Краткая история почти всего на свете - Билл Брайсон

Что почти всегда больше всего захватывает в любом популярном изложении разрозненных предметов современной науки, так это когда осознаешь, какое множество людей готовы посвятить жизнь самым запутанным, не поддающимся пониманию направлениям исследования. В одном из своих очерков Стивен Джей Гоулд отмечает, как один из его персонажей, Генри Эдвард Крэмптон, провел 50 лет, с 1906 года до своей смерти в 1956 году, спокойно изучая в Полинезии род улиток, называемый Partula. Год за годом Крэмптон снова и снова измерял до мельчайшей степени — до восьми разрядов десятичной дроби — завитки, дуги и изгибы бесчисленных Partula, сводя результаты в подробнейшие таблицы. За одной-единственной строчкой таблицы Крэмптона стоят недели измерений и расчетов.

Чуть менее увлеченным, но еще более непредсказуемым был Альфред С. Кинси, заслуживший известность в 1940-х и 1950-х годах своими исследованиями сексуальности человека. До того как его ум погрузился, так сказать, в секс, Кинси был энтомологом, к тому же упорным. За одну из экспедиций, продолжавшуюся два года, он прошел пешком 4000 км и собрал коллекцию из 3 млн ос. Сколько ему при этом досталось укусов, увы, нигде не отмечено.

Что меня озадачивало, так это вопрос, как в таких экзотических областях обеспечить преемственность исследований. Ясно, что в мире не может быть много учреждений, которым требуются специалисты по усоногим ракам или тихоокеанским улиткам и которые готовы их содержать. Прощаясь с Ричардом Форти в лондонском Музее естественной истории, я спросил его, каким образом удается держать наготове замену выбывающим исследователям.

Он от души рассмеялся над моей наивностью: «Боюсь, что у нас нет таких назначенных заместителей, которые сидят на скамье, ожидая, когда их вызовут на сцену. Если специалист уходит в отставку или, хуже того, умирает, это может приостановить деятельность в этой области, иногда очень надолго». — «И я полагаю, что именно поэтому вы цените тех, кто 42 года изучает единственный вид растения, даже если оно не представляет собой чего-то страшно нового?» — «Вот именно, — ответил он, — именно поэтому».

И, кажется, он действительно говорил то, что думал.

24

КЛЕТКИ

Это начинается с одной клетки. Первая клетка делится, чтобы стать двумя, а две становятся четырьмя и так далее. После всего 47 удвоений у вас будет около 10 тысяч триллионов (10 000 000 000 000 000) клеток, готовых ожить в виде человека*.322 И каждая из этих клеток точно знает, что делать, чтобы оберегать и лелеять вас от момента зачатия и до последнего вздоха.

---

* (Вообще-то довольно много клеток в процессе развития теряется, так что число клеток, при котором возникаете вы, в действительности всего лишь приблизительное. В зависимости от источника, с которым вы справляетесь, оно может расходиться на несколько порядков. Цифра в 10 тысяч триллионов (или 10 квадрильонов) взята из книги Маргулиса и Сагана «Микрокосмос».)

У вас нет никаких секретов от ваших клеток. Они знают о вас больше, чем вы сами. Каждая имеет копию полного генетического кода — наставления по уходу за вашим организмом, — так что она знает не только свое дело, но и всякое другое дело в организме. Вам ни разу в жизни не придется напоминать клетке, чтобы та следила за содержанием аденозинтрифосфата или нашла место для неожиданно появившейся избыточной фолиевой кислоты. Клетка сделает за вас все — и это, и миллион других дел. Каждая клетка по своей природе является чудом. Даже самые простые из них находятся за пределами человеческой изобретательности. Например, чтобы создать самую элементарную дрожжевую клетку, вам придется миниатюризировать примерно столько же компонентов, сколько деталей в реактивном самолете «Боинг-777», и уместить их в шарике диаметром всего в 5 микрон; затем вам нужно будет как-то убедить этот шарик размножаться.

Но дрожжевые клетки — ничто по сравнению с человеческими, которые не только разнообразнее и сложнее, но и куда больше захватывают воображение благодаря своему сложному взаимодействию.

Ваши клетки — это страна с десятью тысячами триллионов граждан, каждый из них по-своему целиком отдает себя вашему общему благополучию. Нет ничего, что они не делали бы для вас. Они дают вам возможность испытывать удовольствие и формировать мысли. Дают возможность стоять, потянуться и порезвиться. Когда вы едите, они извлекают питательные вещества, распределяют энергию и выносят отходы — все эти вещи вы учили на уроках биологии, — но они, кроме того, не забывают, что надо дать вам почувствовать голод и затем вознаградить вас приятным ощущением сытости, чтобы вы не забыли поесть в другой раз. Они заставляют расти волосы, накапливают серу в ушах, налаживают ровную работу мозга. Они управляют каждым закоулком вашего существа. При первой же угрозе они поспешат вам на помощь. Не колеблясь, погибнут за вас — миллиарды их ежедневно так и поступают. И за всю свою жизнь вы ни разу не поблагодарили ни одну из них. Так что давайте воспользуемся моментом и отнесемся к ним с благоговением и благодарностью, каких они заслуживают.

Мы немного разбираемся в том, как клетки делают свое дело, — как запасают жиры, вырабатывают инсулин и выполняют множество других дел, необходимых для сохранения такого сложного организма, как вы, — но лишь немного. Внутри вас трудятся по крайней мере 200 тысяч различных видов белка, а мы пока знаем, чем конкретно заняты не более чем два процента из них. (Другие называют цифру в 50 %; это, видимо, зависит от того, что иметь в виду под словом «разбираться».)

Сюрпризы на клеточном уровне возникают постоянно. В природе окись азота является страшным ядом и распространенным компонентом загрязнения окружающей среды. Так что ученые, естественно, несколько удивились, когда в середине 1980-х годов обнаружили, что она необычайно старательно вырабатывается человеческими клетками. Назначение окиси азота сначала оставалось тайной, но затем ученые стали находить ее всюду — контролирующей кровоток и энергетику клеток, противодействующей раку и болезнетворным микроорганизмам, регулирующей обоняние и даже способствующей эрекции. Она оказалась связана с объяснением, почему хорошо знаменитое взрывчатое вещество, нитроглицерин, облегчает боли в сердце, известные как стенокардия. (В кровотоке нитроглицерин превращается в окись азота, расслабляющую мышцы, которые выстилают сосуды изнутри, открывая возможность для более свободного тока крови.) Всего за десяток лет это газообразное вещество из чужеродного токсина превратилось в вездесущий чудодейственный эликсир.

Согласно бельгийскому биохимику Кристиану де Дюву вы обладаете «несколькими сотнями» различных типов клеток, очень отличающихся по размеру и форме — от нервных клеток, чьи волокна достигают длины более метра, до крошечных, имеющих форму диска клеток крови и фотоэлементов в форме палочек, помогающих нам видеть. Выбор размеров необычайно широк — но самым впечатляющим образом это проявляется в момент зачатия, когда пульсирующая мужская половая клетка одна предстает перед лицом яйцеклетки, которая в 85 тысяч раз больше ее (и это в ином свете представляет, кто кого покоряет). Однако в среднем человеческая клетка имеет в диаметре 20 микрон — то есть около двух сотых миллиметра, — она слишком мала, чтобы ее увидеть, но достаточно вместительна, чтобы содержать тысячи таких сложных структур, как митохондрии и многие миллионы молекул. В самом буквальном смысле клетки также различаются по живучести. Все клетки вашей кожи мертвы. Довольно неприятно думать, что вся до последнего дюйма ваша наружность мертва. Если вы взрослый человек средней комплекции, то таскаете на себе более двух килограммов мертвой кожи323 и ежедневно сбрасываете несколько миллиардов ее крошечных фрагментов. Проведите пальцем по пыльной полке, и получите узор, по большей части состоящий из старой кожи.

Большинство клеток редко живут больше месяца, но есть и некоторые достойные внимания исключения. Клетки печени могут существовать годами, хотя их составные части могут обновляться каждые несколько дней. Клетки мозга живут столько же, сколько и вы. При рождении вам выдается около сотни миллиардов, и это все, что будет при вас. Считают, что в час вы теряете около 500, так что, если вам есть над чем серьезно подумать, не теряйте ни минуты. Хорошая новость заключается в том, что отдельные составные части клеток вашего мозга, как и в клетках печени, постоянно обновляются, и ни одной из их частей не больше месяца. Вообще, высказывалось предположение, что в составе нашего тела нет ни единой частицы — даже случайной молекулы, — которая находится там больше девяти лет. Возможно, мы себя такими не чувствуем, но на клеточном уровне мы все совсем юные.

Первым человеком, описавшим клетку, был Роберт Гук, которого мы последний раз встречали ссорившимся с Исааком Ньютоном из-за приоритета в отношении закона обратных квадратов. За свои шестьдесят восемь лет Гук добился многого — он был и выдающимся теоретиком, и искусным создателем оригинальных и полезных приборов, — но ничто не принесло ему большего восхищения людей, чем вышедшая в свет в 1665 году и пользовавшаяся широкой известностью книга «Микрография, или Некоторые физиологические описания миниатюрных тел, сделанные с помощью увеличительных стекол». Она открывала очарованным читателям вселенную очень малых существ, которая была куда более разнообразной, многонаселенной и прекрасно организованной, чем кто-либо мог представить.