Должны ли мы умирать?

Уильям Хэзелтайн (William Haseltine), пионер биотехнологий, однажды сказал мне: «Природа жизни — не смерть. Это бессмертие. ДНК — бессмертная молекула. Впервые она появилась, скажем, 3, 5 млрд лет назад. Та же самая молекула, через многократное дублирование, существует и сегодня… Правда, мы изнашиваемся, но мы уже говорили о том, что в отдаленном будущем человек сможет это изменить. Сначала — увеличить продолжительность жизни вдвое или втрое. А затем, возможно, если мы сумеем достаточно хорошо понять собственный мозг, продлить существование нашего тела и нашего мозга до бесконечности. И я не думаю, что это будет неестественный процесс».

Эволюционные биологи указывают, что эволюционному давлению животные подвергаются в репродуктивном возрасте. После этого животное, вообще говоря, становится обузой для группы; возможно, именно поэтому эволюция запрограммировала так, что животные умирают от старости. Так что мы, вполне возможно, запрограммированы умереть. Однако что, если нам удастся перепрограммировать себя и получить возможность жить дольше?

В самом деле, если посмотреть, к примеру, на млекопитающих, то обнаружится: чем крупнее животное, тем медленнее у него протекают процессы обмена веществ и тем дольше оно живет. Мыши сжигают громадное количество пищи на единицу веса тела и живут всего лишь около четырех лет. Слоны обладают гораздо более медленным обменом веществ и живут до семидесяти лет. Если метаболизм связан с накоплением ошибок, то этот факт, очевидно, согласуется с мнением о том, что дольше живет тот, у кого процессы обмена протекают медленнее. (Такая точка зрения может объяснить поговорку «жечь свечу с обоих концов». Я когда-то читал рассказ о духе, который пообещал человеку выполнить любое его желание. Тот захотел прожить 1000 лет. Дух исполнил желание очень просто: превратил его в дерево.)

Эволюционные биологи пытаются объяснить среднюю продолжительность жизни представителей того или иного вида с позиций эволюционного преимущества: долголетие особей может помочь виду выжить в окружающем мире. С их точки зрения, продолжительность жизни определяется генетически, помогая виду выживать и распространяться. Мыши, по их мнению, живут так недолго потому, что на них постоянно охотятся многочисленные хищники, а зимой они часто замерзают насмерть. Передать свои гены следующему поколению смогут те мыши, у которых будет больше детенышей, а не те, что проживут дольше. (Если эта теория верна, следует ожидать, что, если бы мыши умели каким-то образом улетать от хищников, они бы жили дольше. В самом деле, летучие мыши, по размеру примерно соответствующие обычным мышам, живут в 3–5 раз дольше.)

Единственная известная аномалия в этом смысле наблюдается у пресмыкающихся. Судя по всему, у некоторых из них срок жизни ничем не ограничен (по крайней мере нам такое ограничение неизвестно). Не исключено даже, что они могут жить вечно. Аллигаторы и крокодилы с возрастом не перестают расти и становятся все больше и больше, не теряя при этом ни силы, ни энергии. (В учебниках часто пишут, что аллигаторы живут только до семидесяти лет. Но дело, скорее всего, в том, что именно в этом возрасте умер смотритель зоопарка, знакомый с данной особью с детства. В других учебниках честно говорится, что эти существа живут больше семидесяти лет, но точно в лабораторных условиях никто не проверял.) На самом деле эти животные вовсе не бессмертны, они гибнут от несчастных случаев, голода, болезней и т. п. Но если держать крокодила в неволе и хорошо кормить, он будет жить очень долго, чуть ли не вечно.

Биологические часы

Еще один интересный факт исходит от теломер клетки, играющих роль «биологических часов». Как шнурки на обуви заканчиваются с обоих концов пластиковыми защитными наконечниками, так хромосомы в клетках заканчиваются теломерами. После каждого цикла деления клетки эти защитные кончики становятся все короче и короче. Со временем, через шестьдесят или около того циклов деления (для клеток кожи) теломеры просто заканчиваются и пропадают. После этого клетка вступает в пору старения и перестает правильно работать. Так что теломеру можно сравнить с куском запального шнура в бруске динамита. Если запальный шнур с каждым делением становится все короче и короче, со временем он исчезнет — и клетка прекратит делиться.

Это свойство клетки называется пределом Хейфлика. Судя по всему, этот предел ограничивает сверху продолжительность жизни определенных клеток. У раковых клеток, к примеру, нет предела Хейфлика; кроме того, они производят фермент под названием теломераза, который не дает теломерам укорачиваться с каждым делением.

Фермент теломеразу можно синтезировать. Если применить полученный препарат к клеткам кожи, они, судя по всему, получают возможность делиться до бесконечности. По существу, они становятся бессмертными.

Однако здесь существует и опасность. Раковые клетки тоже бессмертны, они делятся внутри опухоли до бесконечности. Вообще говоря, именно в этом заключается опасность рака — его клетки делятся до тех пор, пока тело не теряет способность функционировать. Так что прежде чем испытывать теломеразу на людях, этот фермент необходимо тщательно изучить. При испытании любого метода лечения с использованием теломеразы, направленного на «починку» и «завод» биологических часов, необходимо тщательно проверить, не обладает ли она канцерогенным действием.

Бессмертие плюс вечная молодость

Для одних перспектива серьезного продления человеческой жизни — источник искренней радости, для других — ужас; стоит подумать о перенаселении и обществе, состоящем из ветхих стариков, которые быстро разорят страну, и действительно становится страшно.

На самом деле комбинация биологических, механических и нанотехнологических методов может не только увеличить продолжительность жизни, но и сохранить при этом человеку молодость. Роберт Фрейтас (Robert A. Freitas Jr.), работающий над применением нанотехнологий в медицине, сказал: «Всего через несколько десятилетий такое вмешательство может стать обычным. Ежегодная проверка и чистка, а иногда и серьезные восстановительные операции позволят раз в год приводить биологический возраст человека к более или менее постоянному физиологическому возрасту, который человек сам выберет. Конечно, со временем вы все равно, может быть, умрете или погибнете от случайных причин, но вы проживете по крайней мере в десять раз дольше, чем живут люди сегодня».

В будущем продление жизни не будет связано с черпанием воды из сказочного Фонтана юности. Более вероятно, что это будут проделывать при помощи комбинации нескольких методов:

1) выращивание новых органов по мере износа или поражения старых при помощи тканевой инженерии и стволовых клеток;

2) прием коктейля из белков и ферментов, предназначенных для ускорения восстановительных механизмов клетки, регулирования обмена веществ, перезапуска биологических часов и ослабления процессов окисления;

3) использование генной терапии для доработки генов, способных замедлить процессы старения в организме;

4) поддержание здорового образа жизни (физическая нагрузка и качественная диета);

5) использование нанодатчиков для распознавания таких заболеваний, как рак, за несколько лет до того, как они превратятся в проблему.

Население, пища и загрязнение окружающей среды

Один вопрос не дает покоя: если ожидаемую продолжительность жизни можно увеличить в несколько раз, не придется ли человечеству страдать от перенаселения? Ответа на этот вопрос никто не знает.

Попытка оттянуть старение неизбежно вызовет множество социальных последствий. Если мы будем жить дольше, не возникнет ли на Земле перенаселенности? Некоторые, правда, указывают, что увеличение продолжительности жизни уже произошло, ожидаемая продолжительность жизни подскочила с 45 до 70, а затем и до 80 лет всего за одно столетие, и при этом вместо демографического взрыва наблюдается обратный эффект. Последнее заявление спорно, однако и вправду люди стали жить дольше, но они теперь делают карьеру и не спешат заводить детей. Так, коренное европейское население действительно уменьшается, и заметно. Так что если люди станут жить дольше и богаче, они, возможно, станут рожать меньше детей и с соответствующими промежутками. Человек, у которого впереди еще не один десяток лет молодости, будет планировать свое будущее соответственно и заводить детей тогда, когда сочтет нужным.

Другие утверждают, что люди будут отказываться от технологий продления жизни, поскольку сочтут их неестественными и противоречащими их религиозным убеждениям. В самом деле, неформальные опросы населения показывают, что большинство людей считают смерть естественной; более того, они считают, что именно смерть придает жизни смысл. (Однако опрашивались в большинстве люди молодые и среднего возраста. Если вам придется переехать в дом престарелых, где люди уходят каждый день, если придется жить с постоянной болью, каждый день ждать смерти и задавать один и тот же вопрос, ваше мнение, возможно, изменится.)

Как говорит Грег Сток из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, «постепенно наши сомнения о стремлении уподобиться Богу и наши тревоги по поводу продления жизни уступят место новым словам: „А где достать таблетку?“»

В 2002 г. ученые подсчитали, что — по последним демографическим данным — в настоящий момент на Земле живет 6 % всех когда-либо рожденных людей. Дело в том, что на протяжении большей части истории человечества численность населения Земли колебалась вокруг величины в один миллион человек. Пищи не хватало, и добывать ее было трудно, поэтому население не росло. Даже в период расцвета Римской империи численность ее населения, по современным оценкам, составляла всего лишь 55 млн человек.

Однако за последние 300 лет численность населения Земли резко возросла — одновременно с развитием современной медицины и промышленной революцией, которая обеспечила изобилие пищи и необходимых для жизни вещей. В XX в. население земного шара побило все рекорды и с 1950 по 1992 г. более чем удвоилось: оно выросло с 2, 5 до 5, 5 млрд. В настоящий момент оно составляет 6, 7 млрд человек, и каждый год род человеческий увеличивается на 79 млн человек, что превышает полную численность населения такой страны, как Франция.

Разумеется, стремительный рост населения вызвал к жизни множество предсказаний конца света, но до сих пор человечеству удается справляться с возникающими проблемами. Еще в 1798 г. Томас Мальтус предупреждал нас о том, что произойдет, когда население планеты вырастет настолько, что его невозможно будет прокормить. В результате неурожаев, голодных бунтов, падения правительств и массового голода рано или поздно установится новое равновесие между населением и ресурсами. Поскольку рост населения идет экспоненциально, а пищевые ресурсы могут расти только линейно, достижение критической точки представлялось неизбежным. Мальтус предсказывал всевозможные бедствия к середине XIX в.

Однако если подходить с позиций сегодняшнего дня, в XIX в. серьезный рост населения только начинался. К тому же шло активное освоение новых земель и основание колоний; технологии производства пищи тоже совершенствовались, поэтому до предсказанных Мальтусом катастроф дело не дошло.

В 1960-е прозвучало новое мальтузианское пророчество: на Земле вскоре произойдет демографический взрыв, и к 2000 г. все рухнет. Предсказание оказалось ошибочным. «Зеленая революция» в несколько раз увеличила пищевые ресурсы. Статистические данные показывают, что рост производства продовольствия превысил рост населения земного шара, на время одержав победу над логикой Мальтуса. С 1950 по 1984 г. производство зерна выросло более чем на 250 %, в основном благодаря новым удобрениям и интенсивным технологиям ведения хозяйства.

Человечество вновь сумело уйти из-под удара. Но теперь рост населения идет полным ходом, и находятся пророки, утверждающие, что мы вот-вот достигнем предела производительных возможностей планеты.

Тот факт, что рост производства продовольствия замедляется и выходит на максимум (это можно сказать и о производстве зерна, и о пище, получаемой из океанов), действительно выглядит угрожающе. Главный советник по науке правительства Великобритании считает, что к 2030 г. рост населения и падение производства пищи и энергии примут поистине ураганный характер, и предупреждает о грядущей опасности. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН объявила, что к 2050 г. человечество должно увеличить производство продовольствия на 70 %, чтобы прокормить дополнительные 2, 3 млрд человек, или оно окажется перед лицом катастрофы.

Не исключено, что эти предсказания недооценивают подлинные масштабы проблемы. Сотни миллионов китайцев и индийцев, условно говоря, переходят в средний класс — и хотят наслаждаться роскошной жизнью, такой, какую они видят в голливудских фильмах. Им хочется иметь две машины на семью, жить в просторном загородном доме, есть гамбургеры и картошку фри… На обеспечение всего этого ресурсов земного шара может и не хватить. Лестер Браун (Lester Brown), один из ведущих мировых экологов и основатель Института всемирной вахты (WorldWatch Institute) в Вашингтоне, признался мне, что Земля, возможно, не сможет обеспечить стиль жизни, характерный для среднего класса, многим сотням миллионов людей.

Надежда все же есть

Однако проблески надежды все же остаются. Контроль рождаемости, принадлежавший когда-то к запретным темам, прочно утвердился в развитом мире и уверенно прокладывает дорожки в мир развивающийся.

В Европе и Японии мы наблюдаем сокращение, а вовсе не рост населения. В некоторых европейских странах уровень[11]рождаемости в настоящее время составляет всего лишь 1, 2–1, 4 ребенка на семью, что намного ниже необходимых для простого воспроизводства 2, 1. В Японии же целых три напасти. Во-первых, ее население стареет быстрее всех на Земле. Ожидаемая продолжительность жизни японок, к примеру, уже двадцать лет держится на рекордном уровне. Во-вторых, падает уровень рождаемости. И в-третьих, правительство удерживает иммиграцию на чрезвычайно низком уровне. В совокупности три перечисленных демографических фактора порождают замедленную катастрофу. Европа, кстати говоря, отстает ненамного.

Один из уроков, которые можно извлечь из этой ситуации, состоит в том, что процветание — лучший контрацептив. В прошлом крестьяне, не имевшие ни пенсионного плана, ни социальных гарантий, старались завести как можно больше детей, которые могли бы работать в поле и заботиться о них в старости. Тогда действовала простая арифметика: каждый новый ребенок в семье означает дополнительные рабочие руки, дополнительный доход и дополнительную уверенность в завтрашнем дне. Но когда крестьянин становится представителем среднего класса и получает все связанные с этим блага — пенсионные гарантии и комфортабельную жизнь, — семейное уравнение оборачивается другой стороной: каждый ребенок уменьшает семейный доход и снижает качество жизни.

В странах третьего мира проблема обратная — население стремительно растет и значительную его часть составляют дети и подростки. Но даже там, где ожидается самый большой демографический взрыв — в Азии и в Африке южнее Сахары, — рождаемость уже начала падать по нескольким причинам.

Во-первых, происходит стремительная урбанизация сельского населения; крестьяне оставляют наследственные земли и уходят в мегаполисы искать счастья. В 1800 г. в крупных городах жило лишь 3 % населения. К концу XX в. эта цифра увеличилась до 47 %, и, как ожидается, в ближайшие десятилетия рост доли городского населения продолжится. В городе ребенок обходится гораздо дороже, и это резко уменьшает среднее число детей в семье. Жилье, питание и прочие необходимые расходы в городе очень высоки, так что рабочие в трущобах мегаполисов ориентируются на ту же простую арифметику: каждый ребенок снижает уровень благосостояния семьи.

Во-вторых, по мере индустриализации стран, которая происходит в Китае и Индии, растет потребность в среднем классе — а средний класс, в точности как на развитом Западе, стремится иметь меньше детей. И в-третьих, растет уровень образования женщин, что даже в бедных странах, таких как Бангладеш, порождает класс женщин, которые стремятся ограничить число детей. Благодаря масштабной образовательной программе уровень рождаемости в Бангладеш уменьшился с 7 до 2, 7, хотя в этой стране пока не набрали ход ни урбанизация, ни индустриализация.

С учетом всех этих факторов ООН постоянно пересматривает свои прогнозы, связанные с ростом населения. Оценки по-прежнему различаются, но к 2040 г. население Земли может достичь 9 млрд человек. Оно и дальше будет расти, но скорость роста постепенно замедлится и сойдет на нет. По оптимистичным прогнозам, население Земли стабилизируется к 2100 г. на уровне примерно 11 млрд.

Может показаться, что такая численность населения превышает потенциальную емкость экосистемы планеты. Но многое зависит от того, как определить эту самую потенциальную емкость, — ведь не исключено, что нас ожидает еще одна зеленая революция.

Биотехнологии — одно из возможных решений проблемы. В Европе генномодифицированные продукты питания обрели дурную славу, которая может продержаться целое поколение. Биотехнологическая промышленность одновременно выпускала на рынок гербициды и новые сорта, устойчивые к действию этих гербицидов. Понятно, что для биотехнологической отрасли такой порядок вещей означал дополнительные продажи и дополнительные доходы, но для потребителя все это означает лишь большее количество вредных веществ в пище, и этот рынок вскоре рухнул.

В будущем, однако, на рынок уверенно выйдут новые сорта зерновых, такие как «суперрис», т. е. сорта, специально полученные методами генной инженерии и приспособленные давать высокий урожай в засушливых и неплодородных районах. Трудно будет возразить с моральных позиций против безопасных культур, способных накормить сотни миллионов человек...

Отрывок из книги Мичио Каку "Физика будущего"