Чужой разум. Осьминоги, море и глубинные истоки сознания - [56]
Объяснения в категориях «износа» недостаточны. Даже самая складная версия этой теории противоречит многим наблюдениям, касающимся продолжительности жизни животных. Если дело в «износе», то животные с быстрым обменом веществ, сжигающие больше энергии, должны стареть быстрее. Эта зависимость обладает кое-какой предсказательной силой, но довольно часто она не работает. У сумчатых, например кенгуру, обмен веществ медленнее, чем у плацентарных млекопитающих вроде нас, но стареют они быстрее. У рукокрылых (летучих мышей) скорость метаболизма бешеная, но они стареют медленно.
На клеточном уровне обновление, возможно, потенциально бесконечно. Но что-то в самой нашей природе — в природе тех скоплений клеток, которыми мы являемся, — заставляет нас и других животных стареть иначе, чем другие живые существа. Этот подход к вопросу возвращает нас к начальным главам, к теме эволюции животных как таковых. В жизни животных границы жизни отдельной особи отмечены рождением и смертью, хотя клетки постоянно возникают и исчезают и хотя родословная этих клеток не ограничивается пределами жизни особи, простираясь и в прошлое, и в будущее. Мы снова возвращаемся к той же проблеме. Почему колибри живут до десяти лет, морские окуни — до двухсот, остистые сосны[175] — тысячи лет, а осьминоги — лишь до двух?
Рой мотоциклов
Эти загадки в значительной мере разрешены благодаря некоторым стройным концепциям в теории эволюции.
Если мыслить в эволюционных категориях, естественно задаться вопросом, нет ли скрытого преимущества в старении как таковом. Эта идея соблазнительна, поскольку начало старения в нашей жизни выглядит «запрограммированным». Возможно, старые особи умирают потому, что от этого выигрывает вид в целом, потому что таким образом сберегаются ресурсы для молодых и жизнеспособных? Но эта идея в качестве объяснения старения содержит в себе порочный круг: откуда следует, что молодые более жизнеспособны? Пока что, на данном этапе рассуждений, ниоткуда.
Кроме того, подобное положение вряд ли будет стабильным. Предположим, имеется популяция, в которой старые любезно передают «эстафету» в надлежащее время, но вот в ней появляется особь, которая не жертвует собой и просто продолжает жить. У этой особи с немалой вероятностью появится дополнительное потомство. Если отказ от самопожертвования также передастся по наследству, этот признак распространится и самопожертвование будет вытесняться. Так что, даже если старение полезно для вида в целом, этого недостаточно, чтобы оно закрепилось. Этот довод не закрывает окончательно вопроса о «скрытом преимуществе», но современная эволюционная теория старения исходит из других соображений.
Первый шаг был сделан в 1940-е годы британским иммунологом Питером Медаваром в кратком устном сообщении. Десятилетие спустя американский эволюционный биолог Джордж Уильямс проделал второй шаг. Еще через десяток лет, в 1960-е годы, Уильям Гамильтон (вероятно, величайший ученый в эволюционной биологии второй половины XX века) придал этой новой картине строгое математическое оформление. Хотя теория с тех пор в этом плане продолжает уточняться, основные идеи хороши своей простотой.
Начнем с мысленной модели. Представим себе некий вид животных, не подверженных естественному разрушению в ходе времени. У этих животных нет старения. Они рано начинают размножаться и продолжают давать потомство, пока не умирают от внешних причин — хищников, голода, удара молнии. Как предполагается, риск смерти от подобных событий будет постоянной величиной. В любой данный год вероятность умереть будет составлять, допустим, 5 %. Эта вероятность не повышается и не понижается с возрастом, но рано или поздно пройдет достаточное количество лет, чтобы та или другая неприятность наверняка вас настигла. Например, у новорожденного по этому сценарию шансы дожить до 90 лет равняются 1 %. Но если особь дожила до 90, у нее неплохие шансы дожить и до 91.
Теперь обратимся к биологическим мутациям. Мутации — это случайные изменения в структуре наших генов. Это сырье для эволюции: изредка происходят мутации, благодаря которым улучшается способность организма выживать и размножаться. Но подавляющее большинство мутаций вредно либо нейтрально. Эволюция обеспечивает так называемый равновесный уровень приспособленности в отношении множества генов. Работает это таким образом. Мутантные гены постоянно возникают в популяции из-за молекулярных сбоев. У особей с мутантными генами меньше шансов дать потомство, поэтому вредные мутации в конце концов устраняются из популяции. Но даже если каждая вредная мутация отсеивается, этот процесс отнимает время, а новые мутации продолжают появляться. Поэтому следует ожидать, что в популяции будут постоянно присутствовать те или иные вредные мутантные формы каких-то генов. Равновесный уровень приспособленности — это такое положение, при котором вредные мутации удаляются отбором с той же скоростью, с которой они возникают.
Мутации нередко оказывают влияние на определенные стадии жизненного цикла. Одни проявляют себя раньше, другие позже. Предположим, в нашей воображаемой популяции появляется вредная мутация, которая причиняет неудобства своим носителям только в достаточно позднем возрасте. Какое-то время носители этой мутации отлично себя чувствуют. Они размножаются и передают ее потомству. Большинство
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.
Эта книга – синтез эволюционных идей. И тех, которыми могут гордиться ученые XIX века, в том числе Чарлз Дарвин, и тех, что были изложены в современности исследователями общества и культуры. Автор дает подробный и беспримерный по детализации обзор естественнонаучных и религиозных представлений, которые господствовали в просвещенном мире до того, как теория Дарвина заняла свое место в научной картине. Он также описывает драматичные сдвиги, имевшие место в период становления нового мировоззрения, и всесторонне анализирует его влияние на то, как мы рассуждаем сегодня. В формате a4.pdf сохранен издательский макет.
В. С. Рамачандран — всемирно известный невролог, психолог, доктор медицины, доктор философии, директор Исследовательского центра высшей нервной деятельности, профессор психологии и нейрофизиологии Калифорнийского университета в Сан-Диего. В своей книге «Фантомы мозга» автор рассказывает, как работа с пациентами, страдающими неврологическими нарушениями причудливого характера, позволила ему увидеть в новом свете архитектуру нашего мозга и ответить на многие вопросы: кто мы такие, как конструируем образ своего тела, почему смеемся и огорчаемся, как мы обманываем сами себя и мечтаем, что толкает нас философствовать, учиться, творить…