Osa 1: Voiko henkilö haastaa heidän geeninsä
Teoriassa elävät organismit voivat elää hyvin pitkään, melkein ikuisesti. Mistä sellainen huono omaisuus kuin kuolema tuli elävissä olennoissa?
Me kaikki kuolemme yhtenä päivänä. Valitettavasti (ja onneksi on olemassa erilaisia näkökulmia), elämä on järjestetty siten, että saamme tämän ihmeen täydellisenä erittäin epämiellyttävällä pakollisella lisäosalla - kuolemalla.
Jotkut biologit uskovat, että näin ei aina ollut. Näyttää siltä, että kuuluisa August Weismann epäili ensimmäisenä kuoleman "väistämättömyyttä". Tämä on Weismanist-Morganist-geneetikkojen esi-isä, jota Trofim Lysenko vihasi. Hänen luennossaan, jonka Weismann piti Freiburgissa vuonna 1881, hän sanoi: "En näe kuolemaa ensisijaisena välttämättömyytenä, vaan asiana, joka saadaan toisen kerran sopeutumisprosessissa." Joten kuolema keksittiin luonnossa nimenomaan sukupolvien vaihdon varmistamiseksi, ilman jota elämä ei voi kehittyä ja ilman jota evoluutio on mahdoton.
DNA: n rooli perinnöllisyydessä ei ollut vielä tiedossa. Oli epäselvää, kuinka genetiikka yleensä järjestettiin, ja Weisman katsoi, että kaikki tämä paljastuu: "Ei ole epäilystäkään siitä, että korkeammat organismit, jotka ovat tänään meille tulleet suunnittelumuodossaan, sisältävät kuoleman siemeniä." Mistä siemenistä me puhumme? Tietysti geeneistä. Toisin sanoen, jos käännetty nykyaikaisemmalle kielelle, tunnettu biologi totesi, että kuoleman geenit ovat upotettuina kaikkiin eläviin organismeihin (ts. Sinä ja minä). Joten käy ilmi, että jonain päivänä he voivat käynnistyä ja kuolemme heti. Tehdään niin sanotusti molekyylibiologinen itsemurha.
Kuinka pitkälle olemme sopineet? Sikäli, että elävät organismit on jotenkin ohjelmoitu tekemään itsemurhaa? Se voi tuntua hullu: Jokainen tietää itsestään säilyttämisen vaistoista, ja mikä voi olla arvokkaampaa keholle ja ihmiselle kuin hänen oma elämänsä?
Mainosvideo:
Elävän organismin korkein tavoite
Humanitaarisesta näkökulmasta, toisin sanoen inhimillinen itsekkyytemme, elämä on tietysti korkein arvo. Mutta näiden rivien kirjoittaja on ammatillinen biologi ja jopa lääketieteellisesti halukas. Joten pidän henkilöä myös vain elävänä olennaisena, joka liittyy selkärankaisiin, eläimiin, nisäkkäisiin, kädellisten, suvun Homo, suvun sapiens, joukosta. Ja tiedän, että kaikille eläville olennoille on asia, joka on paljon arvokkaampi kuin heidän oma elämänsä. Tämä on heidän lajiensa genomi. Kaikkien geenien joukko, joka määrittelee mikä tämä olento on, millainen olento se on.
Ja tämä on todella tärkeä asia. Kunkin lajin genomi on muodostunut kymmenien ja satojen miljoonien vuosien evoluution seurauksena, ja jos se kerran häviää, laji katoaa kokonaan, mikä tarkoittaa, että kaikki nämä miljoonat vuodet ovat kuluneet turhaan. Kaikki elävät olennot ja heidän lukumääränsä kanssanne, heidän vanhempiensa saavat kopion genomista, tarkistavat sen (kopion) suorituskyvyn elämänsä aikana, ja jos kopio osoittautuu hyväksi, se siirretään heidän lapsilleen. Joku kysyy elämän tarkoituksesta? Biologian kannalta se näyttää tältä. Sain sen, käytin sitä vähän ja jos se toimii hyvin, välitin sen.
Yleensä genomin edut ovat täysin samat kuin väliaikaisen kantajan edut. Jos olento, jolla ei ole aikaa jättää jälkeläisiä, kuolee, kopio genomistaan häviää ikuisesti. Mutta joskus tapahtuu erittäin epämiellyttäviä tilanteita, joissa kantajan itsensä toiveet eivät vastaa genomin tarpeita. Ja sitten geenimme osoittavat meille heti, kuka on talon pomo.
Hyvä esimerkki on panimohiiva, joka on yksi biologien suosikki tutkimusaiheita. (Epäilen, että tämä johtuu upeasta sivutuotteesta, jonka he voivat tuottaa.) Hiiva on melko primitiivinen yksisoluinen sieni, ja se voi elää kahdessa tilassa: lisääntyä aseksuaalisesti tai järjestää itselleen seksuaalisen lisääntymisen.
Jos kaikki on hyvin heidän elämässään, niin hiiva moninkertaistuu ja sylkee uudet solut itsestään, sen tarkat kopiot-kloonit. Prosessi voidaan toistaa useita kertoja, ja hiiva elää hyvin pitkään, kertomalla määrän ja yrittämällä kaapata mahdollisimman paljon tilaa. Tässä tilassa evoluutio on erittäin hidasta, koska variaatio on hyvin pieni, uudet ja vanhat solut ovat sekoittuneet ympäristössä ja vanhoja on paljon. Yleensä pysähtyneisyys.
Mutta sitten olosuhteet alkavat huonontua (esimerkiksi kaikki alueen yksinkertainen ruoka on syönyt). Hiivasolut tuntevat ilmaisvannon ohi ja "päättävät" nopeuttaa omaa evoluutiotaan saavuttaen kyvyn sopeutua nopeasti uusiin olosuhteisiin. Tämä tehdään käyttämällä kahta asiaa:
Pakollinen seksuaalinen lisääntyminen otetaan käyttöön.
Tätä varten hiivasolut sopivat, joista heistä tulee poika ja mitkä tytöt, ja järjestävät geenivaihdon.
Nopea kuolema ilmestyy.
Hiivasolujen ohjelmoitu kuolema, jota ei esiinny miellyttävissä asexuaalisen lisääntymisen olosuhteissa. On selvästi välttämätöntä, jotta vanha hiivasukupolvi voi tehdä tilaa uudelle, joka johtuu geenien "sekoituksesta".
Ja tiedätkö mikä on signaali, joka laukaisee hiivasolujen ohjelmoidun kuoleman? Feromoni - aine, jonka yhden sukupuolen hiiva aistii vastakkaisen sukupuolen edustajat. Tämän tosiasian havaitseminen aiheutti paljon melua hiivatutkijoiden joukossa. Tässä on sydäntä särkevä tarina rakkaudesta ja kuolemasta panimohiivassa.
Uhraaminen on yleinen sääntö
Toisin sanoen heti kun laji tarvitsi nopeuttaakseen omaa evoluutiotaan, yksittäisten yksilöiden edut uhrattiin välittömästi Hänen Majesteettinsa genomin vuoksi. Ja tämä sääntö, joka on surullinen yksittäisille henkilöille, voidaan jäljittää kaikenlaisista olennoista.
Ajattele yksivuotisia, jotka kuolevat heti hedelmiensä kypsyessä. Muuten, ne eivät välttämättä ole ollenkaan vuotuisia. Vain jalostukseen kerran. Esimerkiksi bambu elää vuosikymmeniä ja kukkii, muodostaa siemeniä ja kuolee. Huomaa, että pari mutaatiota yksivuotisen kasvin geeneissä voi muuttaa siitä … monivuotisen. Esimerkiksi belgialaiset geneetikot onnistuivat tekemään tämän, työ palkittiin julkaisussa Nature.
Luuletko, että tämä koskee vain sieniä ja kasveja? Tässä ovat hyönteiset. Muuten evoluution kruunu! Kysy sellaiselta selkärangattomalta eläintieteilijältä, joka on viileämpi - dipterans tai joitain kömpelö kalju apina? Perhoset eivät elää kauan: parista tunnista pariin päivään (tietystä lajista riippuen), koska heillä ei ole … suuhun. He eivät voi syödä ja kuolla nälkään. Pidätkö jokaisesta majikasta? En usko. Ovatko he tyytyväisiä lajinsa genomiin? Olen varma. Yksinkertaisesti siksi, että se on erittäin menestyvä, eli laajalle levinnyt ja erittäin pitkäaikainen eläinlaji. Paljon vanhempia kuin sinä ja minä.
Katkaise järjestelmä, muuta ohjelmaa
Joten omituinen kyllä, on olemassa itsemurhageneettisiä ohjelmia. Mutta aloimme puhua heistä ei ollenkaan, jotta voimme jälleen hämmästyttää elävän luonnon järjestelyjä. Jokainen meistä koskee paljon kiireellisempää kysymystä. Muista - "me kaikki kuolemme"? Eikö genomillamme ole mitään tekemistä tämän surullisen tosiasian kanssa? Emmekö ole perineet alkeellisilta esi-isiltämme geneettistä ohjelmaa, jonka tarkoituksena on viedä meidät hautaan?
Yritän todistaa sinulle, että niin on. Ja meillä on varaa rikkoa tämä ohjelma. Koska sitä tarvitaan yksinomaan ihmisen biologisen lajin evoluution nopeuttamiseksi. Emme kuitenkaan enää tarvitse tätä, koska etanan evoluutiovauhdin sijasta ihmiset ovat jo kauan käyttäneet paljon nopeampaa ja tehokkaampaa selviytymismenetelmää lajana - tekninen kehitys. Tämä tarkoittaa, että hän ei enää tarvitse kaikenlaisia epämiellyttäviä evoluutiovälineitä ja ne voidaan sammuttaa riippumatta siitä, kuinka Hänen Majesteettinsa, ihmisgenomi, protestoi tätä vastaan.
Toisin sanoen, on täysin mahdollista esittää kysymys, haluammeko edelleen olla geenien väliaikainen varasto sukupolvelta toiselle? Biologinen kone, seuraten sokeasti oman genominsa määräyksiä? Onko aika koneennousulle?
Osa 2: Kuinka geneettinen ohjelma ajaa ihmiset hautaan
Suurin uhka ihmisille on biologinen ikääntyminen, toisin sanoen kehon toimintojen hidas heikkeneminen, mikä lisää vääjäämättä kuoleman todennäköisyyttä. On syytä uskoa, että ikääntyminen on geneettisen ohjelman tulosta.
Ihmiskunnan ja ihmisen kaikella suuruudella, sinä ja minä olemme muuta kuin biologisia koneita. Vanhempamme latasivat meille ohjelman - elämämme, genomimme - ja itse asiassa tämän ohjelman suorittamisen. Mikä se on? Se tosiasia, että meidän on kehitettävä alkion muodossa, syntynyt, kasvanut ja jos genomin ladattu kopio onnistui meissä, siirrä tämä kopio lapsillemme. Mutta ohjelma ei lopu siihen. Koska siinä on myös viimeinen vaihe - on tarpeen vapauttaa paikka luolassa seuraavan sukupolven aikana, toisin sanoen kuolla.
Jos kaikki ovat yhtä mieltä ohjelman ensimmäisistä vaiheista, niin jotenkin he eivät pidä ajattelemasta viimeistä osaa. Eikä vain tavallisten ihmisten, mutta myös ammattitieteilijöiden. Ehkä tämä johtuu siitä, että useimmat biologit ovat erittäin rakastaneet elämää ja sen kaikkia ilmenemismuotoja. Itse asiassa siksi meistä tuli biologia. Meille on aina paljon mielenkiintoista tutkia mistä jotain tulee, kuin mihin se menee myöhemmin, miten se tuhoutuu.
Tässä suhteessa proteiinien tutkimushistoria on erittäin opettavainen (niiden toinen nimi on proteiinit, tämä on erityisesti sitä, mitä koodataan geeneihimme, mikä on tärkein osa elävää järjestelmää). Solujen proteiinisynteesiprosessia aloitettiin tutkia tarkkaan jo 50-luvulla ja selvitettiin nopeasti, kuinka tämä tapahtuu. 70-luvulta lähtien kaikissa oppikirjoissa on kuvattu vastaava mekanismi, joka toimii täydellisesti ja tuottaa kaiken aikaa kaikki tarvitsemamme proteiinit. Kysymys: minne he sitten menevät? He eivät elä ikuisesti. Solu vain räjähtää kaiken aikaa syntetisoiduista proteiineista. Mutta jostain syystä biologit jotenkin "eivät häirinneet paljon tätä asiaa". Ja unohdettiin suuri ja monimutkainen proteiinien hajoamisjärjestelmä. Se vie yli 10% kaikista geeneistämme ja määrittää tarkalleen kuinka kauan tietyn proteiinin tulisi elää,sen toiminnasta riippuen. Jotkut heistä elävät vain muutaman tunnin, toiset pysyvät häkissä vuosia. He alkoivat pestä tästä vasta 80-luvun lopulla, ja Nobel-palkinto myönnettiin järjestelmän löytämisestä proteiinien kohdennetulle tuhoamiselle.
Hemmottele ohjelmaa
Eikö samanlainen tarina tapahtunut organismin ohjelmoidun kuoleman kanssa? Ehkä biologit eivät halunneet ajatella sitä vain? Ja turhaan! Koska jos myös kuolemamme on ohjelmoitu, kuten syntymmekin, niin se antaa meille valtavan mahdollisuuden elää paremmin ja pidempään. Tosiasia, että biologia on saavutuksineen melko nuori tiede. Tiedämme edelleen melko suunnilleen kuinka elävä luonto on järjestetty, emmekä vielä osaa luoda erilaisia uusia biologisia järjestelmiä, jotka voivat olla meille hyödyllisiä oman elämämme pidentämisessä. Mutta jos kuolemamme tapahtuu ohjelman toiminnan takia, niin mitään ei tarvitse rakentaa. Päinvastoin, on tarpeen murtautua. Katkaise ohjelman viimeinen vaihe, joka on meille kohtalokas. Lisäksi on jopa mahdollista olla rikkomatta sitä kokonaan (tämä voi olla vaarallinen, ja luultavasti se on edelleen mahdotonta),on melko helppoa häiritä sitä jotenkin, asettaa tämä mekanismi tikkujen pyöriin. Kaikille biologisen tekniikan ja biologian nuorille tiedämme jo jotenkin, kuinka murtautua. Ja sitten mekanismi toimii huonommin, mikä tarkoittaa, että elämme pidempään.
Ja vielä, onko ihmiskehossa samanlainen ohjelmoidun itsemurhan mekanismi? Ehkä tutkijat ovat jotenkin unohtaneet sen vain siksi, että sitä ei ole olemassa, eikä siksi, että he eivät halunneet katsoa? Kaikella kunnioituksella kollegoilleni, en usko. Ja sitten yritän osoittaa, kuinka yleensä on mahdollista niin haurasta tieteessä kuin biologia, että kyllä, meillä on tämä ohjelma. Ja voit melko alkaa taistella sitä vastaan. Mutta selvittääksesi, mistä tässä on kyse, sinun on luettava tämä artikkelisarja loppuun asti.
Mistä ohjelmasta voimme puhua? Vaihtoehtoja on useita, ja aloitetaan yksinkertaisimmalla. On erittäin ilkeä ja tappava asia, kuten sepsis. Se tapahtuu yleensä, kun veri tarttuu bakteereihin. Eli jos suuri määrä mikrobia pääsee vereen, se on erittäin vaarallinen. Ihmisen lämpötila nousee voimakkaasti, ns. Systeeminen tulehdus kehittyy ja prosessi loppuu todennäköisimmin surullisimmalla tavalla - potilas kuolee. Muuten, tämä toimii myös muissa eläimissä - rotissa, hiirissä ja muissa eläimissä.
Miksi näin tapahtuu? Vaikuttaa siltä, että kaikki on selvää. Bakteerit alkoivat lisääntyä veressä, immuunijärjestelmä ei pysty selviytymään heistä ja he "syövät" ihmiskehoa sisältäpäin. Ja mikä ihmettelee, mikä meille ei ehkä välttämättä sovi sellaisella suoraviivaisella ja ymmärrettävällä selityksellä?
Tappava immuniteetti
Mutta tässä on ongelma. Jossain vaiheessa kävi ilmi, että sama vaikutus voidaan saavuttaa (ei tietenkään ihmisillä, mutta rottikokeessa), jos kuolleet (!) Bakteerit johdetaan vereen. He eivät voi jäljentää eikä "syödä" mitään. Ja oireet ovat samat - kuume ja tulehdus, ja seurauksena kuolema useiden elinten vajaatoiminnasta. Ahaa! - sanoi kiinnostuneet tutkijat, - se tarkoittaa, että bakteerit eivät ole sinänsä kauheita, vaan koska ne sisältävät ihmisille (tai hiirille) erittäin myrkyllisiä aineita! Se aiheuttaa myös septisen sokin. He alkoivat ymmärtää ja eristää todella tällaisen aineen bakteereista tai pikemminkin niiden kuorista. Jos se puhdistetaan ja johdetaan eläimen vereen, niin onneton olento myös kuolee septisen sokin seurauksena. Mikä tämä aine on? Mikä hirvittävä bakteerimyrkkyjota kutsuttiin heti endotoksiiniksi - eli bakteerien sisäiseksi myrkkyksi?
Kävi ilmi, että tämä on yksinkertainen polymeeri, joka koostuu sokerien ja lipidien jäännöksistä - lipopolysakkaridista (englanninkielinen lyhenne - LPS). Kemiallisessa olemuksessaan aine on täysin vaaraton, se on vain rakennusmateriaali, joka muodostaa bakteerien soluseinän. Kuinka LPS voi olla myrkyllistä nisäkkäille? He alkoivat ymmärtää tarkemmin ja huomasivat, että nisäkkäillä on erityisiä proteiineja - LPS-reseptoreita, jotka seuraavat jatkuvasti verta tämän aineen esiintymisen suhteen. Ja jos he havaitsevat tietyn määrän LPS: ää, niin ne laukaisevat kauhean biologisten reaktioiden kaskadin, jota kutsumme septiseksi sokkiksi. Jos teemme mutanttisen hiiren, jolla on rikkoutunut geeni tälle reseptorille, niin sellaiselle GMO-hiirelle kaikkein tappavin annos LPS: ää on ehdottoman vaaraton.
Hänen ruumiinsa ei yksinkertaisesti huomaa "endotoksiinia" ja elää edelleen onnellisina. Voit rikkoa tämän itsemurhaohjelman toisella tavalla. Ärsyttävä tulehduksellinen kaskaadi vasteena LPS: lle on osa kehon immuunijärjestelmää. Tiedämme aineita, kuten kortikosteroideja, kuten deksametasoni, jotka ovat tehokkaita tukahduttamaan immuunijärjestelmää. Vastaavasti, jos LPS injektoidaan hiiren kanssa yhdessä deksametozonin kanssa, hiiren LPS-reseptorit tietysti havaitsevat ja lähettävät signaalin “ylöspäin” immuunijärjestelmään. Mutta tämä ei johda mihinkään kauhistuttavaan, koska se poistetaan käytöstä. Ja hiiri selviää.
Yleensä, jos jätetään pois kaikki nämä kauheat yksityiskohdat, johtopäätös on seuraava: septisen sokin aiheuttama kuolema tapahtuu erityisen itsemurhaohjelman tuloksena. Keho tappaa itsensä, jos löytää itsestään riittävän suuren määrän patogeenisiä bakteereja. Tähän mennessä tästä ohjelmasta on tiedossa paljon: miten se käynnistyy, millä immuunijärjestelmän osilla se aktivoituu, miten ja milloin prosessi siirtyy peruuttamattomaan vaiheeseen.
Uhra loput
Esiintyy kohtuullinen kysymys, mutta biologien erittäin rakastamaton: miksi? Miksi nisäkkäillä oli tämä tappava järjestelmä? Sitä ei ehdottomasti tarvita erillisessä organismissa. Ilman septistä sokkijärjestelmää hänellä olisi ainakin jonkinlainen mahdollisuus "murskata" infektio ja selviytyä. Mutta luonto ei anna tätä mahdollisuutta, päättäen onneton, ja vaikka hänet tartunnan saaneet bakteerit ovat jo kuolleet. Miksi?
Tarkkaa vastausta tähän kysymykseen ei tietenkään voida antaa, sillä evoluutiopolut ovat käsittämättömiä … No, tai se, joka ohjaa sen sinne. Mutta itse asiassa tämä koko tarina näyttää erittäin kohtuulliselta ja käytännölliseltä. Totta, ei yksittäisen ihmisen näkökulmasta, kuten luonnon kruununa, vaan Hänen Majesteettinsa, Homo sapiens -genomin, näkökulmasta.
Alkeellisina aikoina, jotka evoluutiostandardien mukaan olivat vain muutama sekunti sitten, tartunnan saanut yksilö oli erittäin vaarallinen muille lajeilleen. Koska hän voi välittää tartunnan heille, tartuttaa koko populaation ja … entä jos tämä on tämän lajin viimeinen kanta? Sitten hän (laji) katoaa, ja sen mukana myös hänen genominsa. Pahempaa, vaikka tauti ei ole tappava, se on silti erittäin vaarallinen. Tosiasia on, että alkuvaiheessa elimistö taistelee tartunnasta syntetisoimalla erittäin myrkyllisiä aineita - vapaita radikaaleja (puhun niistä yhdessä seuraavista sarakkeista).
Nämä aineet ovat mutageenisia. Ja jos infektio oli vakava, syntetisoidaan paljon radikaaleja, ja tämä on jo suora uhka genomin liian monien mutaatioiden esiintymiselle. No, kuinka sairas yksilö selviytyy ja synnyttää lapset, joilla ei ole ymmärrettäviä genomeja, kaikilla mutaatioilla? Vaarallista! Lajin ja mikä tärkeintä sen genomin kannalta, on paljon edullista, jos tartunnan saanut yksilö ei juokse mihinkään, on hiljaisesti lähimmän pensan alla ja … kuolee tartuttamatta sukulaisiaan eikä enää osallistu lisääntymiseen. Tämä on septisen sokin ohjelman tavoite.
Mutta nykymaailmassa ihminen ei tarvitse lainkaan tällaista ohjelmaa. Koska meillä on antiseptisiä lääkkeitä ja antibiootteja.
Ja noin vanhuudesta
No, no, näihin linjoihin kiinni pysyvä lukija sanoo, sanotaan, että sepsis on ohjelma. Mutta onneksi septinen sokki on kaukana ihmisten kuolemansyystä. Jotkut ovat paljon yleisempiä. Ja mitä he tekevät ohjelmien, genomien ja biologisten koneiden kapinan kanssa?
Vastaus on: tiedättekö mikä on yleisin kuolinsyy? Uhana 100% yli 20-vuotiaista ihmisistä? Tämä on biologista ikääntymistä! Toisin sanoen kehon toimintojen hidas ja johdonmukainen heikkeneminen iän myötä lisää väistämättä kuoleman todennäköisyyttä. Joten tekijä kuuluu niihin biologiin, jotka uskovat, että meillä on kaikki syyt pitää ikääntymistä tällaisen geneettisen ohjelman toiminnan seurauksena. Ja seuraavassa bio-sarjamme numerossa yritän esitellä sinulle todisteita tästä rohkeasta hypoteesista, ja alastomat evoluution mestarit auttavat minua tässä.