Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях - Ханнс-Кристиан Гунга
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Некоторые ретровирусные гены, однако, сохраняют способность к кодированию белков. Некоторые из таких ретровирусов взяли на себя определенную физиологическую роль в организмах наших ранних предков – приматов. К белкам такого рода относятся уже упомянутые так называемые синцитины, которые у людей за счет активации синцитиотрофобластов приводят к слиянию и склеиванию клеток на границе, разделяющей мать и плод. Синцитины, таким образом, играют решающую роль в создании отграниченного пространства в полости матки для плода, где он, защищенный в том числе и от материнской иммунной системы, может развиваться в течение недель и месяцев. Новейшие исследования позволили установить, что природа не ограничилась одним этим механизмом защиты плода. У плода были обнаружены особые антигены; они находятся в околоплодных водах, на клетках плодного пузыря и на клетках, рассеянных в других тканях – HLA-G. Эти антигены принадлежат к так называемому главному комплексу гистосовместимости (major histocompatibility complex, MHC). Эти молекулы играют решающую роль в распознавании клеток собственного организма и чужеродных клеток. У людей главный комплекс гистосовместимости обозначают как систему HLA (человеческого лейкоцитарного антигена, human leukocytic antigen), так как молекулы эти обнаруживаются на поверхности лейкоцитов с помощью специфических антител. Главная задача HLA – связывание чужеродных клеток, например микроорганизмов, и их представление для распознавания другим клеткам иммунной системы. Специфические HLA-G-молекулы плода способны отключать иммунологические клетки-киллеры матери, прикрепляя на их поверхность определенные белки; таким образом, клетки-киллеры теряют способность выделять ферменты, повреждающие ткани, распознанные как чужеродные.
Отсутствие HLA-G приводит к выкидышам, или преждевременным родам, или к неспособности к имплантации оплодотворенной яйцеклетки в матку. То, что ученые интенсивно занимаются описанием и расшифровкой состава HLA-G, связано не только с его значением для успешной имплантации оплодотворенного яйца, но и непосредственно с клиническими исследованиями в области онкологии и вирусологии. Дело в том, что некоторые опухоли ускользают от защитных механизмов иммунной системы; и это было показано с помощью экспериментов с молекулами HLA-G; опухоли, так сказать, прикидываются эмбрионами и, таким способом, избегают разрушения со стороны иммунной системы организма-хозяина. Такой же стратегии, очевидно, придерживаются и вирусы, которые после инфицирования клеток хозяина вызывают экспрессию на их поверхности HLA-G, чтобы остаться неопознанными; они, если можно так выразиться, «пускают пыль в глаза» иммунной системе.
Одно замечание: мы не должны закрывать глаза на то, как в ходе эволюции возбудители заболеваний использовали защитные механизмы, направленные против них, для своего дальнейшего существования и распространения; это происходит и в наше время. Возьмем, например, насморк и чихание при простуде. При инфекции организм повышает продукцию слизи в носу и в глотке, что приводит к частому чиханию, которое, в свою очередь, способствует удалению микробов из организма. С точки зрения возбудителя это лучшее, что может с ним произойти. Так заразятся новые индивиды, что обеспечит возбудителю более широкое распространение в популяции жертв. При определенных обстоятельствах одна локальная мутация, происшедшая у возбудителя в организме какого-то человека, на фоне скученности населения и его мобильности может привести к пандемии. Covid-19 – трагический пример из нашей современности.
Для нас, физиологов, группа приматов представляет особый интерес, так как они в известной мере проторили путь человеку. Первые приматы, согласно новейшим исследованиям, появились, вероятно, около 86 млн лет назад, то есть в эпоху динозавров. Тогда общий ствол предков расщепился на шерстокрылов и приматов, что означает, что все приматы происходят от одного общего предка. Это удивительно, если вспомнить, что в настоящее время насчитываются более 500 видов и 16 семейств в составе отряда приматов.
Приматы произошли не от тупай, как полагали раньше, так как проявляют больше сходства и находятся в родстве с шерстокрылами. Эти животные размером с кошку имели один примечательный анатомический признак – летательную перепонку: предки приматов летали по принципу Отто Лилиенталя. Эти животные могли натягивать кожу между конечностями и телом и планировать с дерева на дерево. Такой способ передвижения требовал участия множества физиологических и анатомических систем. Предпосылками среди прочего были хорошее стереоскопическое зрение, чувствительный орган равновесия, а также двигательные и когнитивные способности, достаточные для осуществления управляемого полета. Сегодня известны только два вида шерстокрылов, обитающих в лесах Юго-Восточной Азии.
68 млн лет назад приматы разделились на мокроносых (низших) приматов и сухоносых приматов. К мокроносым в настоящее время относят лемуров и лориевых, которые в совокупности представлены 141 видом. 64 млн лет назад произошло наконец разделение сухоносых приматов на долгопятовых и обезьян (антропоидов). В палеоцене и эоцене эти последние уже широко распространились в Северной Америке, Европе и Азии. Правда, большое число жизненных форм, включая и приматов, в ходе происшедшего в палеоцене и эоцене (55,8 млн лет назад) повышения температуры атмосферы оказались под сильным эволюционным давлением. Этот температурный максимум был уникальным за всю новейшую историю Земли. Средняя глобальная температура поднялась за пару тысяч лет на 6° – с 18 до 24. Для сравнения можно вспомнить, что в период с 1951 по 1980 год она равнялась 14°, и мы выражаем большую озабоченность в связи с тем, что в течение ближайших десятилетий она может повыситься всего на 2°.
Стремительное повышение температуры, происшедшее в то время, из-за нагревания воды привело к вымиранию беспозвоночных, населявших океаны, а на земле выраженная засушливость климата в течение 170 000–200 000 лет привела к массовой гибели господствовавших до тех пор фауны и флоры. Среди наземных животных того времени палеонтологи наблюдают типичное уменьшение размеров тела, что, вероятно, можно объяснить уменьшением количества доступной пищи на фоне глобального наступления жары.
В олигоцене, то есть 20–33 млн лет назад, климат Северного полушария снова начал охлаждаться. Это привело к понижению уровня Мирового океана, и образовался новый перешеек суши, связавший Африку (Эфиопию) с Аравийским полуостровом. Это открыло путь к дальнейшему расселению хвостатых обезьян Старого Света (Cercopithecoidea) и человекообразных видов (Homoinoidea). Последние около 20 миллионов лет назад расщепились на гиббонов (Hylobatidae), которые в настоящее время представлены 20 видами, и на человекообразных обезьян, их насчитывают восемь видов, включая и человека (Homo sapiens). Одно только разнообразие – более 500 видов – приматов говорит о том, что в ходе эволюции они смогли освоить самые разные жизненные пространства. Однако человек сегодня – это единственная человекообразная обезьяна, которой не грозит вымирание. Скорее перед нами стоит проблема чрезвычайно мощного, экспоненциального роста численности нашего вида на планете. Такое не имеет примеров в истории эукариотических организмов.
В миоцене, 24–25 млн лет назад, климат в области Восточно-Африканского разлома, как уже было сказано, стал более засушливым, и тропические и субтропические леса уступили место открытым пространствам саванн. Это привело к тому, что обитавшие на этих пространствах приматы
