Весной мы с женой любим гулять в Хардвикском лесу, в окрестностях Кембриджа, и любоваться буйством колокольчиков, заполоняющих все вокруг. Однажды возле дорожки мы наткнулись на камень, установленный в память Оливера Джона Хардимента, умершего в 2006 г. в возрасте 25 лет. Под именем на камне была выбита строка из стихотворения индийского поэта Рабиндраната Тагора:

Некоторые бабочки живут не дольше недели, большинство – меньше месяца. Задумавшись о мгновенно пролетающей жизни мотылька, я вспомнил по контрасту о другой поразившей меня вещи. Я не раз бывал в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, где хранится огромный спил ствола гигантской секвойи. Этому дереву, спиленному в 1891 г., было 1300 лет. В Британии есть несколько тисовых деревьев, возраст которых оценивается более чем в 3000 лет.

Разумеется, деревья кардинально отличаются от людей, поскольку обладают способностью к регенерации. В ботаническом саду Кембриджского университета растет яблоня, выращенная из черенка того самого дерева, под которым несколько сот лет назад в семейной усадьбе Вулсторп, расположенной в сотне миль к северу, сидел юный Исаак Ньютон. На самом деле, существует даже несколько «ньютоновских» яблонь, выращенных из черенков, срезанных с того самого дерева, породившего знаменитое яблоко, которое, согласно легенде, упало на землю, натолкнув Ньютона на мысль, сформулированную им позже в виде закона всемирного тяготения. Вопрос, отсчитывать ли возраст этих деревьев от корневой системы родительского дерева, несомненно, заслуживает внимания, но пока мы обратимся к продолжительности жизни животных, у которых все происходит иначе.

Даже в царстве животных есть виды, обладающие некоторыми свойствами деревьев. Если морской звезде отсечь луч, она может вырастить на его месте новый. Мелкое водное существо[35] под названием «гидра» способно на кое-что более впечатляющее: она, похоже, вовсе не стареет и способна восстанавливать ткани постоянно. Притом процесс этот довольно сложный[36]. В ходе одного исследования было установлено, что в регенерации головы гидры участвует большое число генов. И все это у существа, достигающего в длину чуть более сантиметра.

Гидра, конечно, способна удивить, но среди ее родственников есть другой обитатель вод, который умеет – по крайней мере, метафорически – обращать время вспять. Это медуза Turritopsis dohrnii, также известная как бессмертная медуза. Пережив травму или стресс, она возвращается к ранней стадии развития и проживает свою жизнь заново. Представьте, если бы раненая бабочка[37] могла снова превратиться в гусеницу и начать все сначала.

Поскольку гидра и медуза не проявляют никаких признаков старения, их нередко называют биологически бессмертными. Это не значит, что они не умирают, – они могут погибнуть и гибнут от самых разных причин. Их могут съесть хищники, а им самим, чтобы жить, нужно поглощать достаточно пищи. Могут они умереть и от биологических причин. Однако в отличие от почти всех остальных живых существ вероятность смерти у них не повышается с возрастом.

У геронтологов биологические виды типа гидры и бессмертной медузы вызывают живейший интерес, поскольку могут дать ключ к пониманию того, как бороться с процессом старения. Но с моей точки зрения, из-за способности к регенерации целых частей тела и даже всего организма они ближе к деревьям, чем к людям. И хотя мы можем узнать какие-то поразительные вещи, объясняющие отсутствие у них старения, совершенно неясно, насколько эти знания можно использовать при решении проблемы старения человека. В биологии есть универсальные законы, особенно если речь идет о фундаментальных механизмах. Но в иных случаях даже открытия, сделанные в результате экспериментов на мышах или крысах – а ведь это млекопитающие и биологически они гораздо ближе к нам, – сложно применить в отношении людей. И может так случиться, что нам придется слишком долго ждать, пока результаты экспериментов с гидрами или медузами принесут какую-то пользу.

НЕ ЛУЧШЕ ЛИ ОБРАТИТЬСЯ К СУЩЕСТВАМ, более родственным человеку, например млекопитающим или вообще позвоночным?! Хотя этот подтип животных не может похвастать поразительным разбросом продолжительности жизни, характерным для живых существ вообще (от мотыльков до секвой), разница и здесь бывает впечатляющей. Некоторые мелкие виды рыб живут лишь несколько месяцев, а гренландский кит известен тем, что живет 200 лет и более, и даже, как считается, были случаи, когда гренландские акулы доживали почти до 400 лет.

Почему даже в пределах одной группы животных, например млекопитающих, сроки жизни так варьируют? Можем ли мы на основании каких-то общих признаков выявить некую закономерность, действующую для всех этих видов? Ученые давно ищут такого рода взаимосвязи. Особенно любят открывать универсальные законы для объяснения разрозненных наблюдений физики. Джеффри Уэст из Института Санта-Фе как раз из тех физиков, которые сейчас исследуют сложные системы, в том числе их старение. Уэст придерживается широкого подхода, изучая, как растут, стареют и умирают не только живые организмы, но и компании и города. Одновременно он исследует[38], как разные особенности живых организмов связаны с их размерами и продолжительностью жизни, которые варьируют в широких пределах.

Если взять млекопитающих, то у них, как правило, чем животное крупнее, тем дольше оно живет. С точки зрения эволюции в этом есть смысл. Мелкому животному, которое легко становится добычей хищника, большая продолжительность жизни ни к чему, ведь его, скорее всего, съедят гораздо раньше, чем оно успеет состариться. Но более глубинная причина зависимости долголетия от размера в том, что размер влияет на скорость обмена веществ, а это, так сказать, скорость переработки топлива – в виде пищи – в энергию, необходимую для функционирования организма. У некрупных млекопитающих поверхность тела относительно его общего размера больше, и они теряют тепло быстрее. Чтобы это компенсировать, они должны вырабатывать больше тепла, а это означает ускоренный метаболизм и поедание бо́льших объемов пищи относительно собственного веса по сравнению с более крупными животными. Это означает, что общее количество калорий, сжигаемых организмом за час, возрастает медленнее, чем масса животного. Животное в 10 раз больше другого сжигает за час лишь в 4 раза больше калорий. Так что мелкие животные потребляют больше калорий относительно своего веса, чем крупные. Соотношение между массой животного и скоростью потребления калорий называется законом Клайбера, в честь химика Макса Клайбера, доказавшего в 1930 г., что скорость метаболизма у животных пропорциональна массе организма в степени 3/4[39]. Точный показатель степени – вопрос дискуссионный, некоторые данные говорят о том, что для млекопитающих ближе к истине показатель 2/3.

Поскольку частота пульса также пропорциональна скорости метаболизма, то всем млекопитающим – самых разных размеров, от хомяков до китов, – как правило, отведено приблизительно одинаковое число сердечных сокращений за всю жизнь: около 1,5 млрд. У современных людей этот показатель почти в два раза больше, но надо учесть, что средняя продолжительность жизни у нас за последние 100 лет выросла вдвое. Млекопитающие, так сказать, сконструированы с расчетом на определенное число сердцебиений, как обычный автомобиль рассчитан на пробег около 200 000 км. Уэст отмечает, что 1,5 млрд – это также и приблизительное число оборотов, совершаемых автомобильным мотором за ожидаемый срок службы, и задает вопрос, возможно не без иронии, является ли это простым совпадением или свидетельством каких-то универсальных закономерностей в механизме старения?

Подобные соотношения наводят на мысль, что у продолжительности жизни есть естественные ограничения, поскольку размер животных и скорость их метаболизма могут варьировать лишь в определенных пределах. Например, эволюция не может создать сколь угодно огромное существо: его раздавит собственная масса. Кроме того, подобный организм испытывал бы немалые затруднения с обеспечением всех клеток необходимым количеством кислорода. Обмен веществ должен быть достаточно быстрым, чтобы животное могло передвигаться и находить пищу, при этом также существуют биологические ограничения в отношении скорости метаболизма, доступной очень мелкому существу. Однако в пределах допустимого диапазона эти правила работают довольно стабильно. Джеффри Уэст заявляет, что, зная размер млекопитающего, он может с помощью законов масштабирования рассказать об объекте практически все: от объема потребляемой пищи до частоты сердцебиения и продолжительности жизни.

Это весьма примечательно, и, хотя речь идет о средних значениях, вероятно, существует универсальное правило, ограничивающее время жизни. Но как объяснить чрезвычайный рост продолжительности жизни человека, наблюдаемый в последние сто лет? Как отмечает Уэст, все дело в том, что именно подразумевать под продолжительностью: в последнее столетие мы почти удвоили ожидаемую продолжительность жизни, но нам так и не удалось увеличить предельный срок, который остается на отметке примерно 120 лет. Он утверждает, что, согласно имеющимся данным, старение и умирание являются следствием износа организма в процессе жизни. Неумолимая сила энтропии – меры хаоса, подталкивающая в сторону распада и неупорядоченности, стоит на пути к осуществлению мечты о бессмертии. В отличие от машин, состоящих из механических деталей, которые легко заменить по мере износа, мы не можем просто замещать поврежденные органы и ткани и функционировать бесконечно.

ХОТЯ ЭТО УНИВЕРСАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ РАЗМЕРА, метаболизма и продолжительности жизни – удивительный феномен, биологи склонны больше интересоваться исключениями из этого правила. Им нравится изучать организмы, выходящие за рамки этой системы, в надежде найти у них какие-то подсказки о всеобщем механизме, лежащем в основе старения. Один из главных вопросов состоит в том, существует ли хотя бы в теории какой-то максимум продолжительности жизни? Мы знаем, что некоторые виды, например гидра или бессмертная медуза, по-видимому, не стареют вовсе и действительно могут бесконечно заменять у себя изношенные части. Биологи прекрасно осведомлены о существовании второго закона термодинамики, который гласит, что в любом естественном процессе степень неупорядоченности, или энтропия, возрастает со временем, – но большинство из них не согласны с тем, что он безоговорочно применим к процессам старения и умирания, поскольку биологические системы не являются закрытыми (для которых и сформулирован этот закон), а для своего существования нуждаются в постоянном поступлении энергии извне. Строго говоря, при достаточных затратах энергии можно действительно обратить энтропию вспять, если речь идет об уборке на чердаке или очистке жесткого диска, просто большинство из нас не видит в этом особого смысла.

Соответственно, биологи не считают[40] старение неизбежным. Скорее всего, все, о чем заботится эволюция, – это приспособленность, выражающаяся в возможности наиболее успешно передать гены. Но жить долго имеет смысл лишь в том случае, если тебя не съедят хищники и ты не погибнешь от болезни или несчастного случая еще до того, как придет пора умереть от старости. Поэтому птицы, которые могут спастись от хищников, улетев прочь, живут в целом дольше, чем нелетающие существа сопоставимого размера. Для тех счастливчиков, кому не приходится так уж бояться хищников, долгая жизнь означает больше времени на поиск пары и продолжение рода. Замедление метаболизма, чтобы не приходилось каждый день добывать большие объемы пищи, может быть просто способом успешно дожить до старости. В каждом случае продолжительность жизни всего лишь является отражением того, как эволюция оптимизирует приспособленность вида.

Стивен Остед, ведущий специалист в области исследований старения, занимается изучением экзотических видов с самой разной продолжительностью жизни. У него весьма необычная для биолога карьера: он начинал с того, что изучал английскую литературу в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в надежде написать великий американский роман. Учитывая, что о таком романе никто не слышал, шутит Остед, можно догадаться, насколько замысел удался. После окончания университета в свободное от написания романа время Стивен работал таксистом, корреспондентом в газете, а затем на несколько лет стал укротителем львов, тигров и других диких животных, которых использовали для киносъемок. Так у него зародился интерес[41] к биологии, и Остед вернулся в университет, чтобы изучать поведение животных. Именно с тех пор его занимает вопрос, почему животные стареют с разной скоростью.

В 1991 г. Остед и его аспирантка Кетлин Фишер проанализировали продолжительность жизни нескольких сотен видов. Они обнаружили, что даже среди млекопитающих зависимость между массой тела и долголетием исчезает ниже порогового значения массы тела, составляющего приблизительно 1 кг. Следуя исследовательскому инстинкту, ученые решили выяснить, какие виды больше других отклоняются от закона масштабирования, и предложили понятие «коэффициент долголетия» (КД). Это соотношение[42] реальной средней продолжительности жизни представителей того или иного биологического вида к той продолжительности, которую предписывает закон масштабирования. Это позволило Остеду и Фишер сосредоточиться на тех видах, которые живут либо гораздо дольше, либо значительно меньше, чем можно было бы ожидать, исходя из их размера.

Обычно срок жизни у разных видов животных растет с увеличением массы тела. Установленные максимумы долголетия у млекопитающих показаны в сопоставлении с графиком, иллюстрирующим общую тенденцию. Дополнительно приведены данные по какаду инка, галапагосской черепахе и гренландской акуле. Информация взята из справочника AnAge database (https://genomics.senescence.info/species/index.html)

Оказывается, у людей дела обстоят не так уж плохо: их КД близок к 5, то есть мы живем в пять раз дольше, чем можно было бы ожидать. По этому показателю нас превосходят 19 видов других млекопитающих: 18 видов летучих мышей и голый землекоп. Остед, не один год изучавший этих необычных долгожителей[43], описывает их ярким, образным языком, как и подобает специалисту по английской словесности. Он задает провокационный вопрос: почему исследователи процессов старения изучают крыс и мышей, у которых КД составляет всего 0,7, когда следовало бы направить внимание на этих, более интересных существ? Можно найти много причин, по которым крыс и мышей выбирают в качестве модельных организмов (например, простота разведения и содержания или возможность изучать их генетику). За десятилетия мы накопили огромный запас знаний об их биологии. Механизмы, лежащие в основе старения, вероятнее всего, универсальны, даже если скорость старения у разных животных различается, поэтому изучение короткоживущих видов может действительно быть более эффективным, так как ускоряется ход экспериментов, поэтому я сомневаюсь, что многие геронтологи поспешат воспользоваться советом Остеда. Но кто-то, я надеюсь, все же прислушается к нему, и мы узнаем, почему эти удивительные долгожители так сильно отличаются от всех других млекопитающих по скорости старения.

Среди видов, описанных Остедом, – гигантские черепахи, например галапагосская, которая держит рекорд по продолжительности жизни среди наземных позвоночных и неспешно, вразвалочку добредает до 200 лет. Не исключено, что еще жива та галапагосская черепаха, которую обнаружил Дарвин во время пятилетнего плавания на корабле «Бигль» (1831–1836). К тому же бо́льшую часть своей длинной жизни эти существа не знают никаких болезней, например раковых опухолей. Впрочем, определить КД галапагосской черепахи – задача не из простых. Во-первых, у них сложно установить точный возраст: их жизнь недостаточно документирована и окружена легендами и преувеличениями. Но еще сложнее ответить на вопрос, сколько такая черепаха на самом деле весит. Немалую часть этого веса составляет панцирь, который скорее подобен нашим волосам и ногтям, чем тканям, активно участвующим в метаболизме, поэтому сравнение черепахи с другими животными может ввести в заблуждение.

Гигантские черепахи, вероятно, не единственные долгожители. Были проведены два исследования по оценке[44] продолжительности жизни различных черепах, других рептилий и амфибий, которые выявили пренебрежимое старение у нескольких видов черепах и у некоторых других животных. Биологический термин «пренебрежимое старение» в массовом сознании подразумевает «вечную жизнь», но такое толкование не вполне верно. На деле он означает, что смертность, или вероятность умереть, не повышается с возрастом.

Зависимость смертности от возраста установил в 1825 г. британский математик-самоучка Бенджамин Гомперц. Он работал в страховой компании, и его, естественно, занимал вопрос: когда может умереть клиент, страхующий свою жизнь? Основательно изучив акты о смерти, он установил, что к концу третьего десятилетия жизни риск смерти начинает расти год от года по экспоненте. Примерно каждые семь лет он удваивается. В 25 лет вероятность умереть в следующем году у нас составляет всего около 0,1 %. К 60 годам она поднимается до 1 %, в 80 составляет 6 % и в 100 лет – 16 %. У человека, дожившего[45] до 108 лет, вероятность прожить еще год составляет 50 %.

Пренебрежимое старение, при котором вероятность смерти постоянна, а не растет экспоненциально с возрастом, нарушает закон Гомперца. Но даже если старение пренебрежимое или даже отрицательное, каждый год сохраняется вероятность умереть от возрастных заболеваний, не говоря уже о смерти от инфекций и несчастных случаев. Старение – это не только рост смертности с возрастом. Оно зависит от физиологического состояния животного. Черепахи-долгожители демонстрируют несомненные признаки старения. Как и у пожилых людей[46], у них с возрастом постепенно падает зрение и ослабевает сердце. У кого-то развивается катаракта. Некоторые становятся настолько слабыми, что их приходится кормить с рук. Таким образом, эти существа тоже стареют, только медленно.

Более того, у черепах биологическое время идет совсем по-другому: трассу жизни они преодолевают по полосе медленного движения. В отличие от нас, млекопитающих, это не теплокровные существа. Они медленно передвигаются и размножаются, в дикой природе им зачастую требуется несколько десятилетий, чтобы достичь репродуктивного возраста. Сердце у них сокращается лишь раз в десять секунд, дыхание редкое. И с такой большой хронологической продолжительностью жизни они вполне вписываются в метаболическую теорию долголетия.

Другие долгожители обитают в воде, например белуга или уже упомянутая гренландская акула. Как и черепаха, они никуда не торопятся. Гренландская акула плавает медленнее, чем обычно ходит человек в 80 лет, и она, скорее всего, падальщик, а не охотник. Но, пожалуй, еще удивительнее гренландский кит. Этот усатый кит живет в ледяных арктических водах, но поскольку это теплокровное млекопитающие, то и температура тела у него лишь на несколько градусов ниже, чем у большинства таких животных. Более того, ест он в три раза больше, чем считалось ранее, а значит, скорость обмена веществ у него в три раза выше предполагавшейся. За счет чего подобное животное может прожить 250 лет – до сих пор остается загадкой.

Гренландская акула и гренландский кит – крупные водные позвоночные, но есть и мелкие сухопутные животные, являющиеся исключением из правил. Среди особенно любопытных примеров – какаду инка: белоснежная птица с розовой головой и гребнем из ярких красных и желтых перьев, напоминающих солнечные лучи. Известно, что в зоопарках эти попугаи доживали до 83 лет. Для человека ничего исключительного в этом нет, но птица значительно мельче. Так что этот вид точно не вписывается в общий график зависимости срока жизни от размера и скорости метаболизма (см. рис.).

Вспомним, что такая зависимость не наблюдается у млекопитающих весом менее 1 кг. Статистику в основном нарушают летучие мыши. Они живут не так долго, как какаду инка[47], но обходят по этому показателю почти всех нелетающих млекопитающих своего размера, что в точности и предсказывает эволюционная теория: способность летать помогает им ускользать от хищников. Это подтверждает и тот факт, что мыши, гнездящиеся в пещерах, то есть еще лучше защищенные от хищников, живут почти на пять лет дольше, чем их сородичи, живущие вне пещер. А на первом месте – ночница Брандта, мелкая летучая мышь, легко умещающаяся на ладони. Самец этого вида в дикой природе был однажды отловлен через 41 год после кольцевания. По оценке Остеда, КД[48] ночницы Брандта, равный примерно 10, – самый высокий среди всех млекопитающих и почти вдвое превышает человеческий.

Другая возможная причина того, что летучие мыши живут дольше, – это замедление метаболизма, которое происходит у них во время долгого периода спячки. В среднем летучие мыши, впадающие в спячку, живут на шесть лет дольше тех, которые этого не делают. Но даже последние[49] тоже живут значительно дольше, чем позволяет их размер, поэтому скорость метаболизма явно не единственная причина долголетия рукокрылых. Скорее всего, у них есть какие-то особые механизмы[50], защищающие их от старения.

Интересно отметить, что самые большие долгожители среди ночниц Брандта – самцы. У людей это явно не так. Остед выдвигает предположение, что женские особи становятся во время беременности менее проворными в полете и более уязвимыми для хищников, поскольку носят дополнительный вес, составляющий более четверти от их собственного. Кроме того, им требуется значительно больше энергии для вскармливания детенышей.

Наконец, никакой обзор животных-долгожителей не будет полным без упоминания достаточно отталкивающего на вид, почти безволосого грызуна, который стал своего рода любимчиком у всего геронтологического сообщества, – голого землекопа. Английское название этого зверька переводится буквально как «голая кротовая крыса», но это ни то ни другое, а особый вид грызунов родом из экваториальной части Восточной Африки. Размером он примерно с обычную мышь, но если мышь живет приблизительно два года, то голый землекоп может прожить больше 30 лет. Соответственно, его КД составляет 6,7 – не такой высокий, как у ночницы Брандта, но самый большой среди сухопутных нелетающих млекопитающих. Как же ему это удается?

Рошель Бафенштейн, в настоящее время работающая в Иллинойском университете в Чикаго, возможно, больше, чем кто-либо другой, сделала для понимания биологии голого землекопа[51]. Благодаря ей и многим другим исследователям мы знаем, что голый землекоп относится к тем немногочисленным видам млекопитающих, которые называются общественными: эти зверьки живут в подземных колониях с одной «царицей» и в этом отношении напоминают муравьев. Как и следовало ожидать, у них весьма медленный обмен веществ и они способны дышать воздухом, в котором кислорода так мало, что мыши бы на их месте погибли, как, впрочем, и люди. В дикой природе «царица» голых землекопов живет значительно дольше рабочих особей: около 17 лет вместо двух-трех. Однако в лабораторных условиях, когда рабочие ведут комфортную и сытую жизнь, нет хищников, а об их здоровье заботятся, разница не столь разительна.

Неудивительно, что голые землекопы в высшей степени устойчивы к раковым заболеваниям, независимо от возраста, – и этим также отличаются от мышей. Более поразителен тот факт, что, когда Бафенштейн и ее коллеги пытались вызвать рак в клетках кожи голого землекопа, используя методы, безотказно работающие на других видах, у них это не получилось. Согласно результатам их исследования, проведенного в 2010 г., клетки голого землекопа, вместо того чтобы размножаться[52] как опухолевые, переходят в терминальную стадию и затем удаляются, то есть реагируют на вызывающие рак гены совершенно иным образом.

Одной из самых сенсационных новостей[53] о голых землекопах стала та, что эти млекопитающие, по всей видимости, не подчиняются закону Гомперца: риск смерти у них не возрастает по мере старения. В результате этого открытия вокруг голого землекопа началась шумиха, которой не знало ни одно другое животное, – и в средствах массовой информации, и в научных журналах это подавалось как великий прорыв в борьбе со старением. Некоторых ученых это возмущало[54], и они указывали, что голые землекопы тоже стареют, только медленнее, чем можно было бы ожидать при их размерах. Как и у рассмотренных нами черепах-долгожителей[55], у голых землекопов наблюдаются многие признаки старения: это выцветшая, более тонкая и менее эластичная кожа, похожая на пергамент, а также потеря мышечной ткани и катаракта. Они не похожи на гидру или бессмертную медузу, которые без труда восстанавливают себя. И все же как необычайно долго живущие млекопитающие они могут дать нам какие-то подсказки о наших собственных процессах старения.

ЧТО Ж, ДАВАЙТЕ ОТВЛЕЧЕМСЯ от этих выдающихся долгожителей царства животных и обратим взгляд на тех, кто интересует нас больше всех: на самих себя. Самый главный вопрос: как долго может прожить человек? А также: является ли этот предел жестко установленным и нельзя ли его сдвинуть?

На протяжении большей части человеческой истории средняя продолжительность нашей жизни составляла чуть более 30 лет. Однако теперь в развитых странах люди могут рассчитывать на то, что смогут дожить до 80 с лишним лет. И даже в бедных странах человек, рожденный сегодня, может надеяться, что проживет дольше, чем жили люди в богатых странах два поколения назад. Автор научно-популярных книг Стивен Джонсон[56] отмечает, что каждый из нас как будто бы получил целую дополнительную жизнь.

Используя термин «ожидаемая продолжительность жизни», мы имеем в виду то количество лет, которое проживет только что родившийся человек, если сегодняшний уровень смертности останется неизменным. Этот показатель, как можно догадаться, сильно зависит от уровня младенческой смертности. Даже в XIX в., когда средняя продолжительность жизни составляла 40 лет, человек, достигший зрелости, имел хороший шанс протянуть до 60 лет и более. Рост средней продолжительности жизни произошел по большей части благодаря улучшению общественного здравоохранения, а не революционным достижениям в медицине. Джонсон отмечает, что тремя основными факторами этого роста стали современная санитария и вакцинация, которые предотвращают распространение инфекций, а также химические удобрения. Среди других значимых новшеств были антибиотики, переливание крови (критически важное при хирургических операциях и помощи при несчастных случаях), обеззараживание воды с помощью хлорирования и пастеризация продуктов.

Возможно, вас удивит упоминание удобрений, но до того, как продукты питания стали постоянно доступными – что принесло свои проблемы в виде ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, – люди испытывали постоянную нехватку еды. Химические удобрения содержат азотсодержащие соединения и повышают урожайность сельскохозяйственных культур в несколько раз. Технология химической фиксации атмосферного азота[57] – изобретение Фрица Габера, отмеченное в 1918 г. Нобелевской премией, – значительно упростила производство удобрений и способствовала удвоению населения Земли. Примечательно, что половина атомов азота, содержащихся в наших организмах, изначально прошла через колонны Габера – Боша: в этих колоннах атмосферный азот превращается в аммиак для производства удобрений, затем атомы азота из них попадают в пищу, которую мы едим, и становятся частью нашего тела.

Габер был человеком трагической судьбы. Немецкий еврей, он верой и правдой служил Германии в годы Первой мировой войны, и благодаря его методу получения азота из воздуха Германия смогла дольше вести войну, наладив производство собственных взрывчатых веществ. Прежде нитраты для военных нужд ввозили из Чили, но это стало невозможно из-за морской блокады, установленной флотами союзных держав. Габер также был инициатором применения химического оружия, за что был объявлен союзниками военным преступником. Тем не менее преданность Германии не помогла ему из-за его еврейского происхождения. В 1933 г., вскоре после прихода к власти нацистов, Габеру, всемирно известному ученому и директору престижного научно-исследовательского института в Берлине, пришлось бежать из Германии. После недолгого пребывания в Англии он отправился в Реховот, город на территории нынешнего Израиля, но в пути умер от инфаркта в гостинице в Базеле (Швейцария).

Однако вернемся к ожидаемой продолжительности жизни: профилактика инфекционных болезней резко снизила детскую смертность, сегодня не превышающую 1 % в развитых странах и 3–4 % во всем мире. Но и другие участки кривой старения свидетельствуют о прогрессе также и в остальных возрастных категориях. Программы охраны общественного здоровья, меры по борьбе с курением и усовершенствованные методы лечения опасных для жизни недугов, например сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, способствуют медленному, но неуклонному росту продолжительности жизни после 60 лет. Значит ли это, что ожидаемая продолжительность человеческой жизни может расти бесконечно?

С того самого момента, как человек осознал свою смертность, он задумывался, есть ли у его земного срока незыблемый предел. Мнения ученых разделились.

Джей Ольшански из Иллинойсского университета в Чикаго на этот вопрос отвечает утвердительно. Он подсчитал, сколько лет мы добавим, если устраним различные распространенные причины смерти, такие как рак, сердечные болезни и другие заболевания. Опираясь на статистические расчеты, Ольшански утверждает, что для заметного увеличения продолжительности жизни человека нужно снизить смертность в пожилом возрасте от любых причин на 55 % или даже больше. Джей и его группа заявляют[58], что средний срок жизни человека вряд ли может превысить 85 лет и что к моменту смерти всех живущих сегодня он не превысит 100 лет. Даже возможность излечения всех форм рака добавит к среднему показателю лишь четыре-пять лет.

Иначе представлял ситуацию покойный Джеймс Ваупел, утверждавший, что продолжительность жизни не является строго заданной. Если эволюционные теории безоговорочно верны, тогда наша максимальная продолжительность жизни должна быть адаптирована к существованию человека в дикой природе и, значит, измеряться не более чем 30–40 годами. Но, как мы знаем, она выросла более чем вдвое. Кроме того, у некоторых видов[59], например черепах, рептилий и рыб, смертность сначала снижается, а потом выходит на постоянный уровень, предположительно потому, что, увеличиваясь в размерах, особи этих видов становятся менее уязвимыми для хищников, болезней и голода. Таким образом, старение не является неизбежным.

Спор двух ученых перерос[60] в своего рода научную кровную вражду – Ваупел отказывался участвовать в конференциях, где присутствовал Ольшански, и клеймил его выводы как «пагубные суеверия, опирающиеся на бездоказательные утверждения»[61]. Ольшански, в свою очередь, считает, что демографы, целиком полагающиеся на статистику, забывают учитывать при этом биологию. Это подтверждают результаты[62] одного исследования жизни приматов, указывающие на некие биологические ограничения в отношении того, до каких пределов можно замедлить старение человека.

Разумеется, ожидаемая продолжительность жизни – это не то же самое, что максимально возможная, но максимум обычно интересует нас больше. Мы хотим знать, как долго в теории может прожить человек. В большинстве культур есть предания о пророках и мудрецах, якобы проживших сотни лет. Так, в западной культуре синонимом долголетия стало имя Мафусаила – библейского пророка, прожившего 800 лет. В несколько более позднюю эпоху англичанин Том Парр, скончавшийся в 1635 г., прожил, как считалось, 152 года, но это утверждение было полностью опровергнуто. Не в пример большинству людей[63], у которых воспоминания детства – самые стойкие, «Старина Том» не помнил о своей юности ничего.

Самым старым человеком, о котором мы имеем достоверные сведения, была Жанна Кальман, умершая в 1997 г. в возрасте 122 лет. Она жила в Арле, городе на юге Франции, где провел свои последние годы Винсент Ван Гог. В юности она встречалась с этим «смятенным гением», которого находила «весьма несимпатичным, грубым, неучтивым и немного не в себе». Похоже, Жанна Кальман обладала острым языком. После того как она достигла определенного возраста, к ней в каждый день рождения слетались журналисты. Один из них как-то сказал на прощание: «До следующего года, наверное?»[64] – на что Жанна ответила: «Почему бы и нет. На мой взгляд, вы не так уж плохо выглядите».

Почти всю жизнь Кальман сохраняла прекрасное здоровье и до 100 лет ездила на велосипеде. Трудно сказать, чему кроме генетики она была обязана своим долголетием. Жанна курила всю жизнь, кроме последних пяти лет. Конечно, это не пример для подражания, но многим из нас, наверное, хотелось бы перенять ее привычку съедать килограмм шоколада в неделю. И хотя физически Кальман сохраняла завидную крепость даже на закате жизни, это не значит, что она не старела: например, в последние годы она едва видела и плохо слышала.

Жанне Кальман принадлежит рекорд долгожительства, но следует помнить, что родилась она 150 лет тому назад, в 1875 г. Это практически чудо, что она столько прожила в эпоху, не знавшую антибиотиков и достижений современной медицины. Учитывая, что с тех пор был достигнут еще больший прогресс, можем ли мы ожидать, что нынешние люди смогут жить еще дольше?

Несколько лет назад Ян Вийх и группа ученых из Медицинского колледжа им. Альберта Эйнштейна в Бронксе опубликовали результаты исследования, в котором были проанализированы демографические данные из нескольких стран с целью выявления изменений численности населения в каждой возрастной группе. По мере увеличения продолжительности жизни, как правило, наиболее быстро растет численность старшей возрастной группы, поскольку в нее попадает все больше людей. Например, во Франции в 1920-е гг. самой быстрорастущей категорией населения были женщины 85 лет. К 1990-м гг. такой группой стали люди, достигшие 102-летнего возраста. Пожалуй, можно ожидать, что со временем возраст самой быстрорастущей категории еще больше увеличится. Однако исследование Вийха показало, что после столетнего рубежа динамика прироста снижается и возраст старейшего человека на планете не увеличивается с 1990-х гг. Вийх предсказывает[65], что естественный предел продолжительности жизни у людей не превысит 115 лет; конечно, иногда будут наблюдаться редкие отклонения, подобные Кальман, но, по его подсчетам, вероятность того, что кто-то перешагнет возраст в 125 лет, в любом году составляет менее чем 1 к 10 000.

Выводам Вийха противоречат результаты проведенного парой лет позже исследования, целью которого было изучение данных о людях, достигших возраста 105 лет в период с 2009 по 2015 г. в Италии. По заключению авторов исследования, показатели смертности стабилизировались у людей в возрасте старше 105 лет, что является очевидным нарушением закона Гомперца. На основе этого ученые делают вывод, что предел долголетия «если он есть, еще не достигнут»[66]. Однако эти выводы подвергает сомнению один из соавторов Вийха[67], который счел довольно неправдоподобным предположение о том, что после экспоненциального роста в течение почти всей жизни человека вероятность смерти в столь преклонном возрасте остается постоянной. Другие исследователи отмечают, что бо́льшая часть изученного контингента вполне соответствует закону Гомперца и выводы о стабилизации показателей смертности сделаны на основе менее чем 5 % данных[68]. Более того, они считают, что, даже если смертность действительно не растет после 105 лет, шансы, что кто-нибудь проживет заметно дольше Жанны Кальман, ничтожны – пока не будут совершены какие-либо значительные прорывы в биологии и медицине. Это все вопрос статистики. При нынешних показателях шансы прожить каждый следующий год после 105 лет равны 50 %; вероятность побить 122-летний рекорд Жанны Кальман та же, что и вероятность падения монеты орлом вверх 17 раз подряд – примерно 1 к 130 000.

Последние данные подтверждают мнение Вийха, Ольшански и других сторонников гипотезы, согласно которой у максимальной продолжительности жизни человека есть предел. Этот показатель неуклонно рос в течение последних 150 лет[69], однако около 2011 г. его рост замедлился во всем мире, снизившись до малой доли того, каким был в предыдущие десятилетия, а с 2015 по 2019 г. оставался на прежнем уровне, пока не рухнул вследствие пандемии COVID–19. Эта пандемия, как и пандемия гриппа, охватившая мир в 1918–1919 гг. и унесшая примерно 50 млн жизней, – ситуация нестандартная, однако роста продолжительности жизни не было уже несколько лет до нее. Почему так происходит, непонятно. Возможно, это объясняется эпидемией ожирения и сопутствующих ему недугов, таких как диабет второго типа или сердечно-сосудистые заболевания. С увеличением срока человеческой жизни все большая доля смертей приходится на болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные расстройства, а в настоящее время способов их лечения не существует.

В любом случае, хотя число людей, доживающих до 100 лет, продолжает расти, рекорд Жанны Кальман за четверть века, миновавшую с ее смерти, не побил никто. Следующая за ней рекордсменка, японка Кане Танака, умерла в 2022 г. в возрасте 119 лет. В момент написания этих строк[70] старейшей из ныне живущих людей считается испанка Мария Браньяс Морера, которой исполнилось 116 лет[71]. Бросается в глаза, что все эти долгожители – женщины. В наши дни смертность при родах резко сократилась и почти во всех странах средняя продолжительность жизни у женщин больше, чем у мужчин.

Даже если никто в ближайшее время не превзойдет Жанну Кальман, вопрос, почему некоторые люди живут необычайно долго, вызывает большой интерес. Томас Перлс, возглавляющий проект изучения долгожителей в Новой Англии, исследует людей, перешагнувших столетний рубеж, уже не первое десятилетие. Как практикующий врач, специализирующийся в области гериатрии, он каждый день наблюдает реальную картину старения у своих пациентов. Перлс изучает их истории болезней, привычки и образ жизни, все, что известно об их родственниках, предках и генетике. В одном масштабном исследовании Перлс приходит к выводу, что столетние долгожители делятся на три категории. Около 38 % составляют те, кого он называет «выжившие»: это люди, которым до наступления 80-летнего возраста диагностировали по меньшей мере одно возрастное заболевание, еще 43 % – «опоздавшие», у которых такие болезни появились после 80 лет, и, наконец, «избежавшие» – те 19 %, что встретили сотый день рождения, не страдая ни от одной из десяти самых распространенных болезней, связанных с возрастом. В целом приблизительно половина[72] людей, которых он изучал, подошли к столетнему рубежу без сердечных расстройств, без инсультов и без рака (за исключением рака кожи), что весьма необычно.

Ученый утверждает, что эти люди обычно сохраняют самостоятельность в повседневной жизни примерно до 95 лет. У тех, кто прожил дольше 105 лет, самостоятельность могла сохраниться до 100 и более лет. Таким образом, можно сделать вывод, что люди из этой группы, по всей видимости, живут так долго именно потому, что дольше, чем большинство людей, сохраняют здоровье, а не страдают долгие годы от возрастных болезней. Перлс также рассказал мне, что наблюдает рост числа людей в возрасте 100–103 лет и это, вероятно, является следствием развития медицины и улучшения условий жизни в последние десятилетия, но численность долгожителей старше этих лет не растет – вероятно, потому, что в достижении столь почтенного возраста решающую роль играет генетика. Перлс соглашается с Ольшански[73] в том, что в настоящее время существует естественный предел продолжительности человеческой жизни.

Перлс с коллегами сейчас секвенируют геномы людей, преодолевших 100-летний рубеж, а в его планах – изучать изменения в ДНК, накапливающиеся с возрастом. Эти исследования могут помочь выявить биологические механизмы предельного долголетия, что будет весьма полезно для нас всех. А пока, опираясь на то, что он уже успел узнать, Перлс запустил веб-сайт livingto100.com, на котором посетителю по результатам анкетирования сообщают его ожидаемую продолжительность жизни и дают советы, как ее увеличить. Некоторые выводы Перлса могут вас удивить: он рекомендует пить чай, а не кофе, ограничить прием железа (часто содержащегося в мультивитаминах) и регулярно пользоваться зубной нитью. Но многие рекомендации вполне традиционны: умеренное и здоровое питание, отказ от фастфуда, мясных полуфабрикатов, чрезмерного потребления углеводов, а также физические упражнения и поддержание здорового веса, полноценный сон, снижение стресса, умственная деятельность и оптимистический взгляд на мир. Хорошо, если вы не страдаете диабетом, а также имеете близких родственников, доживших до 90 с лишним лет. Мой отец в свои 97 сам стирает свои вещи, ходит в магазин за продуктами и готовит еду по сложным индийским рецептам и домашнее мороженое, так что мне, наверное, повезло.

Спор о том, есть ли предел человеческой жизни, привел к знаменитому пари. В 2001 г. журналист спросил Стивена Остеда, когда мы сможем увидеть первого 150-летнего человека. Ни один другой ученый не решился рискнуть, но Остед не удержался, заявив: «Полагаю, этот человек уже родился на свет». Ольшански, известный скептик в вопросе радикального продления человеческой жизни, прочитав об этом, позвонил Остеду и предложил дружеское пари. Вы можете решить, что это пари было для них беспроигрышным, ведь оба умрут к моменту, когда все прояснится, но ученые все продумали. Они условились, что каждый вложит в инвестиционный фонд 150 долларов сроком на 150 лет – в чем Остед видит красивую симметрию. По расчетам Ольшански, через 150 лет 150 долларов могут превратиться примерно в 500 млн, которые выиграет один из спорщиков или его потомки.

С тех пор прошло более 10 лет[74], и никто пока не приблизился даже к возрасту Жанны Кальман, однако оба ученых уверены в своих прогнозах и даже удвоили ставку: каждый внес еще 150 долларов, так что потенциальный куш, возможно, вырастет до целого миллиарда долларов через 150 лет – хотя неясно, что можно будет купить тогда на миллиард.

Зачем Остед пошел на это пари? Вряд ли он верил, что только благодаря успехам медицины в лечении и предупреждении болезней пожилого возраста, таких как рак, инсульт и деменция, люди будут жить на 30 лет дольше, чем Кальман. В этом он, между прочим, согласен с Ольшански. Скорее, Остед предполагает, что исследования старения приведут к прорывным достижениям, которые кардинально изменят ситуацию. Спор двух ученых идет лишь о том, как скоро появятся эти инновации.

Мы рассмотрели, как эволюционные теории помогают нам понять, почему вообще существует смерть и как совершенствование приспособленности в процессе эволюции привело к столь значительным различиям в продолжительности жизни у разных биологических видов. Мы также попытались выяснить, существуют ли биологические пределы продолжительности человеческой жизни. Однако нам так и не удалось понять, как происходит старение и как оно приводит к смерти.

Человечество не одну сотню лет ищет способы победить старость и смерть, но открытия в области биологии за последние полвека привели к взрывному росту знаний о том, что именно происходит в человеческом организме в процессе старения. Как мы уже отмечали, старение – это не более чем накопление в силу различных причин повреждений в молекулах, клетках и тканях, которое постепенно ослабляет организм и в итоге приводит к смерти. С возрастом в организме происходит великое множество разных изменений, и трудно установить, какие факторы вызывают старение, а какие являются всего лишь его последствиями. Сегодня ученые сосредоточились на нескольких основных признаках старения[75]. Они считают, что такие явления должны обладать тремя характеристиками. Во-первых, они должны наблюдаться в стареющем организме. Во-вторых, нарастающее присутствие этого признака должно ускорять старение. В-третьих, уменьшение или устранение этого признака должно замедлять старение.

Эти отличительные признаки существуют на всех уровнях сложности, от молекул, клеток и тканей вплоть до объединяющей их системы, которую мы называем организмом. Ни один из таких признаков не существует изолированно: все они влияют друг на друга. Таким образом, у старения нет одной или даже нескольких независимых причин. Это в высшей степени запутанный клубок взаимосвязанных процессов.

Проще всего начинать его распутывать с первого, простейшего уровня – молекулы, которую можно считать главным центром управления и контроля живой клетки.