Люди во Вселенной: паразиты, клетки или часть иммунной системы?

Синие шарики — это ядра клеток. А зеленые нити вокруг них — цитоскелет, такой внутренний каркас. И все это работает прямо сейчас, внутри вас, пока вы это читаете.

Замечали, как много снимков космоса похожи на картинки из микробиологии?

Мне особенно нравится сравнение нейронной сети мозга со структурой Вселенной в крупном масштабе.

К этим совпадениям я еще вернусь. А пока давайте посмотрим, как устроен наш организм.

Когда начинаешь вникать в эти факты, невольно удивляешься, как все это работает, создает поток мыслей, который позволяет мне писать этот текст, а вам — его читать и наслаждаться жизнью.

Цифры, которые удивляют

Для начала о масштабе. В вашем теле от 30 до 40 триллионов клеток. Это число кажется красивым, но его трудно осознать. Попробуем иначе.

Прямо сейчас, пока вы спокойно сидите, в вашем теле каждую секунду рождается и умирает около 3,8 миллиона клеток. Это подсчитали ученые из Института Вейцмана.

Получается, одна клетка меняется каждые 38 миллисекунд. За минуту погибает примерно 300 миллионов, за час — 18 миллиардов. Ваш организм обновляется так быстро, что любой заводской конвейер покажется медленным.

84% этого потока — клетки крови, еще 12% — кишечный эпителий. Остальное — кожа, легкие, сосуды. Гибель клетки — не катастрофа. Большинство умирают по программе: сжимаются, разбираются на части, и иммунные клетки все подчищают. Ни воспаления, ни мусора. Идеальная уборка. А кусочки клеток потом идут на аминокислоты для новых нужд.

Теперь о ДНК. В ядре каждой клетки — том самом синем шарике — упаковано около двух метров ДНК.

В ядро диаметром всего шесть микрометров. Если увеличить ядро до комнаты 4 на 4 метра, эти два метра ДНК нужно как-то туда поместить, чтобы в любой момент можно было прочитать любой участок. Это не просто упаковка, а целое искусство.

Такая плотность достигается за счет сложной системы сворачивания: ДНК наматывается на белковые катушки — гистоны, те собираются в нити, нити — в петли, петли — в домены.

Получается полный чертеж организма, свернутый до размеров бактерии. В каждом вашем пальце уже есть инструкция, как собрать вас целиком.

Зеленые нити: что это такое

Цитоскелет — то самое зеленое на картинке — это не просто украшение. Это одновременно скелет, мышцы и транспортная система клетки. Три вида нитей делят эти задачи.

Актиновые микрофиламенты толщиной 5–9 нанометров образуют плотную сеть под оболочкой клетки. Они отвечают за форму и движение. Микротрубочки — полые цилиндры диаметром 25 нанометров — служат рельсами для грузов внутри клетки. Промежуточные филаменты — самые прочные — держат механическое напряжение: без них клетки кожи рассыпались бы от любого давления.

Клетка умеет ходить по-настоящему. Она выбрасывает вперед ложноножку из актиновых нитей, цепляется за поверхность, подтягивает тело и отрывает хвост.

Весь процесс управляется белками. Один миозиновый «мотор» развивает усилие в 1–4 пиконьютона и за один «шаг» перемещается на 5–10 нанометров.

Миллионы таких моторов одновременно — и клетка ползет, а мышца сокращается с силой, достаточной, чтобы поднять ваш вес.

Кстати, актин и миозин — те же белки, что работают в ваших мышцах. Эволюция однажды нашла удачное решение и не стала его менять.

Невидимая фабрика

Внутри каждой клетки идет химическое производство, которое оставляет позади любые заводы.

Только на рибосомах — молекулярных машинах для сборки белков — за минуту происходит около 60 миллионов химических реакций. Рибосома добавляет к белковой цепочке до 20 аминокислот в секунду. Белок средней длины собирается за 10–80 секунд.

Энергию для всего этого дают митохондрии. В одной клетке их от 80 до 2000 штук — в зависимости от потребностей. В клетках сердечной мышцы митохондрии занимают треть объема.

Они производят АТФ — молекулу-батарейку, которая тратится на все: движение, синтез, передачу сигналов, поддержание нужной концентрации солей.

Суточное производство АТФ кажется нереальным: около 40 килограммов в день на один организм. Это почти равно весу самого организма — и все это синтезируется, сжигается и синтезируется снова. Каждая молекула АТФ живет меньше минуты и за сутки проходит 2000–3000 циклов перезарядки. Не батарейка, а настоящий ядерный реактор.

Фермент каталаза расщепляет 44 000 молекул перекиси водорода в секунду при обычной температуре тела. Без него та же реакция шла бы в миллиард раз медленнее. Эволюция не просто придумала биохимию — она отточила ее до совершенства, которому позавидует любой химик.

Паразиты или клетки?

Мы смотрим на звезды и думаем: вот где настоящий космос, вот масштаб. А потом оказывается, что нейроны вашего мозга устроены так же, как галактические нити. И там, и там — примерно 30% активного вещества и 70% пассивной среды. Информационная емкость тоже сопоставима.

И пусть коллеги-ученые простят меня за смелые философские идеи (они ведь недоказуемы и умозрительны, а это ученых раздражает) — но иногда мне кажется, что космос — это внутренность какого-то гигантского организма.

Если организм может быть устроен по тем же принципам, что и Вселенная, то не напрашивается ли обратный вопрос? Что если Вселенная — это что-то вроде организма, и мы в ней не просто пылинки, а нечто более значимое?

И я думаю, кем тогда мы являемся: паразитами или ценными «клетками»? Я считаю, что второе — ведь мы, судя по всему, единственная сила во Вселенной, способная спасти ее от энтропии своей деятельностью.

Паразиты — те, кто берет и не отдает. Клетки — те, кто встроены в систему, выполняют работу, поддерживают порядок. Пока мы единственные существа, которые осознают существование Вселенной, описывают ее законы и, пусть в скромных масштабах, противостоят энтропии. Это больше похоже на функцию, чем на паразитизм.

Значит, у человечества есть важная миссия. Мы просто обязаны преодолеть мелкие внутренние разногласия и отправиться осваивать космос.

И если это так, то освоение космоса — не роскошь и не прихоть технарей с комплексом бога.

Это, возможно, самое естественное, что может сделать мыслящая материя.

Потому что Вселенная, похоже, долго шла к тому, чтобы одна ее часть наконец смогла посмотреть на все остальное и сказать:

«Так, ну что тут у вас происходит?»