На протяжении всей истории существования человечества ученые и философы пытались ответить на вопрос о механизмах, регулирующих продолжительность жизни. В широком наборе теорий находилось место как неисповедимому промыслу богов и взаимосвязи уровня духовного развития человека с его физическим существованием, так и передовым – на момент своего создания – научным изысканиям.
Сегодня мы расскажем об одном из тех, кто в числе первых выдвинул рабочую теорию, объясняющую процесс старения любого живого организма и во многом повлиял на развитие такой науки, как генетика.
Детские увлечения
Август Вейсман родился 17 января 1834 во Франкфурте-на-Майне, где его отец работал в местном университете профессором права. Вейсман получил обычное для того времени образование, включавшее уроки музыки и рисования. Родители прочили для него юридическую карьеру, однако мальчику больше нравилось изучать мир вокруг, в чем его поддерживал учитель музыки, занимавшийся коллекционированием бабочек. Это увлечение Августу пришлось по душе, и в школьные годы мальчик собирал мотыльков, жуков и растения вокруг Франкфурта, потратил немало времени, изучая узоры и расцветку крыльев бабочек и наблюдая за развитием насекомых из гусениц во взрослые особи. Родители долго не могли смириться с увлечением Августа, однако он наотрез отказался заниматься юридическими науками и после окончания гимназии поступил в Петтингенский университет, а затем в течение нескольких лет проработал врачом. Сначала он жил в Ростоке, а позже открыл практику в своем родном городе. Но увлечение биологией не оставляло его, и каждую свободную минуту он проводил за микроскопом.
Спор с Дарвиным и безхвостые мыши
В 1861 году Август оставил медицинскую практику и решил посвятить себя зоологии. Вейсман переезжает во Фрайбург и начинает преподавать в университете. Вскоре он становится доцентом кафедры зоологии, а в 1873 году его избирают ее профессором.
Из-за болезни глаз и резкого ухудшения зрения относительно молодой ученый был вынужден отказаться от работы с микроскопом и постепенно переключился на более общие теоретические проблемы, связанные с воспроизводством и наследованием общих признаков.
В то время европейская научная мысль буквально бурлила, обсуждая теории Чарльза Дарвина. Не остался в стороне и Вейсман. Однако, хотя он восторженно отзывался о работах автора теории эволюции видов, порой позволял себе не согласиться с некоторыми положениями этой теории. Так, ему не понравилось (хотя и не сразу), что Дарвин поддерживал гипотезу Ламарка о том, что приобретенные признаки могут наследоваться.
Опровергал мнение Дарвина он весьма оригинальным способом с помощью экспериментов с мышами. На протяжении пяти поколений более чем 900 зверькам он отрезал хвосты, однако в завершение эксперимента отметил, что «все же у потомства не было ни одного примера укороченного хвоста или какой-либо иного отклонения в строении этого органа». Признавая весьма условную «чистоту» эксперимента, Вейсман все же высказывал вполне обоснованные сомнения в том, что исключительно внешнее повторяющееся воздействие на организм способно привести к появлению наследуемых признаков.
В результате своих научных исследований, Вейсман создал теорию зародышевой плазмы, «подобной длинному ползущему корню, от которого периодически поднимаются отдельные растения — особи последовательных поколений». Часть этой плазмы передается от одного поколения другому и участвует в построении организмов. Фактически же его теория, пусть и без документального подтверждения, означала открытие хромосом, свойства и сочетания которых в итоге и предопределяет развитие живого организма.
Именно поэтому впоследствии вклад Августа Вейсмана и его научных трудов в теорию развития эволюции в позапрошлом веке многие ученые ставили на второе место после Чарльза Дарвина.
При этом отдельного упоминания заслуживают взгляды Вейсмана на теорию старения, которую он рассматривал одновременно с изучением эволюционных и наследственных механизмов.
Теория старения
В 1881 году он выступил в университете Фрайбурга, где тогда преподавал, с лекцией, которая стала первой на тот момент попыткой объяснить феномен старения и «естественной смерти» многоклеточных организмов в рамках теории естественного отбора и клеточной теории. В частности, он высказал мысль о том, что старение как завершающий этап индивидуального развития организма может быть запрограммировано. Вот отрывок из нее: «Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто, приобретенное вторично в процессе адаптации. Я полагаю, что жизнь имеет фиксированную продолжительность не потому, что по природе своей не может быть неограниченной, а потому, что неограниченное существование индивидуумов было бы роскошью без какой-либо проистекающей из нее выгоды... Изношенные индивидуумы не только бесполезны для вида, но даже вредны, поскольку они занимают место тех, кто здоров».
В дальнейшем, на основе развития этой теории было сформулировано понятие запрограммированной смерти (феноптоза). Август Вейсман полагал, что старение — это полезное свойство вида, обеспечивающее смерть организма, утратившего способность размножаться, но способного конкурировать с потомками за пищу и пространство. Другими словами, лишь оставленное потомство имеет эволюционный смысл, тогда как дальнейшая жизнь родителей эволюционно бессмысленна. Механизм старения Вейсман видел в ограниченности способности к делениям соматических клеток многоклеточных живых существ, в отличие от потенциально бессмертных половых клеток.
Кстати, есть версия, что созданию данной теории способствовала раздражавшая его система найма профессоров в немецкие университеты, когда новый кандидат должен был дожидаться смерти старого профессора.
Несмотря на то, что во второй половине ХХ века теория Вейсмана неоднократно подвергалась принципиальной критике, нельзя отрицать того, что именно она задала тон научному поиску на десятилетия вперед. В частности, как альтернатива доводам Вейсмана была сформулирована теория апоптоза выдающегося российского биохимика, академика Владимира Скулачева. Основное отличие от «запрограммированной смерти» Вейсмана в теории апоптоза заключается в том, что старение и смерть организма наступает по мере накопления в клетках дефектов и повреждений, вызванных различными факторами. Соответственно, влияя на эти факторы, теоретически можно замедлять процесс старения и продлять жизнь.
Вместе с тем справедливости ради стоит отметить, что одна из идей Августа Вейсмана – ограниченность потенциала соматических клеток к количеству полноценных делений, получила полное подтверждение. В середине XX века Леонард Хейфлик обнаружил старение в культуре клеток. Он выяснил, что фибробласты человека in vitro способны делиться ограниченное число раз (50±10). Возникло предположение, что «митотические часы» находятся внутри каждой клетки, о чем свидетельствовало два наблюдения: нормальные фетальные человеческие фибробласты в культуре подвергаются только определенному числу удвоений популяции, а криогенно сохраненные клетки «помнят» сколько раз они делились до заморозки.
Опережая время...
Отношение к теориям и научному населению Вейсмана в нашей стране было неоднозначным. В 50-е годы прошлого века он был заклеймен в СССР как «один из идейных вдохновителей лженауки евгеники и родоначальник реакционной генетики, которые получили дальнейшее развитие в реакционном учении менделизма-морганизма, ставшим теоретической основой человеконенавистнической идеологии расизма в эпоху империализма».
Уже позже пришло признание того, что, несмотря на всю спорность своих теорий, он все же был автором оригинальных теорий, касающихся генетики и эмбриологии, он предугадал некоторые важнейшие биологические закономерности, такие как дискретность наследственных единиц, хотя часть его предположений впоследствии не подтвердилась. А. Вейсману принадлежит теория непрерывной зародышевой плазмы; ученый предполагал, что зачатковые клетки и клетки тела принципиально различны. Не имея технической возможности подтвердить свои выводы, Вейсман совершенно правильно предположил, что свойства организма в целом и его клеток определяются наследственными детерминантами, которые он провидчески связывал с клеточным ядром.
Умер Август Вейсман 6 ноября 1914 г. в городе Фрейбурге (Баден-Вюртенберг). Его могила сохранилась до сих пор.
