Как начать новую жизнь

Если вам кажется, что вы живете в полсилы, никак не можете реализовать себя и все больше ползаете, когда хотелось бы летать, у вас есть два способа начать новую жизнь. Либо идти к ней долго и постепенно, отращивая новые способности миллиметр за миллиметром, либо рискнуть и попытаться получить все сразу.

Если вы выберете рискованный вариант, то сначала придется разрушить себя изнутри, а потом — провести несколько дней в полностью разобранном состоянии, когда не работают ни мозг, ни желудок, и большинства органов просто нет. Этот путь может показаться слишком радикальным, но он стоит того. Именно так поступает большинство видов животных на Земле, и у них все получается.

Перед вами инструкция. Она написана для мухи, но возможно, и вы найдете в ней что-то полезное. Попробуйте себя в роли насекомого и пройдите настоящее полное превращение — гораздо лучше организованное и куда более разрушительное, чем то, которое описывал Франц Кафка. А еще, в отличие от рассказа Кафки, это история с хорошим концом. Мухи закладывают на свой метаморфоз гораздо больше времени, чем Грегор Замза, — несколько дней вместо одной ночи — и справляются с ним гораздо успешнее. Посмотрите, как выглядит превращение изнутри, — и будете знать, к чему готовиться, если решите на руинах старой жизни построить лучшую версию себя.

Время окуклиться

Итак, вы маленькая личинка, не способная размножаться, без полноценных глаз и конечностей, а главное — без крыльев. Впрочем, пока они вам и не нужны. Ваши основные инструменты сейчас — челюсти и кишечник.

1. Запаситесь жиром

Ваша первая задача — как следует наесться. Для больших перемен нужны большие ресурсы. Найдите какую-нибудь разлагающуюся еду; идеально подойдет гниющий фрукт. Вгрызитесь в него, а дальше выберите внутри самые питательные кусочки. Главное — побольше белка; углеводы — по остаточному принципу. И старайтесь избегать горьких участков, где могут быть хинин или кофеин.

Как только вы наели себе критическую массу тела, можно приступать к превращению. В этот момент в вашем жировом телеОрган, в чем-то аналогичный печени позвоночных: его клетки занимаются синтезом, накоплением и выделением разных веществ. накопилось достаточно много липидов, а их концентрация в вашей крови (а точнее гемолимфе) стала настолько высокой, что их заметила проторакальная железаНейроэндокринная железа, кольцом охватывающая сердце.. Дальше она выбросит в кровеносную систему небольшое количество экдизона, гормона линьки, — и для клеток вашего тела это станет сигналом о том, что метаморфоз близок и неизбежен.

Вы и сами этот момент не пропустите — у вас резко пропадет аппетит. Если до сих пор вы ели практически без перерыва, закапываясь в мякоть гниющего фрукта с головой, то теперь еда вас не будет привлекать, и скорее начнет раздражать. Выбирайтесь обратно на поверхность и начинайте осматриваться.

2. Спрячьтесь как следует

С тех пор, как вы перестали есть, прошло несколько часов. И если клетки успешно приняли предыдущий гормональный сигнал, то сейчас ваша проторакальная железа выбросит еще немного экдизона.

Проверьте, что на голове у вас появились рожки, — это развернулись передние дыхальца. В них расположены отверстия дыхательных трубок-трахей, и скоро они вам понадобятся, дышать придется как следует. А пока отползите от еды и отправляйтесь на поиски укромного места. Выберите что-нибудь сухое и темное, у вас на это несколько часов. Когда найдете, забуритесь поглубже и начните работать слюнными железами.

За предыдущие дни клетки в ваших слюнных железах столько раз удвоили свой геном, что их хромосомы теперь содержат тысячи копий одних и тех же геновПоэтому их легко видно в микроскоп, и на них смотрят студенты-младшекурсники на любом биологическом факультете.. Это позволит железам быстро произвести большое количество белков для густой слюны, которую вы выплюнете наружу и которая приклеит вас к любой поверхности, какая вам покажется самой безопасной: гладкой и шершавой, мокрой или водоотталкивающей, от фруктовой шкурки до пивной бутылки.

3. Замрите

Как только вы устроились поудобнее, ваша «кожа» (эпидермис) должна отслоиться от хитиновой кутикулы, которая покрывает все тело. После этого сожмитесь — тогда между вашим телом и внешней неживой оболочкой накопится газ. Теперь, если вас вдруг смоет в лужу, вы не утонете во время метаморфоза. Резким сокращением брюшных мышц втяните голову внутрь груди. Остановите сердце. Готово. Вы окуклились.

До основанья, а затем

До начала превращения у вас был довольно сложно устроенный внутренний мир. Без полноценной половой системы, но все остальное было на месте: кровеносная система с гемолимфой и сердцем, дыхательные трубочки (трахеи) и выделительные трубочки (мальпигиевы сосуды), эндокринные и слюнные железы, жировое тело и, конечно, кишка. А еще были мышцы, которые помогали вам ползать и переворачиваться, и нервная система, которая этими мышцами управляла, — с личиночным мозгом, подпищеводным нервным узлом, брюшной цепочкой, множеством нейронов и даже примитивными глазами. Приготовьтесь: за ближайшие несколько часов большую часть этих органов вы потеряете.

4. Разберите себя

Для начала вам понадобятся металлопротеиназы — ферменты, которые расщепляют белковые контакты между клетками вашего тела. Это поможет раздробить ткани, чтобы клеткам по отдельности проще было мигрировать или умереть. А в жировом теле распад ткани станет сигналом — и его клетки начнут расщеплять запасы липидов, накопленные за предыдущую стадию жизни. Этими липидами им предстоит кормить все ваше тело до вылупления, поскольку добыть себе другую еду вы не сможете.

В других тканях вам нужно повысить внутриклеточный уровень кальция (в этом тоже поможет гормон экдизон) — а тот уже запустит программу клеточной смертиВ зависимости от ткани или типа клеток это может быть аутофагия — клетка переваривает отдельные части себя самой — или апоптоз — клетка вся распадается на мембранные пузырьки. В некоторых тканях сначала происходит одно, а потом другое.. Таким образом вы избавитесь от слюнных желез, среднего участка трахеи, некоторых нейронов и большинства мышц. Эпителий кишечника оторвите от соединительной ткани, пусть плавает в просвете кишки. Его останки станут пищей для следующего поколения ваших кишечных клеток — ничто не должно пропасть даром.

Если вдруг в этот момент кто-нибудь нападет на вас и разрежет или проткнет, ваше содержимое просто вытечет наружу, поскольку клетки и ткани непрочно держатся друг за друга. Кому-то может показаться, что вы превратились в клеточный суп. Но на самом деле клетки останутся на строго определенных местах — даже если эти места двигаются. К тому же, часть органов вам лучше не трогать, а, наоборот, пронести через метаморфоз в целости и сохранности — переднюю и заднюю части кишки и трахеи, выделительные сосуды и даже сердце (которое в процессе немного перестраивается, но не исчезает насовсем).

Так что если все сделать правильно, ни в какой суп вы не превратитесь. Вас всего лишь ждут несколько дней существования в полуразобранном состоянии, которое больше похоже на застывающее желе. В нем еще достаточно суеты, но общая структура уже на месте.

5. Выберите, что оставить на будущее

Самое важное на этом этапе — не переусердствовать и правильно определить, какие части тела стоит разрушить, а какие хорошо бы сохранить для будущей жизни.

Хорошего совета у энтомологов пока нет. Сколько они ни наблюдали за разными насекомыми, но сформулировать универсальное правило пока не смогли. Можно было бы сказать, что достаточно сохранить эктодермальные производные (внешний слой тела, например эпидермис и нервную систему), а энто- и мезодерма (внутренний и средний слои соответственно) пусть разрушаются и перестраиваются. Но на деле это оказывается довольно грубым обобщением: по крайней мере, некоторые нейроны у насекомых погибают тоже.

Другие ученые рассуждают иначе — что нужно сберечь не отдельные органы, а конкретные типы клеток. Пусть выживают те, у которых внутри мало кальция (именно он запускает программу гибели). А поскольку кальций обычно хранится внутри эндоплазматической сети, то по этой логике те клетки, у которых хорошо развита эта органелла, наоборот, должны умереть — а это мышцы, некоторые нейроны, клетки желез и других органов, связанных с обменом веществ. Но при ближайшем рассмотрении и этот совет оказывается неверным — например, некоторые мышцы вам лучше сохранить: пусть продольные исчезают, а косые остаются.

Судя по всему, система устроена еще хитрее, и есть какая-то внутренняя причина, по которой разные ткани (а то и разные клетки в пределах одной ткани) по-разному реагируют на действие экдизона. Но как и в какой момент это определяется — пока непонятно. Возможно, это означает, что нужно было запастись еще какими-то сигнальными молекулами и начать планировать свой метаморфоз сильно заранее.

Эволюция или революция

Если до сих пор вы придерживались инструкции, то сейчас висите, приклеенные к шкурке, травинке или банке, спрятавшись в своем пупарии (так называют домик из вашей прежней кутикулы). Вы понемногу откладываете меланин в свою защитную оболочку, чтобы никто не видел, что творится у вас внутри. А там постепенно растворяются сегменты тела и останавливается обмен веществ — поскольку больше нет органов, которые могли бы что-то переварить, кроме самих себя.

Находиться в подвешенном и полупереваренном состоянии, должно быть, довольно неприятно. Самое время задуматься: действительно ли это самый удобный способ повзрослеть?

6. Оцените альтернативы

Даже если ваша оболочка прочна и внутреннее содержимое не вытекает наружу, вы все равно находитесь в очень уязвимом состоянии. Вы совершенно не можете обороняться. Разве что принять мерзкий вид или выделить токсичные вещества. На большее в таком состоянии вас не хватит: у вас просто нет мышц. Точно ли нужно через это проходить? Понятно, что разрушенных органов уже не вернуть, но теоретически — нельзя ли было как-то обойтись без полного превращения?

В конце концов, не все насекомые (и не все шестиногие) прибегают к таким радикальным перестройкам. Например, ваши далекие родственники — кузнечики, тараканы и клопы — проходят более мягкий метаморфоз, неполное превращение. Они не ставят жизнь на паузу и не подвергают себя лишним рискам. Они просто линяют много раз подряд, и с каждым разом незрелая особь-нимфа становится чуть больше похожей на взрослую особь-имаго, пока после очередной линьки не расправляет крылья и не становится окончательно взрослым насекомым.

Есть и такие — но эти уже совсем от вас далеко, — кто справляется вообще без метаморфоза. Например, чешуйницы и ногохвостки, маленькие бескрылые существа, за время своей жизни практически не меняются на вид. Молодые особи ничем существенно не отличаются от взрослых, кроме размера. И каждая линька просто помогает им стать немного крупнее — без каких-либо внутренних перестроек.

Тем не менее, в своем выборе вы совсем не одиноки. Через полное превращение проходят не только другие двукрылые, но и множество других насекомых — бабочки, жуки, шмели, блохи, муравьи и разные другие. В сумме больше 60 процентов видов животных на Земле проживает те же самые метаморфозы. У них получается — значит и вы справитесь.

7. Найдите плюсы

Но раз так делают все, значит в этом есть какая-то выгода. Ученые предлагают вам утешаться так: если в жизненном цикле есть стадия, на которой организм полностью пересобирается, то можно позволить себе личинку, которая сильно отличается от имаго. Ведь чем меньше дети похожи на взрослых, тем меньше они конкурируют — потому что занимают разные экологические ниши и питаются разной едой. А чем меньше дети конкурируют с взрослыми, тем выше у них шансы выжить и самими стать взрослыми.

Правда, не все насекомые меняют экологическую нишу даже после полного превращения. Но все равно к нему прибегают, потому что у него есть еще один важный плюс: если одну жизнь отделяет от другой такая фундаментальная перестройка, то личинка и имаго могут эволюционировать независимо друг от друга. Детство больше не служит подготовкой к взрослой жизни, оно становится ценным само по себе. Личинка может самостоятельно накапливать адаптации, которые помогут ей лучше выживать, даже если для имаго они бесполезны. Получается, что метаморфоз позволяет прожить две полноценные жизни вместо одной.

А вот что совсем непонятно — так это, как полное превращение появилось. Ни у каких других животных ничего похожего нет, все прочие метаморфозы — что у позвоночных, что у беспозвоночных — проходят без всякого окукливания.

Как насекомые перешли от последовательной серии линек к куколке и самоперевариванию, до сих пор не знает никто. Этот переход на первый взгляд кажется настолько резким, что для того, чтобы его объяснить, ученые предлагали самые неожиданные гипотезы.

Научного консенсуса по поводу того, что произошло на самом деле, сейчас нет. Зато есть две альтернативные версии развития событий. Одни энтомологи считают, что личинка — это на самом деле затормозившийся в развитии эмбрион, а куколка — это нимфа, которая заменила множество линек на одну глобальную перестройку. Другие утверждают, что у насекомых с полным превращением все почти так же, как у насекомых с неполным, просто последняя стадия нимфы видоизменилась в куколку.

Ясно только, что переход к полному превращению необратим. Судя по всему, он произошел в эволюции предковых насекомых один-единственный раз, еще до того, как они разделились на бабочек, жуков и мух, и пути назад — в спокойную жизнь без саморазрушения — уже нет. Некоторые группы насекомых с тех пор передумали и попробовали было вернуться к жизненному циклу без метаморфоза. Но для этого им пришлось пожертвовать стадией взрослой особи — теперь они всегда существуют как личинка и научились даже размножаться в таком состоянии. А новая жизнь без метаморфоза у них не получается.

Тот станет всем

Если вы все-таки из тех, кто решился перестать ползать и окуклиться, то скоро ваша решимость будет вознаграждена. Время на рефлексию внутри пупария истекло. Пора заканчивать превращение.

8. Достаньте заначку

Ваша текущая задача — отрастить новые органы для новой, лучшей жизни. Откуда их взять — зависит от того, насколько драматично проходит ваш метаморфоз.

Вы муха, ваш метаморфоз самый разрушительный и ни на кого не похож. Этим вы создаете некоторое неудобство для энтомологов: обычно вы служите моделью и образом всех прочих насекомых, но когда дело доходит до метаморфоза, вы совсем не модель, а крайний случай. За время превращения вы разрушили больше органов, чем любое другое насекомое, и для взрослой жизни осталось не так много целых тканей. Но у вас, к счастью, есть заначка.

В вашей личинке еще от эмбриона осталось немало стволовых клеток, которые до сих пор никак в вашей жизни не участвовали. Их судьба заранее определена и внутри вашего тела они разложены кучками — их называют имагинальными дисками (поскольку они нужны для построения имаго). Среди них есть зачатки ног и глаз, крыльев и жужжалец, антенн, груди, губ и гениталий. А вокруг ваших внутренних органов припасены имагинальные кольца — чтобы вырастить, например, новые слюнные железы и кишечник. В этом смысле вы чем-то похожи на то, как эмбриологи конца XVII века представляли себе сперматозоид: маленькая клетка, внутри которой уже сидит свернутый человечек, ему осталось только развернуться и подрасти.

9. Соберитесь обратно

Заначка стволовых клеток позволит вам не зависнуть на стадии уязвимой куколки слишком надолго: в то время, как одна ваша часть переварит саму себя изнутри, другая часть уже начнет строить новую жизнь. Если все пойдет по плану, вы справитесь всего за несколько суток.

Сейчас, чтобы имагинальные кольца и диски начали расти и развиваться, включите в них те же самые гены, которые работали у вас, когда вы были еще эмбрионом. По набору активных генов куколка должна быть гораздо больше похожа на эмбрион, чем на личинку. Так что на генетическом уровне вам предстоит прожить второе детство — и действительно начать сначала. Это займет несколько дней, подождите.

Новая старая жизнь

Теперь у вас есть конечности, челюсти, сложно устроенное сердце, перестроившийся мозг, половые органы — а главное, сложенные на спине крылья. Можно собираться на выход.

10. Выберите время

Сразу после вылупления вы еще какое-то время будете уязвимы. Поэтому вылезать наружу лучше на рассвете. Чтобы успеть наверняка, за несколько часов до этого запустите циркадные ритмы, а они уже подстроят количество рецепторов к экдизону на клетках, чтобы те вовремя среагировали на гормон линьки. Не забудьте подсушить голову — до сих пор между ней и стенкой вашего домика была жидкость, а теперь хорошо бы ее убрать, чтобы новая кутикула стала жестче и лучше облегала ваши усики, челюсти и глаза.

За сорок минут до выхода вы почувствуете, как новые трахеи заполняются воздухом, а сердце начинает биться чаще. Можете глотнуть еще воздуха, чтобы поднять давление внутри и без того тесного старого домика. Начинайте шевелиться и работать грудными мышцами. Пробейте головой крышку пупария и вылезайте.

11. Не торопитесь

На последнем этапе вам понадобится еще один гормон — бурсикон. Под его действием ваши крылья расправятся и наполнятся гемолимфой. Их кутикула должна затвердеть, а эпидермис — отмереть и по сосудам отправиться на переработку внутрь тела. Тогда крылья станут сухими и легкими. Готово. Можно лететь.

12. Осознайте себя заново

Приземлившись после первого полета, осмотрите нового себя. Где-то в глубине тела еще заканчивается метаморфоз, отмирают последние клетки старого эпидермиса и личиночных мышц. Скоро исчезнут и они. Останется ли хоть что-нибудь на память о старом теле и старой жизни?

С памятью в прямом смысле этого слова у вас дело обстоит непросто. Сами нейроны в большинстве своем выжили во время метаморфоза — но сильно перестроились. У некоторых отмерли только кончики, которыми они связывались с мышцами в теле. Другие переползли внутри мозга, из отдела в отдел. По дороге, естественно, они потеряли все свои контакты с соседями. А поскольку память — это набор нейронных связей (подробнее об этом мы писали в тексте «Как это развидеть»), то такую перестройку она пережить не должна. По крайней мере, никому еще не удалось заставить взрослую муху вспомнить что бы то ни было из ее личиночного детства.

Другие свойства нервной системы — которые можно было бы рассматривать как проявления вашей «личности» — тоже, кажется, потерялись за время метаморфоза. По крайней мере, у таких же, как вы, насекомых с полным превращением ученые не нашли существенного сходства между «характером» (агрессивностью, социальностью, активностью и склонностью к поисковому поведению) личинки и взрослой особи. Так что новая жизнь и в этом смысле оказывается новой: вслед за внешностью перестраивается внутренний мир, а новому внутреннему миру нужны новая память и новый характер.

Можете поискать в себе частичку прошлого уровнем ниже — среди отдельных клеток и молекул. Говорят, у личинок и взрослых бывают общие микробы-симбионты — особенно если рацион не сильно изменился после метаморфоза. Правда, при ближайшем рассмотрении чаще всего оказывается, что и они не передаются по наследству напрямую из одной жизни в другую. Бактериям нелегко удержаться в разлагающейся кишке — карманы, где они раньше жили, схлопываются, а клетки из стенки кишечника гибнут (и это очень кстати, потому что в них могут жить и патогенные микробы, и в этом смысле метаморфоз работает как очищение). Поэтому, если они и сохранились, то скорее на стенках старой кутикулы или в самой среде, где произошло окукливание, например в почве. И тогда сразу после окончания метаморфоза могли по старой памяти заселить новый организм.

Наконец, некоторые следы прошлого вы можете найти на уровне экспрессии генов. Если вы, например, чем-то болели, когда были личинкой, то после превращения в иммунных клетках вашего кишечника, скорее всего, еще заметны последствия: более активны гены врожденного иммунитета и менее активны гены рецепторов, через которые паразит может попасть в клетку. А если вы провели детство на жаре, то теперь вы, вероятно, светлее своих сверстников, развивавшихся в холоде. Еще у вас выше уровень обмена веществ в покое и вы немного хуже летаете.

Если эти изменения в отдельных клетках у вас сохранились, то скорее вопреки метаморфозу, чем благодаря. И совершенно необязательно в будущем они сделают вашу жизнь проще. В конце концов, смысл полного превращения и был в том, чтобы новая жизнь не зависела от предыдущей.

13. Перечитайте Кафку и не переживайте

Грегор Замза все сделал не так. Он не поменял среду обитания — и в своем новом обличье оказался к ней совершенно не приспособлен. Он не дал себе времени разрушить старое до конца — и ему понадобилось еще какое-то время, чтобы поменять свои привычки. Он не стер воспоминания — и продолжал от этого мучиться, потому что к прежней жизни вернуться уже не мог.

Но если вы действительно хотите прожить две разные полноценные жизни, то чем меньше вы возьмете с собой в новую — тем проще вам будет к ней привыкать. Хочется, конечно, думать, что прошлая жизнь прожита не зря — но доказательством служат не отдельные гены, нейроны и клетки, а вы целиком, со всеми лапками, усиками и крыльями. Тот, кто не прожил или не пережил стадию личинки, так никогда и не станет взрослым.