Удивительные загадки, на которые наука до сих пор не нашла ответов
Существуют фундаментальные вопросы, на которые современная наука пока не может дать исчерпывающих ответов. От природы темной материи до причин старения и возникновения сознания — многие аспекты нашего существования остаются предметом научных дискуссий и гипотез.
Есть вещи по-настоящему масштабные, которые наука до сих пор не разгадала. Например, мы знаем, что около 95% Вселенной состоит из темной материи и темной энергии, но никто не смог расшифровать, что это такое. Иными словами, наука понимает лишь 5% того, из чего на самом деле состоит Вселенная. Но что действительно удивляет, так это обилие неизвестного даже в этих 5%, поскольку многие вопросы касаются нашей повседневной жизни: почему мы зеваем, почему существуют разные группы крови или почему примерно каждый десятый человек — левша.
Ран Леви — автор книги «Маленький университет наук: (почти) все, что нужно знать, чтобы чувствовать себя умным». Мы попросили Леви — лектора по вопросам науки и технологий, инженера-электроника и ведущего подкаста «Делаем историю» — поговорить о том, чего мы не знаем. Например, почему дерево может жить 300 лет, а мы — нет?
Почему мы стареем
Ответ на вопрос «почему мы стареем» менее очевиден, чем кажется. Мы умеем указывать на биологический механизм, который заставляет клетки прекращать деление после определенного количества циклов. Человеческая клетка может поделиться примерно 50 раз, прежде чем войдет в состояние старения и начнет терять функции. Само деление клеток критически важно для поддержания организма: оно позволяет тканям обновляться и восстанавливаться. Когда этот процесс замедляется, начинается старение.
Прорыв произошел, когда обнаружили, что у хромосом есть особые «концы» — теломеры. При каждом делении механизм копирования ДНК не доходит до самого края. Чтобы предотвратить потерю важной информации, на концах хромосом есть участки, которые не кодируют жизненно важные данные. Эта часть укорачивается при каждом делении, как фитиль. Когда «фитиль» заканчивается, каждое последующее деление начинает повреждать важную ДНК. Темп этого процесса варьируется, но принцип схож: есть биологический предел, после которого начинается износ.
Почему же у нас этот предел наступает в 40–50 лет, а у дерева — гораздо позже? У каждого механизма есть свои плюсы и минусы. Если бы мы увеличили лимит делений, например, до 100, мы могли бы замедлить старение, но ценой повышения риска развития рака. Таким образом, этот предел служит защитным механизмом, останавливающим деление клеток.
Зачем же старение нужно эволюционно? Существует гипотеза «эффекта бабушек и дедушек»: присутствие пожилых людей способствует выживанию молодого поколения, например, через уход за внуками, пока родители заняты добычей ресурсов. Несмотря на научный прогресс, мы все еще далеки от полного объяснения, и вопрос «почему мы стареем» остается открытым.
В начале был общий предок
Даже если мы найдем ответ на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной, остается более базовая загадка: как зародилась жизнь на Земле? Земля образовалась около 4,4 миллиарда лет назад, а уже через 300 миллионов лет появились первые одноклеточные существа.
Существуют две основные теории. Первая гласит, что жизнь зародилась на дне океанов, возле жерл подводных вулканов, где в пористых скалах произошел случайный химический процесс. Вторая теория предполагает, что жизнь была занесена извне, например, с Марса, через камни, выброшенные в космос. Подтверждением этому служит способность некоторых существ выживать в экстремальных условиях.
Ученые сходятся в одном: у всего многообразия существ был общий предок, которого называют «Лука» (LUCA — Last Universal Common Ancestor). Это существо обладало настолько удачным механизмом копирования ДНК и создания белков, что он сохранился почти без изменений на протяжении миллиардов лет эволюции.
Группы крови и леворукость
Разница между группами крови — это наличие молекул-маркеров (A или B). Иммунная система атакует «чужие» маркеры, поэтому группа O, не имеющая их, универсальна для переливания. Это разнообразие не случайно и дает эволюционные преимущества, хотя большинство объяснений здесь — лишь гипотезы, выстроенные постфактум.
Что касается левшей, то здесь тоже нет окончательного ответа. Вероятно, это результат эволюционного разнообразия. Например, в спорте или в древних конфликтах левши имели преимущество перед правшами, так как тем было труднее защищаться. Однако у этого есть и цена: оборудование в мире адаптировано для правшей, что статистически повышает риски для левшей в повседневной жизни.
Загадка сознания и снов
Мы не знаем, что такое сознание и где оно существует в терминах нейронаук. Мы умеем «выключать» его с помощью анестезии, но не понимаем его природу. Эволюционно сознание, вероятно, помогает нам лучше общаться и взаимодействовать в сообществе. У сложности нервной системы есть цена — повышенное потребление энергии, поэтому простым животным сознание не требуется для выживания.
Сон же является жизненной необходимостью. Во сне происходят два процесса: очистка мозга от токсинов и перенос воспоминаний из кратковременной памяти в долгосрочную. Что касается сновидений, есть гипотеза, что это «симуляция», которую мозг запускает для тренировки реакций на различные ситуации. В любом случае, мозг постоянно строит картину реальности, и сны могут быть как продуктом сортировки информации, так и способом поиска решений для задач, которые занимают нас наяву.
