Каждое человеческое существо возникает в результате слияния двух отдельных клеток, которые затем начинают делитьсяна редкость скромное начало, из какого-то крошечного белкового пузырька. Через сорок недель in utero эти две клетки, пройдя через удивительные превращения, достигают числа более 26 миллиардов. С учетом грандиозных темпов роста плода и специализации его отдельных элементов, требуется невероятных масштабов планирование, чтобы все прошло, как надо, и, к счастью, обычно все так и получается. К моменту, когда ребенок становится взрослым, количество клеток в его организме переваливает за 50 триллионов, и они подразделяются примерно на 250 типов, формирующих четыре основных вида тканейэпителиальную, соединительную, мышечную и нервную, у каждой из которых есть свои подвиды. Ткани, в свою очередь, организуются примерно в семьдесят восемь разных органов, делящихся на тринадцать основных систем и семь групп. Любопытно, что при этом только пять органов считаются жизненно необходимыми: это сердце, мозг, легкие, почки и печень.
Каждый день в нашем организме умирает 300 миллионов клеток, 5 миллионов в секунду, большинство из которых просто замещается другими. Наши тела запрограммированы так, чтобы знать, какие клетки заменять, когда и каким образом, и, в целом, неплохо с этим справляются. Каждая клетка, ткань или орган имеют свою прогнозируемую продолжительность жизни, которая служит чем-то наподобие срока годности в супермаркете, с датой «употребить до». По иронии судьбы, те клетки, с которых все начинается, живут короче всего: сперматозоиды сохраняются каких-то три-пять дней после выработки. Клетки кожи живут две-три недели, а красные кровяные тельцатри-четыре месяца. Неудивительно поэтому, что ткани и органы живут и работают дольше: печени нужен целый год, чтобы в ней сменились все клетки, а скелетупятнадцать лет.
Оптимистическая убежденность в том, что раз наши клетки регулярно обновляются, то и мы каждое десятилетие превращаемся физически чуть ли не в нового человека, конечно, иллюзорна. Корнями она уходит в знаменитый парадокс Тесеяесли все составные части исходного объекта были заменены, остается ли он тем же самым объектом? Только представьте, что будет, если выступить с этим казуистическим аргументом в суде! Так и вижу пожилого солидного адвоката, защищающего убийцу: «Но Ваша Честь, жена моего клиента умерла пятнадцать лет назад, поэтому даже если он ее и убил, то с тех пор стал совершенно другим человеком, потому что все тогдашние клетки у него в организме уже умерли и сменились новыми. Человек, стоящий перед вами, не мог присутствовать на месте преступления, потому что тогда его попросту не существовало».
Не думаю, что суду можно и правда выдвинуть подобный аргумент, но, случись такое, я с удовольствием выступила бы на стороне обвинения. Очень забавно было бы потягаться с адвокатом в метафизическом споре. Он, однако, поднимает неизбежный вопрос: сколько замен может выдержать биологическая единица, оставаясь все тем же индивидуумом и сохраняя прослеживаемую идентичность? Вспомните, к примеру, какие трансформации произошли в ходе жизни с Майклом Джексоном. Мало что от юной звезды «Пятерки Джексонов» осталось во взрослом человеке, изменившемся до неузнаваемости, однако имелись и другие составляющие, которые сохранились и продолжали определять его физическую идентичность. Именно такие составляющие мы и стараемся отыскать.
В наших телах есть как минимум четыре типа клеток, которые никогда не заменяются и живут столько же, сколько мы самитехнически, даже дольше, поскольку формируются еще до нашего рождения. Пожалуй, эти клетки можно привести в пример как свидетельство нашего телесного биологического постоянства в споре с вышеупомянутым адвокатом. К таким клеткам относятся нейроны нервной системы, небольшой костный пятачок в основании черепатак называемая слуховая капсула, эмаль зубов и хрусталик глаза. Зубы и хрусталик постоянны лишь наполовину, поскольку их можно удалить и заменить современными имплантатами, нисколько не навредив при этом хозяину. Однако другие два типа незаменимы и потому действительно индивидуальны; они хранятся в нашем теле как неопровержимое свидетельство биологической идентичности, возникая еще до рождения и распадаясь уже после смерти.
Наши нейроны, или нервные клетки, формируются на очень ранней стадии внутриутробного развития, и к моменту появления на свет их у нас ровно столько, сколько отводится организму на всю жизнь. Их аксоны, напоминающие длинные распростертые руки, расходятся в стороны, словно дорожная сеть, обеспечивая движение с севера на юг и обратно. На юг по ним перемещаются моторные команды от мозга к мышцам, а обратно, на север, сенсорная информация от нашей кожи и других рецепторов. Самые длинные передают болевые и прочие ощущения вдоль всего тела, от кончиков пальцев на ногах по самим ногам до спины, дальше по позвоночнику, в мозг и, наконец, на его сенсорную кору, расположенную в области макушки. Если в вас 180 сантиметров роста, каждый такой нейрон может достигать почти двух метров. Поэтому, ударившись пальцем ноги об угол кровати, мы какое-то мгновение не чувствуем болиэто сигнал бежит к мозгу по нервам, и только потом издаем громкое «ай», осознавая, что произошло.
Наличие этих клеток в мозгу поднимает любопытный вопрос о том, не являются ли именно они носителями нашей идентичности. Вполне возможно, что коммуникацию между ними можно расшифровать, поняв тем самым, как мы думаем, и как осуществляются высшие функции памяти и мышления. Современные исследования показывают, что с помощью флуоресцентных окрашенных белков можно запечатлеть формирование памяти на уровне отдельного синапса. Практическое применение этих знаний пока выглядит чересчур фантастично, хотя я рискну предположить, что понимание принципов работы нейрона может лечь в основу системы распознавания человеческой личности уже в скором будущем.
Второй участок, где клетки не обновляютсяэто слуховая капсула, расположенная глубоко внутри мозга, вокруг внутреннего уха. Это часть отвердевшей кости, образующей улитку уха, орган слуха, и полукруглые каналы вестибулярного аппарата. Внутреннее ухо формируется еще у эмбриона и имеет сразу тот же размер, который останется у взрослого; оно не растет и не изменяется благодаря активному продуцированию остеопротегерина, базового гликопротеина, подавляющего рост костной ткани. Если бы оно могло расти, у нас сильно страдали бы функции и слуха, и равновесия. Хотя уже у младенца слуховая капсула имеет свой взрослый размер, на самом деле она совсем крошечная, объемом не более 200 микролитровэто примерно четыре капли. Клетки, содержащиеся в этой маленькой косточке, уже дают нам возможность составить представление об идентичности ее обладателя.
Чтобы понять, насколько ценен каждый вид клеток для идентификации, надо разобраться, как они формируютсяв костях, мышцах или гладкой оболочке внутренностей. На базовом уровне каждая клетка нашего тела состоит из химических элементов. Их формирование, жизнь и репликация зависят от поставки строительных блоков, источника энергии, обеспечивающей их существование, и от вывода отходов жизнедеятельности. Главное отверстие в нашем организме, через которое в него поступают эти строительные блоки, это рот, откуда они, через желудок, добираются до кишечниканашего перерабатывающего завода. Получается, что все компоненты для любой клетки, ткани или органа, мы получаем исключительно из того, что потребляем. В буквальном смысле, мы то, что мы едим. Питание, таким образом, необходимо для выживания, и знаменитое утверждение, что без воздуха человек живет максимум три минуты, без водытри дня, а без едытри недели, пускай и не совсем точно, но весьма близко к истине.
In utero, не имея возможности самим потреблять пищу, мы получаем ее от матери через плаценту и пуповину, чтобы продолжалось строительство наших клеток и систем. Хотя беременным и не стоит, следуя поговорке, есть за двоих, надо все-таки следить, чтобы диета будущей мамы содержала все необходимое для обеспечения не только ее, но и очень требовательного пассажира.
Строительные материалы, из которых создается слуховая капсула, поступают из того, чем мать питается примерно на шестнадцатой неделе беременности. Получается, что у нас в голове, в крошечной косточке, внутри которой поместится не больше четырех капель воды, содержится информация, которую мы пронесем через всю жизнь, химическая сигнатура, говорящая, что наша мама съела на обед, будучи на четвертом месяце. Еще одно доказательство того, что матери всегда с нами рядом, и, похоже, разгадка их вечного мистического присутствия у нас в голове.
Мы считаем свое питание космополитическим, но в реальности потребляем воду и продукты, тесно связанные с нашим регионом проживания. Проходя через множество геологических слоев, вода поглощает изотопы различных элементов, свойственных данному региону, и мы, потребляя ее, записываем эту сигнатуру в химическом составе всех тканей организма.
Химический состав зубной эмали в ходе жизни практически не меняетсявот почему разрушенные зубы не могут восстановиться сами. Коронки наших молочных зубов формируются еще до рождения, поэтому их состав напрямую зависит от питания матери, так же как состав наших первых взрослых резцов. Остальные постоянные зубы принадлежат уже только нам и отражают наше питание в школьные годы.
Равно как наши «перманентные» ткани, волосы и ногти являются богатым источником информации о питании, поскольку их структура формируется линейно, и они растут с равномерным темпом. По ним, как по штрих-коду, можно читать, в какое время были поглощены и усвоены определенные нутриенты.
Как же судебный антрополог использует удивительную информацию, заключенную в наших клетках, для расшифровки биографии человека и установления его личности? Анализ стабильных изотоповотличный пример того, как современные технологии приходят к нам на помощь. Соотношение углеродных и азотистых стабильных изотопов в тканях тела позволяет сделать важные выводы о питании: ел ли человек преимущественно мясо, рыбу или овощи. Соотношение изотопов кислорода проливает свет на происхождение воды, которую он пил, а по изотопной сигнатуре, связанной с водой, можно установить его предположительное место проживания.
Если вы переезжаете в другой регион, сигнатура меняется вместе с изменением пищи, которую вы потребляете, и воды, которую пьете. Анализ волос и ногтей помогает проследить такие географические перемещения. К нему часто прибегают для установления личности неопознанных трупов или для отслеживания передвижений преступников. Подозреваемого в терроризме, который утверждает, что никогда не выезжал из Великобритании, может разоблачить изменение соотношения стабильных изотопов, демонстрирующих сигнатуру, характерную для Афганистана. Анализ волос может также указывать на злоупотребление наркотиками: героином, кокаином и метамфетамином. Кстати, в детективах викторианских времен именно по волосам сыщики устанавливали отравление мышьяком.
Поэтому, теоретически, изучив останки человека и проанализировав изотопные сигнатуры его слуховой капсулы и первого резца, мы можем выяснить, в какой части мира жила его мать во время беременности и чем она питалась. Далее, проанализировав остальные коренные зубы, мы установим, где человек вырос, а по остальным костямгде он жил в последние пятнадцать лет или около того. Наконец, по анализу волос и ногтей, мы определим, где он провел последние месяцы жизни.
Сложность управления всей этой массой клеток просто поражает. Будучи настоящей фабрикой, наш организм работает на редкость слаженнов большинстве случаев, когда мы находимся на пике формы, и эффективно замещает большую часть из тех 300 миллионов клеток, которых мы лишаемся каждый день. Но по мере старения и дегенерации мы теряем способность производить новые клетки. Первые признаки этого процесса нам хорошо известны: волосы становятся тоньше и седеют, тускнеют глаза, на коже появляются морщины, снижается мышечная масса и тонус, ослабевают память и репродуктивная функция.
Все это нормальные атрибуты старения, явственно указывающие на то, что вы, скорее, ближе к концу жизни, чем к ее началу. Однако когда врач говорит, что они нормальны для вашего возраста, это вас не особо утешаетвы понимаете, что и смерть для вашего возраста нормальна тоже. Мало того, некоторые клетки, старея, выходят из-под контроля и начинают стремительно размножаться, а ткани, долгое время страдавшие от неблагоприятных условий окружающей среды, нездорового образа жизни и постоянного стресса, перестают функционировать эффективно. Мы можем продлить работу большинства наших органов с помощью хирургических вмешательств и фармакологической поддержки, но, в конце концов, они все равно откажут, и мынаши телаумрут.
В соответствии с одним судебно-медицинским определением, смертью организма считается момент, когда «наступает либо необратимое прекращение кровообращения и дыхания, либо необратимое прекращение функционирования всех отделов мозга, включая мозговой ствол». Ключевое слово здесь«необратимое». Все медицинское сообщество ищет способ обратить это необратимое, словно священный Грааль.
Можно предположить, что раз наша жизнь зависит от пяти главных органов, то от них же зависит и наша смерть. Благодаря чудесам современной медицины мы можем пересаживать четыре из них: сердце, легкие, печень и почки. Но самый главный орган, мозгосновной командный центр, руководящий всеми остальными органами, тканями и клетками нашего теладо сих пор заменить никому не удалось. Похоже, что жизнь и смерть зависят от тех самых нейронов (я же говорила, что у них особая роль!).
Наши тела меняются не только в процессе жизни, но и после смерти. Когда начинаются процессы, связанные с организменной и клеточной деконструкцией, мы распадаемся на химические элементы, из которых когда-то были созданы. Для этого существует целая армия волонтеров, всегда готовых к услугамболее 100 миллиардов бактерий, живущих в человеческом организме, которых до тех пор сдерживала работающая иммунная система. Как только среда меняется и успешное оживление или реанимация организма становятся невозможны, бактерии принимаются за дело. Теперь факт смерти подтверждается тем, что жизнь уже не возвратить.
В большинстве случаев, например, когда мы умираем дома, в окружении родных или в больнице, под присмотром врачей, время смерти заведомо известно. Однако если человек умирает один, либо тело внезапно обнаруживают при подозрительных обстоятельствах, время смерти приходится устанавливать особо, в соответствии с юридическими и медицинскими формальностями. Мы определяем его по информации, которую хранит организм. Судебный антрополог должен знать не только, как устроено тело, но и что с ним происходит после смерти.
Существует семь стадий посмертных изменений трупа. Первая«pallor mortis» (буквально«мертвенная бледность»), наступает в течение нескольких минут и остается заметной примерно в течение часа. Именно ее мы имеем в виду, когда говорим, что кто-то «побледнел, как мертвец». Когда сердце прекращает биться, капилляры перестают заполняться кровьюона отливает от поверхности кожи и начинает стекать вниз по телу под воздействием гравитации. Поскольку это явление наблюдается на самых ранних стадиях посмертных изменений, такая бледность не может считаться прямым указанием на время смерти. К тому же этот фактор весьма субъективный и не поддается точному определению.
Вторая стадия, «algor mortis» («смертельный холод» или «охлаждение трупа»), наступает, когда тело начинает остывать (бывает, правда, что оно, наоборот, нагреваетсяв зависимости от условий среды). Температуру тела обычно замеряют ректально, поскольку кожа остываетили нагреваетсябыстрее, чем внутренние ткани. Хотя темпы падения ректальной температуры относительно стабильны, невозможно узнать, была ли нормальной температура тела на момент смерти. На нее могут влиять самые разные факторы, включая возраст, вес, наличие заболеваний или прием лекарственных средств. При некоторых инфекциях или реакциях на медикаменты температура поднимается, равно как при физических нагрузках или интенсивной борьбе непосредственно перед смертью. Более низкие показания наблюдаются, например, в состоянии глубокого сна. Поэтому и температура не является точным указанием на время смерти.
После смерти на темпы охлаждения трупа сильно влияет температура воздуха. Например, там, где она превышает 37 °C, труп не будет остывать, поэтому установить время смерти по этому показателю не удастся. Очевидно также, что по прошествии определенного времени оценка температуры тела не даст достоверных сведений, так как труп постепенно адаптируется к температуре окружающей среды.
Через несколько часов после смерти мышцы начинают сокращаться и наступает третьевременноепосмертное изменение, «rigor mortis» или трупное окоченение. Сначала, по истечении примерно пяти часов, оно захватывает мелкие мышцы, а затем распространяется на крупные, достигая своего пика в интервале с двенадцати до двадцати четырех часов после смерти. Когда мы умираем, насосный механизм, удерживающий ионы кальция вне мышечных клеток, перестает функционировать и кальций просачивается через клеточные мембраны. Это приводит к сокращению волокон актина и миозина в мышцах, отчего те застывают в напряженном положении. Поскольку мышцы связаны с суставами, суставы тоже могут согнуться и оставаться ригидными в течение нескольких часов. Далее напряженные мышцы начинают расслабляться из-за химических процессов, происходящих в теле, а суставы снова обретают подвижность. Именно этим объясняется редкий, но достоверно зафиксированный феномен, когда мертвецы вдруг вздрагивают или шевелятся. Однако садятся на каталках и громко стонут они только в фильмах ужасовможете мне поверить.