Файл: Сапольски. Кто мы такие Вы смогли скачать эту книгу бесплатно и легально благодаря проекту Дигитека.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 313
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Г
ляторный элемент, и существует определенная белковая молекула, которая, связываясь с этим регуляторным эле- ментом, «выключает» Ген 4037. Ладно. А как насчет тако- го: эта молекула-тормоз чувствительна к температуре. Если клетка нагревается, она распадается на куски и всплывает с поверхности регуляторного элемента. Что тогда? Осво- божденный от тормозящей регуляции, Ген 4037 внезапно активируется. Может, этот ген работает в клетках почек и кодирует белок, связанный с удержанием воды. Скуч- но — очередная метаболическая история, в данном случае о том, как жаркая среда запускает метаболический адап- тационный механизм, предотвращающий обезвожива- ние. Предположим лучше, что Ген 4037 кодирует ряд бел- ков, имеющих отношение к половому поведению. Что мы только что изобрели? Брачный сезон. Зима на исходе, с каждым днем становится теплее, и в соответствующих клетках гипофиза или гонад постепенно активизируются гены вроде 4037. Достигнут порог — и бац, у всех начина- ется течка и овуляция, они фыркают, роют землю и обыч- но получают свое. Если соответствующее время года подхо- дит — используйте эти гены, чтобы повысить вероятность спаривания (на самом деле у большинства животных брач- ный сезон запускается количеством дневного света — ког- да дни становятся длиннее, а не температурой — когда дни становятся теплее. Но принцип тот же).
А вот последняя, изысканная, версия этого принци- па. Каждая клетка вашего тела маркирована уникаль- ным сочетанием белков, определяющим ее принадлеж- ность вам: биохимический отпечаток пальца. Эти белки
Г
«главного комплекса гистосовместимости» очень важны: с их помощью иммунная система отличает вас от вторг- шихся в тело бактерий, и это из-за них пересаженный орган может быть отторгнут. Некоторые из этих профиль- ных белков могут отделяться от поверхности клеток, попа- дать в потовые железы, выделяться с потом и участвовать в образовании характерного запаха. И вот для грызунов это очень важно. Можно сделать такие молекулы — рецеп- торы, с помощью которых обонятельные клетки носа гры- зуна смогут отличать белки запаха, похожие на его соб- ственный, от совсем непохожих. Это несложно: чем боль- ше сходство, тем лучше белок входит в рецептор, как ключ в замок (вспомним ходовое сравнение на уроках биоло- гии в старшей школе). Что мы только что изобрели? Спо- соб объяснить, как грызуны умудряются так легко отли- чать родственников от незнакомцев по запаху.
Продолжим этот увлекательный научный проект.
Теперь соединим обонятельные рецепторы и внутрикле- точные молекулы — компоненты каскада биохимических реакций, передающие сигнал к ДНК, — до самого соеди- нения с ее специфическими регуляторными элементами.
Что мы в результате построим? Как насчет такого: если обонятельный рецептор улавливает запах, указывающий на родственника, тогда можно запустить каскад реак- ций, который в конечном итоге затормозит активность генов, связанных с размножением. Вы только что изо- брели механизм, позволяющий избежать спаривания с близкими родственниками. Или можно построить дру- гой каскад: если обонятельный рецептор уловил запах,
Г
указыва ющий на родственника, то необходимо затормо- зить активные в норме гены, регулирующие выработку тестостерона. И вот у вас получился механизм, при помо- щи которого грызуны ощетиниваются и готовятся к дра- ке, если в их норе навонял незнакомый самец, но спо- койно реагируют на запах младшего братца. Или можем устроить обонятельные рецепторы так, что они будут раз- личать запахи индивидов вашего или противоположно- го пола и вы оглянуться не успеете, как у вас в руках ока- жется механизм регуляции репродуктивной физиологии.
Если вы ощущаете запах особи противоположного пола — можно запустить каскад биохимических реакций, кото- рый в итоге заводит гены, работающие в гонадах. И есть неплохие доказательства, что этот механизм у человека работает не хуже, чем у грызунов.
В каждом из этих примеров видны логика и красо- та, которые вряд ли можно значительно улучшить сила- ми инженеров. А теперь — два факта относительно ген- ной регуляции, которые принципиально меняют взгляд на гены. Во-первых, по последним прикидкам, в клет- ках млекопитающих более 95% ДНК ничего не кодирует.
Девяносто пять процентов. Конечно, многое из этого — мусорная, упаковочная ДНК, но средний ген поставляется в комплекте с толстенной инструкцией по эксплуатации, и нередко оперирует ими окружающая среда. При таком процентном соотношении о генах и поведении придется думать только в контексте влияющей на них среды.
А вот второй факт. Когда дело касается генов, эволю- ции и поведения, важно учитывать генетическое разно-
Г
образие индивидов. Я имею в виду, что последователь- ность ДНК, кодирующая каждый конкретный ген, часто различается у двух произвольно взятых людей и белки — продукты данного гена — работают у этих людей с раз- ной эффективностью. В этом суть естественного отбора: какой самый адаптивный вариант какого-то (генетиче- ски обусловленного) признака? Поскольку эволюцион- ные изменения происходят на уровне ДНК, «выживание сильнейших» на самом деле означает «воспроизводство тех, чьи последовательности ДНК кодируют самый адап- тивный набор белков». А поразительный второй факт состоит в том, что, если изучить разнообразие в последо- вательностях ДНК у разных индивидов, некодиру ющие участки ДНК окажутся намного более разнообразны- ми, чем участки, кодирующие гены. Да, значительную долю разнообразия некодирующей ДНК можно отне- сти к мусорной, упаковочной ДНК, последовательность которой может меняться с течением времени, потому что эта ДНК ничего особенного не делает. В конце кон- цов, две скрипки должны выглядеть примерно одинако- во, даже если одна — Страдивари, а другая — Гварне- ри, а упаковочным материалом для них могут послужить хоть газеты, хоть пенопласт, хоть пузырчатая пленка. Но, по-видимому, в регуляторных участках ДНК тоже обнару- живается колоссальное разнообразие.
Что это значит? Надеюсь, мы уже перешли от тезиса
«гены определяют поведение» к более уместному — «гены влияют на то, как мы реагируем на среду». Вся история с 95% некодирующей ДНК подразумевает, что не менее
Г
разумно думать что-то вроде «гены могут быть удобными инструментами для влияния факторов среды на поведе- ние». И этот второй факт, касающийся разнообразия неко- дирующих участков, означает, что фраза «эволюция — это в первую очередь естественный отбор различных комби- наций генов» не совсем корректна. Скорее «эволюция — это в первую очередь естественный отбор разнообразных вариантов генетически обусловленной чувствительности к сигналам среды и реагирования на них».
Теперь должно быть понятно, что невозможно разло- жить средовые и генетические факторы на две аккурат- ные кучки. И это правильно. Конечно, некоторые аспекты поведения находятся под строгим генетическим контро- лем. Некоторые аспекты поведения млекопитающих тоже явно регулируются генами. Яркий пример — два близких вида полевых мышей: одни моногамны, а другие поли- гамны. Эти различия обусловлены молекулой-рецептором к одному из гормонов полового поведения, которая нахо- дится в клетках определенной части мозга. У моногамных самцов полевок есть этот рецептор, а у полигамных — нет.
Каким-то хитроумным способом ученые вызвали экспрес- сию этого рецептора у полигамных самцов, и самцы стали моногамными (непонятно только, считать ли обращение самцов в моногамию генной «терапией»).
Такие случаи, когда отдельные гены действитель- но обладают большим влиянием на поведение, обычно касаются поведения, для всех одинакового. Это вопрос необходимости. Если вы хотите передать копии своих генов потомству, в этом поведении не должно быть осо-
Г
бого разнообразия. Все скрипки должны быть устрое- ны примерно одинаковым образом, чтобы звучать, а все самцы приматов должны выполнять генетически задан- ную последовательность движений таза примерно оди- наковым образом, если они хотят успешно размножать- ся. (Ага. Я только что сравнил скрипки с движением таза приматов. Еще одна причина, по которой стоило бы вве- сти в программы естественно-научного образования немножко филологии.) Но когда дело доходит до ухажи- ваний, эмоций, творчества или психических заболева- ний — именно тесное переплетение биологических и сре- довых составляющих факторов опровергает представле- ние, что кому-то нужно уйти, и это будут не гены.
Возможно, лучшим завершением будет еще один, осо- бенно яркий пример того, как особи с одинаковыми гена- ми могут вести себя совсем по-разному. Я не уверен, что стоит раскрывать эти данные — исследование про- вели совсем недавно, и результаты еще не опубликова- ли. Но ладно, это так интересно, что я не могу это не упо- мянуть. Помните тот глобальный опрос общественного мнения в 1996 году, который собрал мнения каждой овцы на Британских островах? Совсем недавно исследователи взломали шифр и добрались до анкет Долли и ее мате- ри. И получите — бомба! Мать Долли голосовала за тори, ее любимый член королевской семьи — королева-мать, больше всего ее беспокоило коровье бешенство («хоро- шо ли это для овец?»), она любила смотреть оперы Гил- берта и Салливана и поддерживала слоган «Поведение?
Все от природы». А что же Долли? Голосовала за «зеле-
Г
ных», самым милым считала принца Уильяма, больше всего беспокоилась об «окружающей среде», слушала
Spice Girls и поддерживала слоган «Поведение? Природа.
Или воспитание. Какая разница». Видите — поведение это не просто гены.
П ¥ ¥ ¦
Долли, к сожалению, умерла в 2003 году в возрасте семи лет — очень молодом для овцы. Похоже, она страдала син- дромом раннего старения — «овца в ягнячьей шкуре», как написали в одном точном и пронзительном заголов- ке. Причины этого до сих пор не полностью понятны, но, возможно, это связано с тем, что ее ДНК была уже изно- шена. Концы ДНК, составляющие хромосомы, называют- ся теломерами. С каждым циклом деления клеток тело- меры чуть укорачиваются, и, когда они становятся коро- че определенной величины, клетки перестают делиться.
Вполне возможно, что в начале жизни Долли теломерные
«часы» во всех клетках ее тела уже «дотикали» до возрас- та ее матери. Она страдала множеством болезней, и ее усыпили. Ее ранняя кончина служит предупреждением для поборников клонирования.
Множество базовых учебников описывают, как устрое- ны гены и как они работают. Один из классических тек- стов: Darnell J., Lodish H., and Baltimore D., Molecular Cell
Biology (New York: Sicentifi c American books, 1990)
Для информации о наследовании шизофрении и боль- шой депрессии примерно в 50% случаях: Barondes S., The
Г
Mood Genes: Hunting for Origins of Mania and Depression
(New York: Oxford University Press, 1999).
Обзор данных о мухах дрозофилах и генах сексуаль- ной ориентации: Baker B., Taylor B., Hall J., “Are complex behaviors specifi ed by dedicated regulatory genes? Reasoning from Drosophila”, Cell 105 (2001): 13. Исследование, в кото- ром полигамных полевок сделали моногамными: Lim M.,
Wang Z., Olazabel D., Ren X., Terwilliger E., and Young I.
“Enhanced partner preference in a promiscuous species by manipulationg the expression of a single gene”, Nature 429
(2004): 754.
Обзор генетики поведения (в том числе тревоги и риска): Plomin R., Behavioral genetics, 3
rd ed. (New York:
W. H. Freeman, 1997).
Два великолепных обзора о том, что функции генов невозможно понять вне контекста окружающей среды:
Moore D., The Dependent Gene: The Fallacy of “Nature versus
Nurture” (New York: Owl Books, 1999) и Ridley M., Nature
via Nurture (New York: HarperCollins, 2003).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 22
Г
В
воздухе пахнет весной, приближается новый модный сезон, и опять все только и говорят о генах. Отлич- ный пример — недавний отчет группы ученых из Прин- стона во главе с Джо Цьеном, опубликованный в Nature, одном из двух самых престижных и влиятельных научных журналов мира. Ученые поколдовали над молекулярной биологией мышей — перестроили их так, чтобы нейроны в определенной части их мозга содержали дополнитель- ную копию определенного гена. Эти нейроны выраба- тывали аномально большие объемы белка, кодируемого этим геном: белок был частью рецептора к нейротранс- миттеру, играющему ключевую роль в научении и памя- ти. И, что удивительно, животные намного опередили обычных лабораторных мышей в ряде тестов на память.
Похоже, что эти мыши были «спроектированы» на гене- тическом уровне так, чтобы проявлять выдающийся ум.
Это было прекрасное научное исследование: важная тема, передовые технологии, аккуратное протоколиро-
Г
вание. И вдобавок хитрый маркетинговый трюк: ученые назвали мышь Дуги — в честь сериального вундеркинда
Дуги Хаузера, который был таким одаренным, что окон- чил медучилище в 14 лет.
В прессе поднялась невероятная буря. Редакторы, кото- рые израсходовали все каламбуры на клонированную овечку Долли, ломали головы, как придумать для Дуги броский заголовок. Эксперты разражались программны- ми статьями о том, стоит ли родителям стремиться, что- бы их дети к поступлению в подготовительный класс были мышками Дуги. А журнал Time, которому хотя бы хватило осмотрительности поставить вопросительный знак после заголовка «Ген IQ», сделал Дуги темой номера.
Это все прекрасно. Но я пишу не для того, чтобы и даль- ше разливаться соловьем о мышке Дуги. Я хочу переклю- чить внимание на другую статью о генах и поведении, которая вышла примерно в то же время в таком же пре- стижном журнале Science. Эту статью пресса обошла вни- манием, а те, кто заметил, истолковали неверно: коммен- тарии о ней были совсем не по делу.
Гены, безусловно, связаны с поведением. Гены определя- ют ваш интеллект и личностные черты, а некоторые гене- тические особенности приводят к преступности, алкого- лизму и склонности терять ключи от машины. Надеюсь, прочтя три главы этой книги, вы уже знаете, что это пол- ная чушь, средневековый генетический детерминизм. Гены не обуславливают поведение. Иногда они на него влияют.
Теперь, когда мы с этим разобрались, усложнениями можно и пренебречь. Гены влияют на поведение, среда