Файл: Сапольски. Кто мы такие Вы смогли скачать эту книгу бесплатно и легально благодаря проекту Дигитека.pdf


Г ‰  – ‰  ˆ ‰ ˆ
влияет на поведение, гены и среда взаимодействуют — вот о чем я долблю как дятел. Это значит, что действие гена на организм, как правило, меняется при изменении среды, а действие среды меняется при изменении в набо- ре генов.
Я говорю «как правило», поскольку сильное влияние одной стороны может взять верх над другой. Например, даже самая здоровая среда не способна компенсировать катастрофические для интеллекта последствия генети- ческого профиля, предрасполагающего к болезни Тея —
Сакса. И наоборот, некоторые воздействия среды могут одолеть генетику. Пусть даже у вас в роду все были потря- сающе умными, это не поможет, если в детстве вы долго и серьезно недоедали белковой пищи. Но за исключени- ем подобных крайних случаев, гены и среда мирно взаи- модействуют и приходят в равновесие.
Самый чистый эксперимент для проверки взаимодей- ствия генов и среды — сохранять одну часть уравнения постоянной и смотреть, что получается, если менять дру- гую. Менять среду довольно просто — мы знаем это с тех пор, когда наши мамы запрещали нам общаться с «небла- гополучными» друзьями. А вот контролируемые избира- тельные изменения в генах — это сенсация, вал заголов- ков в интернете, очкастые молекулярные биологи, кото- рым едва перевалило за двадцать, гребут миллионы, когда их биотехнологические компании выходят на рынок.
Новейшие генетические технологии, позволяющие вве- сти в геном животного ген другого вида, чтобы сотво- рить так называемое трансгенное животное; или заме-

 
Г ‰ – Œ – ‰
нить один из собственных генов животного его нерабочей версией, чтобы создать «нокаутное» животное; или даже избирательно мутировать один из генов животного, — производят ошеломляющее впечатление.
В последние годы молекулярные биологи изменяли у мышей последовательности генов, кодирующих нейро- трансмиттеры (химические вещества, передающие сообще- ния между клетками мозга), и генов-рецепторов к нейро- трансмиттерам (молекулы, которые сидят на поверхности клетки и реагируют на нейротрансмиттеры). Биологи обна- ружили, что изменения в этих генах могут влиять на такие аспекты поведения мышей, как сексуальность, агрессия, готовность к риску, злоупотребление вредными вещества- ми и многие другие. Слишком ли далеко вперед мы забе- жим, если предположим, что подобная связь генов и пове- дения может существовать и для человека?
Но часто при ближайшем рассмотрении оказывает- ся, что доказательства заявленных связей между гена- ми и поведением слабоваты. Например, как уже упоми- налось в предыдущей главе, начиная с 1996 года вышло несколько исследований, связывающих определенный ген человека с поиском новизны, и в прессе начался бес- предел. Но исследования совокупно показали, что этот ген может объяснить лишь 5% изменений в эксперимен- тальных данных.
Людям свойственно страстно желать новизны, а сле- довательно — переоценивать практически все новое.
Из-за этого среди непрофессионалов, которые (не по сво- ей вине) получают научные знания десятисекундными

 
Г ‰  – ‰  ˆ ‰ ˆ
дозами, широко распространена иллюзия, что влияние генов может приглушить лишь исключительная, необык- новенная среда.
В этой связи интересно обратиться к исследованию из Science. Никакой темы номера в Time, никаких запо- минающихся кличек для мышей. Над этим исследовани- ем работали три генетика, специализирующихся на пове- дении: Джон Крэбб из Медицинского центра ветеранов и Орегонского университета медицинских наук (оба в Портленде), Дуглас Уолстен из Университета Альберты в Эдмонтоне, и Брюс Дьюдек из Университета штата Нью-
Йорк в Олбани. Цель Крэбба и его коллег была скром- ной: они хотели стандартизировать тесты, разработан- ные для измерения воздействия генов на такие аспекты поведения мышей, как тревожность и тяга к алкоголю.
Они хотели выявить тесты, которые измеряют эффекты достаточно точно, чтобы результаты были воспроизводи- мы в разных лабораториях.
Для этого команда создала одинаковые условия в трех лабораториях. Каждый исследователь использовал мышей из одних и тех же восьми линий (линия — это порода мышей, при выведении которой близких родствен- ников скрещивали во множестве поколений, до тех пор пока животные не стали похожи друг на друга, как одно- яйцевые близнецы). Одни линии были контрольными, над другими провели какую-то изощренную генетиче- скую манипуляцию — например, «нокаутировали» один из генов. Главное — эти линии были уже хорошо изуче- ны. Было известно, что линия X — это базовая, использу-

 
Г ‰ – Œ – ‰
емая во многих лабораториях линия, мыши линии Y более склонны пить алкоголь, если он доступен, мыши линии Z более тревожны и так далее.
Когда экспериментаторы удостоверились, что у них одинаковые мыши, они предприняли ряд мер, чтобы вырастить мышей в одинаковых условиях. Не допуска- лось никаких незамеченных преимуществ или недо- статков (сорт пищи повкуснее или клетка погрязнее), из-за которых мыши могли бы вести себя по-разному вне связи с генами. Наконец, экспериментаторы выбрали шесть стандартизированных тестов поведения, в которых мышей загоняли в лабиринты, заставляли плыть в безо- пасное место или давали еще какое-нибудь задание, успех или провал которого легко измерить.
Таков был план игры. Но воплощение было настоящим раем для энтузиастов. Крэбб, Уолстен и Дьюдек превзо- шли самих себя, чтобы удостовериться: животных во всех трех лабораториях тестировали в одинаковой среде. Они стандартизировали каждый шаг процесса — от условий, в которых животные росли, до проведения теста и исполь- зуемого оборудования. Например, одни мыши родились в лаборатории, а других купили в частном питомнике: первых прокатили в тряском фургоне, чтобы повторить опыт пересылки, который пережили вторые, — на случай, если этот стрессовый фактор имеет значение.
Команда тестировала животных одного возраста
(с точностью до дня), в один и тот же день и час по мест- ному времени. Животных отлучили от матерей в одном и том же возрасте, матерей взвесили в одно и то же время.

 
Г ‰  – ‰  ˆ ‰ ˆ
Они все жили в одинаковых клетках, с опилками одина- кового размера и одной марки, которые меняли в один и тот же день недели. В руки их брали в одно и то же вре- мя, при этом надевались перчатки одной и той же мар- ки. Их кормили одной и той же едой, освещение и темпе- ратура в помещении были одинаковы. А хвосты их всег- да помечали маркером одной фирмы. Даже если Крэбб,
Уолстен и Дьюдек были бы однояйцевыми тройняшками, разлученными при рождении, условия содержания этих мышей вряд ли можно было уравнять больше.
Три генетика создали мир генетически неразличимых мышей, выращенных практически в одинаковой среде.
Если гены всесильны и определяют все, то можно было ожидать одинаковых баллов в тестах как внутри одной лаборатории, так и в разных. Все животные линии X долж- ны были набрать 6 баллов в первом тесте, 12 — во втором,
8 — в третьем и так далее — независимо от лаборатории, в которой их тестировали. Мыши линии Y тоже должны были показать одинаковые результаты, скажем, 9 баллов в первом тесте, 15 — во втором и так далее. Такой резуль- тат стал бы убедительным доказательством, что гены играют решающую роль в поведении... по крайней мере, эти гены... у этих мышей... в этих тестах.
Но это абсурд: никто не стал бы ждать невероятного — в точности одинаковых результатов от каждого животно- го. Скорее ожидались бы близкие показатели: возможно, все животные линии X набрали бы примерно одинако- вые баллы в первом тесте во всех трех лабораториях — для статистики это все равно что равенство. Именно это

 
Г ‰ – Œ – ‰
произошло с некоторыми линиями в некоторых тестах.
В одном тесте (самый впечатляющий пример) око- ло 80% вариативности в данных всех трех лабораторий можно было полностью объяснить генетикой. Но глав- ное, в некоторых тестах результаты никак не подкрепля- ли утверждение, что гены делают мышей такими, какие они есть, — не говоря уже о людях. На самом деле резуль- таты этих тестов были совершенно хаотическими: одна и та же линия разительно отличалась в разных лаборато- риях (хотя результаты внутри лаборатории были в основ- ном однородными).
Просто для иллюстрации масштаба расхождений в циф- рах, полученных в некоторых случаях, возьмем линию с не самым ласковым именем 129 / SvEvTac и тест, в кото- ром измеряется эффект кокаина на уровень активности мыши. В Портленде кокаин повысил активность мышей в среднем на 667 сантиметров движения на 15 минут.
В Олбани активность возросла на 701 см. Неплохо — близ- кий результат. А в Эдмонтоне? Более 5000 сантиметров активности от генетически идентичных мышей в скрупу- лезно выровненных условиях. Это как если бы тройняш- ки соревновались в прыжках с шестом. Они тренирова- лись одинаково, одинаково выспались прошлой ночью, ели одну и ту же еду на завтрак, нижнее белье у них одной марки. Первые двое прыгают на 5,48 и 5,5 метров, а тре- тий улетает в воздух на 35 метров.
Вероятно, для этих различий существует какое-то объ- яснение. Можно было бы выдохнуть с облегчением, например, если бы данные отбирались наугад — если бы


Г ‰  – ‰  ˆ ‰ ˆ
результаты любого из тестов одной линии в одной лабо- ратории настолько разнились от мыши к мыши, что нель- зя было бы выявить никакой закономерности. Тогда можно было бы уверенно сказать, что тесты плохо про- думаны и никуда не годятся, или что протестировали недостаточно животных, чтобы выявить закономерно- сти, или что Крэбб со товарищи ни черта не знали о тай- нах тестирования мышей. Но некоторые результаты, как я заметил, были очень похожими в рамках одного теста, одной линии и одной лаборатории. Эти ребята зна- ли, что делали со своими мышами.
Другая версия: некоторые результаты отличались из-за специфики самих мест. Может быть, мыши в Олба- ни отличались от мышей в двух других лабораториях, потому что их удручала нелепая архитектура Капито- лия штата (в силу ранних влияний среды я, как уроже- нец Нью-Йорка, обязан считать Олбани дырой). Возмож- но, близость к золотым канадским пшеничным полям в Эдмонтоне привела к неким систематическим измене- ниям у этих мышей. Но нет, этого тоже быть не могло, потому что не было обнаружено стабильных расхождений между результатами тестов, которые можно было бы при- писать влиянию какой-либо из лабораторий.
И третье возможное объяснение: вероятно, различия в поведении внутри одной линии мышей лишь вопрос масштаба. Предположим, некая линия мышей показыва- ет нетипично большие показатели поведения X. Может быть, проблема в том, что в первой и второй лаборато- риях они обнаружили намного больше проявлений пове-

 
Г ‰ – Œ – ‰
дения X, чем контрольные группы, а в третьей лаборато- рии — лишь чуть больше. Но нет, данные были гораздо более беспорядочными: в некоторых тестах одна и та же линия в одной лаборатории показала больше поведе- ния X, чем контрольная группа, во второй — столько же, а в третьей — меньше, чем контрольная группа.
Или четвертая возможность: может быть, как предпо- лагают некоторые критики, условия были не так уж иде- ально синхронизированы, как кажется. Группа ученых написала в Science, предположив, что причина в размере и текстуре гранул мышиного корма. Другая группа счи- тала, что ключевой неучтенной переменной был аспи- рант, который следил за тестами в Эдмонтоне: у него была аллергия на мышей, и он носил защитный шлем вроде кос- мического. Они предложили довольно затейливую гипо- тезу о возможных взаимодействиях генетики поведения и ультразвука из воздушного фильтра в шлеме. И выясни- лось, что при всем контроле условий эксперимента вкра- лась критическая ошибка: хвостики мышей помечали маркерами разных цветов — то черным, то красным.
Простите за ехидство, просто меня расстраивает, что исследователи слишком часто держатся за дорогие сердцу предубеждения и закрывают глаза шорами ожи- даний. Когда вышла статья команды Крэбба, ее сопрово- ждал комментарий одного из штатных сотрудников жур- нала под заголовком «Мышиное непостоянство выявля- ет недостатки тестов». В нем автор сетует, как тяжело будет работать с тестами, которые не дают ожидаемого результата.

 
Г ‰  – ‰  ˆ ‰ ˆ
По-моему, здесь все наоборот. Если поведенческие тесты не показывают достоверного генетического эффек- та, ученым не должно первым делом приходить в голову, что нужно изменить тесты. Если факторы среды, настоль- ко неуловимые, что их не смогли учесть в таком дотошном исследовании, могут заметно изменить влияние генетики на поведение, значит, не так уж много этого генетическо- го влияния. Или его вообще нет.
Мораль сей басни в том, что не стоит слишком воо- душевляться по поводу очередного нового генетическо- го компонента поведения, пока эффект не воспроизведут в нескольких независимых лабораториях с широким диа- пазоном тестов — а это делается редко. Обычно проис- ходит так: команда ученых проделывает хитрые молеку- лярные манипуляции с мышами. Они вносят изменения в ген, как-то связанный с мозгом, и ожидают, что после всей этой внушительной работы что-то в животных долж- но поменяться. Их тестируют — и вот чудеса, оказывается, что какой-то поведенческий параметр обнаруживает ста- тистически значимое отклонение от контроля. Ага, влия- ние есть, тут же появляется броская публикация, а когда в следующей лаборатории эффект не воспроизводится, доказательства можно свести к выявлению «недостатков в тестах». Этот сценарий разыгрывался для множества сенсационных генов. Напрашивается вывод, что многие публикации, связывающие группы генов с определенным поведением, запросто могут быть ошибочными.
Не поймите меня неправильно, я совсем не пытаюсь обесценить гены. Генетика оказывает (иногда колоссаль-

 
Г ‰ – Œ – ‰
ное) влияние на нейробиологию, поведение, на все гра- ни биологии. Данные приведенного исследования убе- дительно продемонстрировали это для некоторых линий мышей и для некоторых аспектов поведения. Просто опас- ность завышенных ожиданий подкарауливает даже самых скептически настроенных ученых. И это вовсе не говорит о том, что новый генетический король — голый.
Но посреди нынешнего лихорадочного интереса к генам, особенно среди непрофессионалов, следует пом- нить, что король не так пышно наряжен, как обычно пред- полагается. Окружающая среда, даже незначительные ее детали, все же более чем способна заявлять о себе в биоло- гических взаимодействиях и определять нашу сущность.
П ‡ ‰ Œ  ‰ ¥ ‰ † š ‰ Ÿ ¥ ‰ ‡ ¦ ‡
Развитие мышки Дуги описано в статье: Tang Y., Shimizu E.,
Dube G., Rampon C., Kerchner G., Zhuo M., Liu G., and Tsien J.,
“Genetic enhancement of learning and memory in mice,”
Nature 410 (1999): 63). Статья Крэбба и коллег: Crabbe J.,
Wahlsten D., Dudek B. 1999. “Genetics of mouse behavior: interactions with laboratory environment,” Science 284
(1999): 1670). Комментарий «Мышиное непостоянство выявляет недостатки тестов» М. Энзеринка можно найти в том же выпуске на странице 1599 (Enserink M., Science
284). В статье Крэбба приводятся некоторые порази- тельно кропотливые меры, которые они предприняли, чтобы стандартизировать условия в трех лаборатори- ях. Дополнительная информация приведена на их сайте