Гены решают многое, но не все
Спиральная логика
О наследственности говорят и ученые, и врачи, и обыватели. «Весь в отца!», «Это у нее от твоей матери!» — привычные фразы, которые частенько звучат наряду с расхожим выражением о том, что яблоко от яблони недалеко падает. Интересно, что похвала по поводу унаследованных ценных качеств встречается гораздо реже. Смех смехом, а впечатление такое, что вся наша жизнь заранее предопределена генами. Но что действительно нельзя изменить, а что обусловлено окружающей средой, воспитанием? И есть ли во всем этом место личному выбору?
Природа намудрила
Несмотря на то что генетика — наука молодая, ДНК растений и животных она изучила неплохо. Но по поводу числа генов у Homo sapiens еще до недавнего времени велись споры. Называлась даже совершенно фантастическая цифра — более миллиарда! Правда, когда в 2022 году завершился международный проект «Геном человека», реальные данные оказались существенно ниже. У «венца творения» насчитали около 25 тысяч генов — всего на 5 тысяч «кирпичиков» больше, чем у круглого червя или дрозофилы. Еще более унизительно сравнение с растениями: у риса и кукурузы аж по 50 тысяч генов. Впрочем, может, мы не то считаем? Попробуем зайти с другой стороны. Для начала объясним принцип хранения индивидуальной информации. Все начинается с ядра клетки, будь то клетка печени, крови и так далее. Ядро содержит 23 пары хромосом (полимерных молекул ДНК). В общей сложности у нас с вами по 46 хромосом, из них 22 пары — аутосомы (одинаковые для всех) и одна пара половых хромосом (XY у мужчин и XX у женщин). Каждая хромосома содержит молекулу ДНК — ее изображают в виде многоцветной двойной спирали. Ген — участок ДНК, хранящий данные о каком-то одном наследственном признаке. Информация в гене разбита на составные части — нуклеотиды, которые, как и хромосомы, работают по двое. У человека 3,2 миллиарда пар нуклеотидов. Звучит однозначно солиднее, чем 25 тысяч генов, но смотря с чем сравнивать. Например, геном японского вороньего глаза (Paris japonica) — малюсенького белого цветочка — содержит 150 миллиардов пар нуклеотидов. Как говорится, почувствуйте разницу.
По количеству хромосом мы тоже не рекордсмены. Для сравнения: у шимпанзе и таракана их по 48, у кошки — 60, у собаки — 78, у крабов — 254. Как-то неловко получается. Выходит, цивилизацию построить должны были не мы, а ракообразные? Поразмыслив, эволюционные биологи и генетики пришли к выводу: размер генома (полного комплекса наследственных признаков), в чем бы мы его ни пытались посчитать, никак не связан со сложностью организма. Мы однозначно умнее всех — это факт. Хотя и не вполне понятный.
Пинок эволюции
К началу XXI века ученые определились, что дело не в количестве генов, а в качестве — наборе полезных способностей, которые там зашифрованы. Среди них, кстати, есть и абсолютно уникальные.Осенью прошлого года научный журнал EMBO Reports опубликовал результаты исследований немецких ученых Института молекулярной клеточной биологии и генетики имени Макса Планка. Они нашли отправную точку резкого отрыва рода Люди (на латыни — Homo) от остальных приматов. Но обо всем по порядку.
Мозг человека покрыт слоем серого вещества, которое называется неокортексом — новым мозгом. Он практически неразвит у животных, а вот у людей занимает 96 % поверхности полушарий и отвечает за высшие нервные функции, включая познание, осознанное мышление и речь. Именно его нейроны имел в виду знаменитый детектив Эркюль Пуаро, упоминая маленькие серые клеточки. У наших предков неокортекс имелся, но в том же состоянии, что и у остальных млекопитающих. Однако затем что-то случилось, и у людей он начал стремительно расти. В итоге это сделало их самыми умными. Немецкие генетики утверждают, что произошло это из-за появления гена ARHGAP11B, которого нет больше ни у кого. Его единственная задача — стимулирование развития неокортекса. Как появился этот ген, пока непонятно, тем не менее его «развивающие» свойства научно подтверждены.
Естественно, прямых экспериментов на людях и человекообразных обезьянах никто не проводил — это запрещено. Но внедрение ARHGAP11B в органоиды (отдельные клеточные структуры, с которыми работают ученые в лабораториях) шимпанзе привело к активному формированию новых клеток неокортекса. И наоборот, блокирование гена в органоидах человека уменьшило число клеток неокортекса до того же уровня, что и в мозге шимпанзе. Отличная иллюстрация к утверждению, что «налет цивилизации» — весьма тонкая структура. Выходит, еще и обратимая.
Данное и приобретенное
Ученые нашли и расшифровали гены, связанные с математическими и творческими способностями, высоким интеллектом, достижениями в спорте, агрессией (так называемый ген воина), добротой, тягой к перемене мест (ген путешественника), простудными заболеваниями, депрессией и даже тягой к частой смене партнеров (назовем эту склонность дипломатично) и так далее. Если верить исследованиям, вышедшим за последние 20 лет, вряд ли есть хоть одна черта характера или способность, за которую не отвечал бы какой-то ген. По наследству даже истеричность передается.Между тем психогенетики говорят, что за исключением физических характеристик и болезней, передающихся в некоторых семьях из поколения в поколение, гены обеспечивают именно предрасположенность. Но что делать с ней, зависит лично от каждого. Конечно, удобно все грехи свалить на ДНК. Однако это так не работает. Например, если в семье у всех «кость широкая», можно избежать ожирения за счет правильного питания и физических нагрузок. А если есть спортивный ген, но человек неактивен, никаким чудом Марадона из него не получится. По этой же аналогии наследственно высокий IQ — не гарантия того, что вырастет Эйнштейн, если ребенком не заниматься.
Кстати, американские и швейцарские ученые несколько лет назад провели ряд интересных исследований, развенчавших стереотип о «дурной крови». Дескать, выходец из неблагополучной семьи, будучи усыновлен даже в младенческом возрасте, станет копией биологических родителей. До сих пор это самый распространенный отпугивающий фактор. Так вот, многолетние наблюдения за тысячами приемышей показали, что нет никакой наследственной предрасположенности к асоциальному поведению. Если человек попадает в любящую семью, он вырастает нормальным. Процент криминальных личностей — на уровне статистической погрешности. Мифом является и так называемый ген преступника. На нас очень сильно влияет окружение либо травмирующие события (например, пережитое в детстве насилие). Но это уже не генетика, а психиатрия.
Единственные безусловные наследственные характеристики человека — строение тела и фенотип. Цвет волос, глаз, кожи, черты внешности делают нас частичными (поскольку гены каждый раз смешиваются) копиями родителей, бабушек и дедушек вплоть до далеких предков.
bebenina@sb.by