ДНК. История генетической революции - Джеймс Д. Уотсон

В настоящее время эпигенетика – это захватывающая дисциплина для исследователя. Мы уже давно поняли многие способы включения и отключения генов, однако эпигенетика описывает новый набор этих регуляторных механизмов. Ранее мы видели, что гены включаются или выключаются в ответ на экологические триггеры: присутствие лактозы заставляет бактерии включать гены, которые производят ферменты, расщепляющие лактозу, однако большинство подобных реакций краткосрочны: когда вся лактоза будет израсходована, синтез редуцирующих ее ферментов сразу прекратится. Напротив, эпигенетические механизмы способны вызывать относительно долгосрочные изменения активности генов, которые могут передаваться от одного поколения клеток к другому. Таким образом, знание эпигенетических механизмов будет иметь большое значение для понимания процессов дифференциации тканей в процессе развития: клетки почек, например, экспрессируют определенный набор генов, специфичных именно для клеток почек, которые могут эпигенетически регулироваться так, что новые клетки почек, сформировавшиеся из старых, наследуют от них эпигенетические метки и, следовательно, имеют тот же набор активных генов, что и клетки-предшественники. Биологи, занимающиеся исследованием стволовых клеток, выявляют все больше молекулярных подробностей, описывающих, как из одной оплодотворенной яйцеклетки в процессе развития образуются десятки разных типов клеток, каждая из которых имеет ту же самую ДНК, но экспрессирует специфичные для конкретной ткани гены.

Несомненно, что эпигенетические модификации могут передаваться от одного поколения клеток к другому. Спорным остается вопрос, могут ли эти изменения передаваться от одного поколения животных к другому. В работе этого механизма трудно разобраться, поскольку новая особь развивается из одной оплодотворенной яйцеклетки, которая, выражаясь языком биологии стволовых клеток, должна быть тотипотентной, то есть способной производить любые типы клеток-потомков: клеток мышц, нервов, почек, печени и т. д. Таким образом, яйцеклетка не может иметь эпигенетический профиль, скажем, клетки почки (или любой другой дифференцированной клетки), поэтому существуют предположения о том, что ДНК яйцеклеток и сперматозоидов очищается от эпигенетических меток, в результате чего оплодотворенная яйцеклетка с эпигенетической точки зрения является «чистым листом». Однако результаты некоторых исследований позволяют предположить, что отдельные эпигенетические метки могут сохраниться в процессе эпигенетической очистки сперматозоида/яйцеклетки. Это означает, что детали приобретенного опыта родителей и эпигенетические модификации, полученные в результате этого опыта, могут передаваться потомству.

Вывод о существенном влиянии генетики на наше поведение уже никого не должен удивлять; было бы удивительнее, если бы это было не так. Мы есть порождение эволюции: естественный отбор, несомненно, сильно повлиял на все черты наших предков, благоприятствовавшие выживанию. Человеческая рука с ее чудесным противостоящим большим пальцем – продукт естественного отбора. Следовательно, в прошлом должны были существовать различные формы руки, а естественный отбор способствовал сохранению той формы, которую мы имеем сегодня, путем распространения соответствующих генетических вариантов. Таким образом, эволюция позаботилась, чтобы каждый представитель нашего вида был наделен этим исключительно ценным инструментом.

Поведение тоже очень много значило для выживания человека и, следовательно, строго обусловлено естественным отбором. Предположительно, именно в процессе эволюции сформировалась наша тяга к жирной и сладкой пище. Наши предки всегда недоедали, поэтому склонность при первой возможности употреблять еду, богатую энергией, приносила огромную пользу. Естественный отбор способствовал любым генетическим вариациям, вызывающим любовь к сладкому, поскольку те особи, которым это было свойственно, имели больше шансов на выживание. Сегодня эти же самые гены – бич для любого жителя стран, победивших голод; современный человек борется с лишним весом. То, что помогало нашим предкам, теперь создает нам проблемы.

Мы являемся представителями чрезвычайно общительного вида, поэтому логично предположить, что естественный отбор когда-то благоприятствовал генетическим адаптациям, способствующим социальному взаимодействию. Мало того что жесты вроде улыбки развились в качестве средства, позволяющего сообщить о своем настроении другим членам социума. По-видимому, также существовало сильное избирательное давление в пользу развития психологических адаптаций, позволяющих судить о намерениях других. Социальные группы часто страдают из-за нахлебников; всегда есть люди, которые стремятся извлечь выгоду из членства, не внося свой вклад в обеспечение общего блага. Способность выявлять таких тунеядцев очень важна для успешной совместной деятельности. Хотя современные члены мегаполисов редко собираются группами около одного костра, на котором готовится общий ужин, наша способность просчитывать настроения и мотивы окружающих может являться следствием тех ранних этапов нашего развития как социального вида.

Со времени публикации в 1975 году работы Уилсона «Социобиология: новый синтез» эволюционные подходы к пониманию человеческого поведения тоже изменились, что привело к возникновению современной дисциплины под названием «эволюционная психология». В этой дисциплине ведутся поиски общих знаменателей нашего поведения – черт человеческой природы, характерных для всех нас, начиная от горцев Новой Гвинеи и заканчивая парижанами. Эти черты мы стремимся понять с учетом некоторых прошлых адаптивных преимуществ, обеспечиваемых каждой из них. Некоторые такие корреляции просты и относительно непротиворечивы, например хватательный рефлекс новорожденного, благодаря которому он руками и ногами удерживает тело на весу, предположительно, пришел из тех времен, когда умение цепляться за волосатую мать было важно для выживания младенца.

Тем не менее сфера применения эволюционной психологии не ограничивается такими обыденными навыками. Является ли относительная немногочисленность женщин-математиков во всем мире универсальным фактом культуры или существует вероятность того, что тысячелетняя эволюция приспособила мужской и женский мозг для разных целей? Можем ли мы понять в строго дарвиновских категориях стремление зрелых мужчин вступать в брак с более молодыми женщинами? Учитывая то, что девушка-подросток, вероятно, произведет на свет больше детей, чем тридцатипятилетняя женщина, можно ли считать, что эти мужчины поддаются влиянию эволюционной обусловленности, побуждающей каждого из них приумножить число своих потомков? Аналогично объясняется ли тяга молодых женщин к богатым и зрелым мужчинам тем, что естественный отбор в прошлом действовал в пользу предпочтения наделенного властью мужчины с большим количеством ресурсов? На данный момент обо всем этом мы можем только догадываться. Тем не менее я уверен, что по мере обнаружения все новых поведенческих генов эволюционная психология перейдет со своих нынешних позиций на периферии антропологии в самое сердце этой дисциплины.

Иллюстрация викторианской эпохи: ребенок делает то, что получается у него само собой