В каждом из этих примеров видны логика и красота, которые вряд ли можно значительно улучшить силами инженеров. А теперь – два факта относительно генной регуляции, которые принципиально меняют взгляд на гены. Во-первых, по последним прикидкам, в клетках 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, эволюции и поведения, важно учитывать генетическое разнообразие индивидов. Я имею в виду, что последовательность ДНК, кодирующая каждый конкретный ген, часто различается у двух произвольно взятых людей и белки – продукты данного гена – работают у этих людей с разной эффективностью. В этом суть естественного отбора: какой самый адаптивный вариант какого-то (генетически обусловленного) признака? Поскольку эволюционные изменения происходят на уровне ДНК, «выживание сильнейших» на самом деле означает «воспроизводство тех, чьи последовательности ДНК кодируют самый адаптивный набор белков». А поразительный второй факт состоит в том, что, если изучить разнообразие в последовательностях ДНК у разных индивидов, некодирующие участки ДНК окажутся намного более разнообразными, чем участки, кодирующие гены. Да, значительную долю разнообразия некодирующей ДНК можно отнести к мусорной, упаковочной ДНК, последовательность которой может меняться с течением времени, потому что эта ДНК ничего особенного не делает. В конце концов, две скрипки должны выглядеть примерно одинаково, даже если одна – Страдивари, а другая – Гварнери, а упаковочным материалом для них могут послужить хоть газеты, хоть пенопласт, хоть пузырчатая пленка. Но, по-видимому, в регуляторных участках ДНК тоже обнаруживается 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 разумно думать что-то вроде «гены могут быть удобными инструментами для влияния факторов среды на поведение». И этот второй факт, касающийся разнообразия некодирующих участков, означает, что фраза «эволюция – это в первую очередь естественный отбор различных комбинаций 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 разложить средовые и генетические факторы на две аккуратные кучки. И это правильно. Конечно, некоторые аспекты поведения находятся под строгим генетическим контролем. Некоторые аспекты поведения млекопитающих тоже явно регулируются генами. Яркий пример – два близких вида полевых мышей: одни моногамны, а другие полигамны. Эти различия обусловлены молекулой-рецептором к одному из гормонов полового поведения, которая находится в клетках определенной части мозга. У моногамных самцов полевок есть этот рецептор, а у полигамных – нет. Каким-то хитроумным способом ученые вызвали экспрессию этого рецептора у полигамных самцов, и самцы стали моногамными (непонятно только, считать ли обращение самцов в моногамию генной «терапией»).
Такие случаи, когда отдельные гены действительно 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 особого разнообразия. Все скрипки должны быть устроены примерно одинаковым образом, чтобы звучать, а все самцы приматов должны выполнять генетически заданную последовательность движений таза примерно одинаковым образом, если они хотят успешно размножаться. (Ага. Я только что сравнил скрипки с движением таза приматов. Еще одна причина, по которой стоило бы ввести в программы естественно-научного образования немножко филологии.) Но когда дело доходит до ухаживаний, эмоций, творчества или психических заболеваний – именно тесное переплетение биологических и средовых составляющих факторов опровергает представление, что кому-то нужно уйти, и это будут не гены.
Возможно, лучшим завершением будет еще один, особенно яркий пример того, как особи с одинаковыми генами могут вести себя совсем по-разному. Я не уверен, что стоит раскрывать эти данные – исследование провели совсем недавно, и результаты еще не опубликовали. Но ладно, это так интересно, что я не могу это не упомянуть. 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 матери. И получите – бомба! Мать Долли голосовала за тори, ее любимый член королевской семьи – королева-мать, больше всего ее беспокоило коровье бешенство («хорошо ли это для овец?»), она любила смотреть оперы Гилберта и Салливана и поддерживала слоган «Поведение? Все от природы». А что же Долли? Голосовала за «зеленых», 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.
Долли, к сожалению, умерла в 2003 году в возрасте семи лет – очень молодом для овцы. Похоже, она страдала синдромом раннего старения – «овца в ягнячьей шкуре», как написали в одном точном и пронзительном заголовке. Причины этого до сих пор не полностью понятны, но, возможно, это связано с тем, что ее ДНК была уже изношена. Концы ДНК, составляющие хромосомы, называются теломерами. С каждым циклом деления клеток теломеры чуть укорачиваются, и, когда они становятся короче определенной величины, клетки перестают делиться. Вполне возможно, что в начале жизни Долли теломерные «часы» во всех клетках ее тела уже «дотикали» до возраста ее матери. Она страдала множеством болезней, и ее усыпили. Ее ранняя кончина служит предупреждением для поборников клонирования.
Множество базовых учебников описывают, как устроены гены и как они работают. Один из классических текстов: Darnell J., Lodish H., and Baltimore D., Molecular Cell Biology (New York: Sicentific American books, 1990)
Для информации о наследовании шизофрении и большой депрессии примерно в 50 % случаях: Barondes S., The Mood Genes: Hunting for Origins of Mania and Depression (New York: Oxford University Press, 1999).
Обзор данных о мухах дрозофилах и генах сексуальной ориентации: Baker B., Taylor B., Hall J., “Are complex behaviors specified by dedicated regulatory genes? Reasoning from Drosophila”, Cell 105 (2001): 13. Исследование, в котором 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, 3rd 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).
Генетический ажиотаж
Ввоздухе пахнет весной, приближается новый модный сезон, и опять все только и говорят о генах. Отличный пример – недавний отчет группы ученых из Принстона 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 дополнительную копию определенного гена. Эти нейроны вырабатывали аномально большие объемы белка, кодируемого этим геном: белок был частью рецептора к нейротрансмиттеру, играющему ключевую роль в научении и памяти. И, что удивительно, животные намного опередили обычных лабораторных мышей в ряде тестов на память. Похоже, что эти мыши были «спроектированы» на генетическом уровне так, чтобы проявлять выдающийся ум.
Это было прекрасное научное исследование: важная тема, передовые технологии, аккуратное протоколирование. И вдобавок хитрый маркетинговый трюк: ученые назвали мышь Дуги – в честь сериального вундеркинда Дуги Хаузера, который был таким одаренным, что окончил медучилище в 14 лет.
В прессе поднялась невероятная буря. Редакторы, которые израсходовали все каламбуры на клонированную овечку Долли, ломали головы, как придумать для Дуги броский заголовок. Эксперты разражались программными статьями о том, стоит ли родителям стремиться, чтобы 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 дальше разливаться соловьем о мышке Дуги. Я хочу переключить внимание на другую статью о генах и поведении, которая вышла примерно в то же время в таком же престижном журнале Science. Эту статью пресса обошла вниманием, а те, кто заметил, истолковали неверно: комментарии о ней были совсем не по делу.
Гены, безусловно, связаны с поведением. Гены определяют ваш интеллект и личностные черты, а некоторые генетические особенности приводят к преступности, алкоголизму и склонности терять ключи от машины. Надеюсь, прочтя три главы этой книги, вы уже знаете, что это полная чушь, средневековый генетический детерминизм. Гены не обуславливают поведение. Иногда они на него влияют.