История о потеющих японских солдатах показывает, какое влияние имеет опыт первого года жизни, не связанный с социальным окружением. Вообще-то, такой опыт начинается еще в утробе и у других животных может быть определяющим. Пол некоторых пресмыкающихся и земноводных, например, определяется температурой окружающей среды. У самцов и самок идентичные хромосомы, но способ экспрессии генов, определяющий пол, задается температурой, в которой находятся яйца на втором триместре развития, когда дифференцируются гонады[47]. Когда миссисипский аллигатор откладывает яйца, эмбрионы, развивающиеся при среднем диапазоне температур (32–34 ℃) станут самцами, а развивающиеся при температурах выше или ниже этого диапазона станут самками. Неясно, выбирает ли самка аллигатора место для откладывания яиц таким образом, чтобы определить пол будущего потомства, и способна ли она изменить выбор, чтобы все потомство не стало самками в результате изменения климата.
Аналогичный процесс, когда внешнее физическое окружение влияет на характеристики развивающихся животных, можно обнаружить и у млекопитающих. Это может показаться оправданием астрологии, но существуют свидетельства того, что на развитие некоторых млекопитающих может повлиять месяц рождения. Например, у рожденных осенью американских луговых полевок мех гуще, чем у рожденных весной, даже у потомства одних и тех же родителей. На этот признак не влияет температура окружающей среды: осенью и весной она одинаковая. Густота шерсти определяется изменением длины дня во время беременности матери. Когда луговых полевок выращивают в лаборатории, длину дня можно регулировать с помощью искусственного освещения. Матери, чья беременность (длящаяся двадцать один день) проходила в удлиняющиеся дни, имитировавшие весну, рожали потомство с более тонкой шерстью. Те же матери, скрещенные с теми же самцами и выносившие потомство под искусственно убывающим светом, имитирующим осень, рожали потомство с более густой шерстью[48].
Некоторые эпигенетические исследования содержат соблазнительные намеки на то, что месяц рождения влияет и на людей. Николас Татонетти и его коллеги из Колумбийского университета проанализировали огромный массив данных – медицинские записи более 1,7 млн человек, прошедших лечение в медицинском центре Колумбийского университета и родившихся между 1900 и 2000 годами. Ученые искали статистически значимые связи между месяцем рождения пациента и 1688 различными заболеваниями широкого спектра, от инфекций среднего уха до шизофрении. Из этих 1688 заболеваний месяц рождения значимо влияет лишь на 55, включая острый бронхит, который чаще встречается у родившихся осенью, и стенокардию (боль в груди), чаще встречающуюся у родившихся ранней весной (рис. 3)[49].
Примечательны методы этого исследования. Во-первых, ученые не выбирали, какие заболевания рассматривать (что могло бы привести к предвзятости – склонности отмечать положительную корреляцию и игнорировать ее отсутствие). Во-вторых, выборка пациентов в базе данных была весьма разнообразной в отношении происхождения и социального класса, так что статистика относилась не только к состоятельным белым, которые, как исторически сложилось, обычно превалировали в такого рода биометрических исследованиях. Однако есть и существенные ограничения. Самое очевидное в том, что все пациенты жили в Нью-Йорке и окрестностях, с присущими этой местности временами года, питанием, погодой, загрязнениями и т. д.
Что еще важнее, месяц рождения может влиять как на пренатальное развитие, так и постнатальное. Например, матери детей, родившихся в конце весны, находились на последних стадиях беременности зимой и весной, когда получали меньше всего витамина D, вырабатываемого солнечным светом. Низкое содержание витамина D у матери считается фактором риска для определенных аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит и системная красная волчанка[50]. Дети, рожденные летом и осенью, появляются на свет в разгар сезона пылевых клещей, именно это, как предполагается, стоит за их более высокой заболеваемостью астмой и ринитом во взрослом возрасте.
И разумеется, частота некоторых инфекционных болезней, таких как грипп, зависит от времени года.
Вдобавок к физическим эффектам, месяц рождения имеет также и социальные последствия, поскольку от него зависит возраст поступления в школу. Если в школу принимают детей, родившихся до 1 октября, то дети, родившиеся в октябре и ноябре, будут самыми старшими в классе, а родившиеся в августе и сентябре – самыми младшими. Дети постарше в школе имеют преимущество в занятиях спортом. Это также может повлиять на состояние здоровья, поскольку занимающиеся спортом школьники обычно получают больше травм. Дети, которые младше одноклассников, чаще подвергаются травле в школе, и это в дальнейшем влияет на их неврологическое развитие.
Для изучения возможного влияния возраста относительно сверстников Татонетти вместе с международной командой ученых собрал медицинские данные 10,5 млн пациентов в шести локациях и трех странах (Тайване, Южной Корее и США), находящихся на разной широте (а значит, имеющих разные времена года), с разной погодой, традициями и датой поступления в школу. Ученые вычислили заболеваемость по 133 болезням, выбранным таким образом, чтобы в каждой из шести локаций была как минимум 1000 пациентов с этой болезнью. Как выяснилось, из 133 болезней лишь одна имела позитивную корреляцию с относительным возрастом сверстников – синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ). У детей, которые младше одноклассников в школе, риск заболеваемости возрастает на 18 %[51]. Почему? Мы не знаем. Возможно, травля – это фактор риска для СДВГ. А может, причина другая, социальная или биологическая. Такая неопределенность показывает неотъемлемые ограничения: как бы тщательно ни планировались эпидемиологические исследования, они не могут выявить причину, они лишь показывают нам интересные и полезные направления исследований. Чтобы двигаться дальше, нужно проводить эксперименты.
Пандемия гриппа в 1918 году была самым смертоносным массовым инфекционным заболеванием в современной истории. Штамм гриппа H1N1 сначала появился у птиц, затем перешел к свиньям, а потом к человеку. Первые случаи были отмечены весной 1918 года в Форт-Райли, большой военной базе в Канзасе. Вирус распространился по США на восток, сея смерть и панику, после чего перекинулся через Атлантику в Европу, а затем и в Азию, в последние месяцы Первой мировой войны. В воюющих странах с обеих сторон фронта была введена строгая цензура печати, поэтому сообщения о пандемии особо не распространялись. В нейтральной Испании таких ограничений не было, и местные газеты писали о ней. Вот почему штамм 1918 года получил название “испанка”, хотя, вероятно, появился в Северной Америке[52].
Пандемия 1918 года была необычной: смертность была очень высокой, часто из-за вторичной бактериальной инфекции вроде пневмонии, и этот грипп был почти фатальным для людей в расцвете лет (люди старше 40, вероятно, получили некоторый иммунитет, переболев более мягким родственным штаммом, появившимся в 1889 году). Заразилась примерно треть населения всего мира, и более 50 млн человек умерли, включая 675 000 в США. Для сравнения: от гриппа погибло больше американских солдат, чем в сражениях Первой мировой войны. В 1918 году грипп за 24 недели убил в США больше людей, чем ВИЧ за свои первые 24 года[53].
В разгар пандемии гриппа в 1918 году многие женщины были беременны, и около трети из них заразились, но выжили и в 1919 году родили детей. Эхо пандемии можно было увидеть и на их детях. Калеб Финч из Университета Южной Калифорнии изучил медицинские записи солдат, попавших в армию в 1941 и 1942 годах, во время Второй мировой войны. В том числе 2,7 млн человек, родившихся между 1915 и 1922 годами. Ученые обнаружили, что люди, чьи матери носили их во время пандемии гриппа 1918 года, в среднем на миллиметр ниже товарищей, родившихся чуть раньше начала эпидемии или зачатых чуть позже ее конца[54]. Миллиметр роста кажется мелочью, но на такой массивной выборке статистически значим.
Рост – всего лишь верхушка айсберга. Дети, родившиеся в 1919 году, чаще страдали сердечно-сосудистыми заболеваниями (примерно на 20 %), чуть хуже выполняли стандартные когнитивные тесты и даже меньше зарабатывали. Пожалуй, самое поразительное, что заболеваемость шизофренией в этой выборке возросла с 1 до 4 %. Последующие исследования других популяций детей, чьи матери перенесли инфекционные заболевания во время беременности, подтвердили похожий рост заболеваемости шизофренией[55] и расширили результаты, выявив также более высокий процент расстройств аутистического спектра[56].
Есть как минимум два потенциальных объяснения этих данных. Одна гипотеза заключается в том, что варианты генов, позволяющие матери (или эмбриону) пережить инфекцию гриппа, имеют побочные эффекты, включая уменьшение роста и бо́льшую предрасположенность к сердечным заболеваниям, шизофрении и аутизму. Другая гипотеза состоит в том, что, как мы знаем, вирусная инфекция активирует иммунную систему, и борющиеся с вирусом клетки иммунной системы в крови матери или химические сигналы, которые они посылают, пересекают плацентарный барьер, попадают в пуповину и влияют на развитие мозга и других органов плода.
Глория Чой из MIT и Цзюнь Ху из Гарвардской медицинской школы – блестящая пара молодых талантливых ученых. Он – иммунолог, она – нейробиолог. По вечерам, уложив детей в постель и помыв посуду после ужина, они иногда разговаривают о работе. Чой и Ху читали в научной литературе, что аутизм чаще возникает у тех детей, чьи матери перенесли во время беременности вирусную инфекцию. А также они читали отчет из лаборатории Пола Паттерсона в Калифорнийском технологическом институте, показывающий, что материнская инфекция у мышей тоже способна приводить к похожему на аутизм поведению, но этот процесс можно заблокировать, вмешавшись в деятельность сигнальной молекулы матери