Хромосома 11 Индивидуальность 13 страница



Сейчас представление о назначении центров Брока и Вернике у обезьян несколько изменилось. Скорее всего, у обезьян эти центры не были связаны с восприятием и обработкой звуков. Их назначение состояло в восприя­тии и передаче сообщений с помощью мимики и жестов. Именно язык глухонемых был первым языком предков человека. Жестикуляция сопровождалась звуками, кото­рые затем стали основным носителем информации. Это случилось довольно неожиданно в результате мутации в гене FOXP2 на хромосоме 7, которая произошла при­мерно 100 ООО лет назад — время появления на Земле ви­да Homo sapiens (Gentilucci М., Corballis М. С. 2006. From manual gesture to speech: a gradual transition. Neuroscience and Biobehavioral Review. К моменту перевода этой книги статья еще находилась в печати, но препринт доступен на сайте журнала).

Нельзя придумать лучшего подтверждения предполо­жению Уильяма Джеймса, которое он сделал еще в XIX столетии: сложное поведение человека сформировалось в процессе эволюции за счет добавления новых инстинктов, а не за счет вытеснения инстинктов предков благодаря обу­чению. Теория Джеймса нашла подтверждение в конце 80-х годов XX столетия в работах психологов-эволюционистов. Наиболее выдающиеся среди них — антрополог Джон Туби (John Tooby), психолог Леда Космидес (Leda Cosmides) и психолог-лингвист Стивен Пинкер (Steven Pinker). Их идея состояла в следующем: «Основная цель общественно-соци­ологических наук XX столетия заключалась в выявлении фактов влияния социальных условий на наше поведение. Мы хотим перевернуть проблему с головы на ноги и уста­новить, как врожденные социальные инстинкты человека управляли общественно-социальным развитием общества». Например, то, что все люди улыбаются от удовольствия или хмурятся при неприятностях, а также то, что мужчины на­ходят молодых женщин более сексуальными, объясняют на­личием врожденных инстинктов, а не влиянием обществен­ных традиций. Другими примерами инстинктов могут быть романтическая любовь в юности и религиозные верования, присущие всем народам. Согласно теории Туби и Космидес культура является продуктом человеческой психологии, но не наоборот. Было огромной логической ошибкой противо­поставлять обучение инстинктам, так как в основе способ­ности учиться лежат врожденные инстинкты, определяю­щие тенденции выбора не только способа обучения, но и предмета обучения. Например, обезьян (да и людей тоже) гораздо проще научить опасаться змеи и убегать от нее, чем научить их бояться бабочек. Все же для реализации врожденных способностей обучение необходимо. Боязнь змеи — это инстинкт, который реализуется через обучение (Mineka S., Cook М. 1993. Mechanisms involved in the obser­vational conditioning of fear. Journal oj Experimental Psychology, General 1 22: 23-38).

В чем же состояла «эволюционность» идей эволюцион­ных психологов? Они не касались вопросов происхожде­ния инстинктов в результате изменчивости и не рассма­тривали механизмов естественного отбора инстинктов. Эти вопросы, безусловно, важны и интересны, но чрез­вычайно сложно проследить эволюцию мозга человека, поскольку она происходила медленно, не оставляя явных следов в окаменелостях наших предков. Эволюционизм данной группы исследователей концентрировался на тре­тьей парадигме Дарвина — эволюции с целью адаптации к условиям окружающей среды. Чтобы разобраться, как ра­ботает орган, нужно понять «суть» его компонентов. Точно так же мы поступаем, когда хотим понять работу сложного механизма. Стивен Пинкер на лекциях доставал из кармана непонятное устройство и объяснял назначение его отдель­ных элементов, после чего становилось ясно, что устрой­ство предназначено для извлечения косточек из маслин. Леда Космидес с той же целью использовала швейцарский ножик с множеством лезвий и других устройств и на этом примере демонстрировала диалектику связи функций от­дельных элементов с общим назначением предмета иссле­дований, и наоборот. Невозможно разобраться в работе фотоаппарата, если не знать, что он служит для получения изображений на фотопленке путем фокусирования лучей света. Бессмысленно также объяснять устройство объек­тива, не упомянув, что в природе глаз используется почти с той же целью. Линкер и Космидес доказывали, что этот принцип применим и при изучении мозга человека. Ядра мозга, так же как разные лезвия швейцарского ножика, предназначены для выполнения определенных функций. Альтернативная теория, одним из сторонников которой является Хомски (Chomsky), рассматривает мозг как про­стую сеть нейронов и синапсов. Ее усложнение происходит не под контролем генов, а в соответствии с физическими и статистическими законами. Но теории пока не достает четких объяснений того, как хаотические процессы само­развития приводят к образованию сложных структур, наце­ленных на решение строго определенных задач.

По иронии судьбы именно сложность организации жи­вых организмов была аргументом противников теории эво­люции на протяжении первой половины XIX столетия. Так, Уильям Палей (William Paley) говорил: «Если вы найдете ка­мень на земле, то вряд ли зададитесь вопросом, откуда он здесь появился; но если найдете часы, вы будете уверены, что где-то в этих краях живет часовщик. Так и изысканная сложность и функциональность, свойственные всем жи­вым организмам, являются лучшим доказательством суще­ствования Бога». Гениальность Дарвина заключалась в том, что в основном аргументе против эволюции — невероят­ной сложности живых существ — он увидел столь же явное подтверждение эволюционного процесса. Эволюционист и рьяный дарвинист Ричард Докинз (Richard Dawkins) пи­сал: «Слепого часовщика зовут естественный отбор. Шаг за шагом в течение миллионов лет из миллионов разнообраз­ных индивидуумов отбираются наиболее приспособлен­ные особи, что ничуть не хуже объясняет многообразие и сложность современных организмов» (Dawkins R. 1986. The blind watchmaker. Longman, Essex).

Языковой инстинкт, которым все мы наделены, — это как раз пример сложной эволюционной адаптации. Благодаря дару речи наши предки могли предельно ясно и в мельчай­ших подробностях обмениваться информацией, недоступ­ной никаким другим видам животных. Не трудно предста­вить, насколько это было важно и полезно для выживания в африканской саване: «Пройди немного вперед по этому ущелью и поверни налево у большого дерева, там увидишь тушу жирафа, которого мы только что убили. Но будь вни­мательным, у кустов по правую сторону мы заметили спя­щего льва». Два предложения с неоценимой информацией, столь необходимой для выживания того, кто слушает. Два счастливых билета в лотерее естественного отбора, кото­рые будут упущены индивидуумом, не владеющим языком и грамматикой.

Открытие того, что грамматика является врожденным инстинктом человека, было ошеломляющим. У языкового инстинкта есть свой ген, лежащий на хромосоме 7, кото­рый выполняет по крайней мере часть работы по форми­рованию определенных участков мозга зародыша, делая их чувствительными к восприятию и пониманию речи. Но нам до сих пор неизвестно, как этот ген выполняет свою работу. Идея того, что какой-то ген может непосредствен­но влиять на усвоение грамматических правил, многим со­циологам до сих пор кажется вздорной. Несмотря на нали­чие многочисленных экспериментально подтвержденных фактов, они продолжают считать, что ген на хромосоме 7 влияет на речь опосредованно, нарушая слуховые функции мозга. Такое неприятие вполне объяснимо: на протяжении столетия доминировали представления о том, что инстин­кты остались у животных предков, а у людей они вытесне­ны обучением. Представление о том, что обучение — это проявление инстинкта, многих повергает в шок.

В этой главе я познакомил вас с аргументами психологов- эволюционистов — приверженцев новой, бурно развиваю щейся дисциплины, в основе которой лежит анализ эволю­ционной приспособленности мозговых центров с целью изучения общих закономерностей поведения и психики людей. Во многом это перекликается с целями и задачами ученых, занимающихся генетикой поведения (подробно об этих исследованиях мы говорили в главе 6). Существенное различие заключается в подходах к проблеме, из-за чего между представителями этих двух направлений часто воз­никают горячие диспуты. Генетика поведения ищет раз­личия между индивидами, а затем пытается объяснить это различие с точки зрения варьирования генов. Психологи- эволюционисты нацелены на поиск и изучение того, что яв­ляется общим в поведении и психологии и характерно или присуще от рождения всем людям. Всечеловеческая общ­ность этих явлений и закономерностей предполагает от­сутствие какого-либо варьирования на уровне генов. Такое единообразие можно объяснить тем, что естественный от­бор отсеивал любые вариации в генах, контролирующих основы человеческого поведения и способности к обще­нию и обучению. Психологи-эволюционисты утверждали, что даже если генетикам, изучающим поведение людей, удается найти разные варианты одного гена, то это значит, что данный ген — не самый важный у человека. На это гене­тики отвечали, что все известные гены изменяются с неко­торой частотой, поэтому вряд ли психологам когда-нибудь удастся найти такие «важные» гены, которые смогут объяс­нить общечеловеческие закономерности психологии.

Скорее всего, дальнейшие исследования примирят пред­ставителей этих двух направлений, показав, что их противо­речия проистекали от недостатка знаний о работе мозга и генома. Просто одни начали свой путь к истине с изучения генетики базовых общечеловеческих признаков, а другие приступили к изучению индивидуальных различий между людьми. Но общечеловеческие качества оказываются из­менчивыми, если провести сравнение человека с другими животными. Если у всех людей есть языковой инстинкт, хотя способность к языку может варьировать, то у обезьян его просто нет. Несмотря на индивидуальную изменчивость способности к разговорной речи, языковой инстинкт явля­ется характерным общечеловеческим признаком. Даже у больных с речевым дефектом SLI языковые способности не­соизмеримо выше, чем у натренированных шимпанзе и го­рилл, которых ученые пытались обучить речи долгие годы.

 

У далеких от науки людей теории врожденных инстин­ктов и наследуемого поведения человека вызывают скепти­цизм и недоверие. Как может ген, строка «букв», управлять поведением людей? Как можно объяснить связь между бел­ком и способностью человека к изучению грамматических правил? Я согласен, что до сих пор в учении о наследова­нии поведения больше веры, чем научных результатов. Но направление дальнейших исследований уже определено. У генетики поведения много общего с генетикой эмбриональ­ного развития. Скорее всего, каждый мозговой центр раз­вивается под управлением химических веществ, градиенты концентрации которых образуют своеобразную химиче­скую дорожную карту наподобие того, как развиваются все остальные органы эмбриона. Градиенты химических ве­ществ, в свою очередь, являются продуктами метаболизма, т.е. появляются в результате работы определенных генов. Но все еще трудно понять, как гены узнают, где в организме и когда им следует включиться в работу. Управление генами на уровне генома — одна из самых увлекательных областей современной генетики. Подробнее эта тема будет раскры­та, когда речь пойдет о хромосоме 12.

Половые хромосомы Конфликт

Если после прочтения предыдущих глав о генетических основах лингвистики и поведения у вас в душе осталось не­приятное ощущение того, что ваша воля и свобода выбора в действительности подчинены не вам, а наследуемым ин­стинктам, то эта глава еще больше усилит гнетущее ощуще­ние. Открытия, о которых сейчас пойдет речь, были наи­более неожиданными в истории генетики. До сих пор мы представляли, что гены являются всего лишь прописями белков, пассивно транскрибируемых по мере необходимо­сти в те или иные ферменты, или в строительный матери­ал для растущих клеток. Ген представлялся незаметным и услужливым слугой организма, готовым всегда прийти на помощь. Но сейчас вы узнаете совсем о другом положении вещей. Организм — раб генов, безвольная игрушка в их руках для реализации своих эгоистичных и амбициозных планов, а также поле битвы между конкурирующими кланами генов.

За хромосомой 7 по размеру следует хромосома X. От других хромосом ее отличает то, что в клетке нет пары для этой хромосомы. В половине случаев ее партнером высту­пает хромосома Y — маленький хромосомный рудимент. Но от наличия хромосомы Y зависит пол организма. Маленькая половая хромосома заставляет женский эмбрион превра­щаться в мужской у млекопитающих и мух, и наоборот, мужской эмбрион в женский — у бабочек и птиц. У противо­положного пола в клетках всегда две хромосомы X, но и в этом случае нельзя говорить о паре хромосом. В отдельно взятой клетке используется только одна случайно выбран­ная хромосома X, тогда как ее подружка инактивируется и плотно упаковывается в так называемое тельце Барра.

Таким образом, хромосомы X и Y тесно связаны с поло­вой дифференциацией и предопределяют (но не на 100%!) пол индивидуума. Поэтому их называют половыми хромо­сомами. У людей одна из хромосом X всегда приходит от матери. От отца может прийти либо хромосома Y, тогда вы мужчина, либо X — тогда вы женщина. Встречаются исклю­чения, например есть женщины с хромосомами X и Y. Но это исключение подтверждает правило. У таких женщин на хромосоме Y всегда выявлялись серьезные мутации в генах, ответственных за развитие организма по мужскому плану.

Все знают, что такое хромосомы X и Y. По крайней мере о половых хромосомах знают все, кто не прогуливал уроки биологии в школе. Хорошо известно также, что по причи­не отсутствия второй хромосомы X у мужчин такие гене­тические заболевания, как дальтонизм и гемофилия, встре­чаются гораздо чаще, чем у женщин. Эти генетические за­болевания связаны с мутациями в генах на хромосоме X. Как заметил один биолог, у мужчин хромосома X «летит без второго пилота», поэтому мутации, рецессивные у женщин, становятся доминантными у мужчин. Но в последние годы были сделаны открытия, касающиеся половых хромосом, которые потрясли основы биологии, хотя эти открытия остаются пока еще мало известными широкой публике.

Не часто в статьях такого высоконаучного и академи­чески сдержанного издания как Philosophical Transactions of the Royal Society of London (Философские труды Лондонского Королевского общества) встречаются подобные фразы: «Создается впечатление, что хромосома Y млекопитаю­щих возникла в результате непримиримого сражения со своими врагами. Хромосоме Y удалось спастись бегством и спрятаться за счет того, что она стремительно теряла все гены, не связанные с ее основной функцией» (Amos W., Harwood J. L998. Factors affecting levels of genetic diversity in natural populations.Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series В 353:177-186). «Непримиримое сражение», «враг», «спастись бегством»? Вряд ли вы ожидали, что эти термины применимы к молекулам ДНК, тем более в серьез­ном научном издании. Но примерно те же фразы, немно­го более выдержанные в стиле научной терминологии, вы найдете в другой статье, посвященной хромосоме Y и оза­главленной «Внутриклеточная вражда: конфликт на уровне генома, эволюция интерлокальных противоречий (ЭИП) и видоспецифическая Красная Королева» (Rice W. R., Holland В. 1997. The enemies within: intergenomic conflict, interlo- cus contest evolution (ICE), and the intraspecific Red Queen. Behavioral Ecology and Sociobiology 41: 1-10). В статье можно прочитать следующее: «Непреодолимое интерлокальное противоречие между хромосомой Y и остальным геномом привело к постепенному генетическому вырождению по­следней в результате последовательных совместимых с жизнью мутаций. Хромосома Y постепенно теряла свои гены в результате делеций и транслокаций, которые были результатом ЭИП — процесса, лежащего в основе антагони­стической эволюции полов». Даже если все сказанное — для вас китайская грамота, в глаза бросаются ключевые сло­ва «противоречия» и «антагонизм». А еще позже вышел в свет учебник с таким лаконичным, но броским названием: «Эволюция: четыре миллиарда лет войны» (Majerus М. et al. 1996. Evolution: the four ЫШоп year war. Longman, Essex). Что это нашло на ученых, что они заговорили языком падких на сенсации журналистов?

Когда-то в древние времена наши предки перешли от общего для большинства рептилий принципа определе­ния пола зародыша в зависимости от температуры яйца в кладке к более надежному генетическому контролю. Появлению половых хромосом предшествовало появление генов, управляющих половым диморфизмом, — морфоло­гическими отличиями между самцами и самками, делающи­ми их более приспособленными к выполнению своих спе­цифических функций. Так, у млекопитающих появились и закрепились гены, которые превращали женский организм зародыша, заданный по умолчанию, в мужской. У птиц на­оборот, возникли гены, превращающие мужской организм в женский. Половой диморфизм затрагивал многие мор­фологические признаки организмов. Например, развитая мускулатура и агрессивный характер больше способство­вали успеху самцов, тогда как для самок атлетическое сло­жение и тяга к сражениям были лишь бесцельной тратой энергии, которую лучше направить на защиту и воспитание потомства. Таким образом, нашлось довольно много генов, которые были востребованы в организме одного пола, но оказались лишними в организме другого. Их называют по­ловыми антагонистическими генами.

Половые хромосомы возникли в результате мутации, ко­торая нарушила естественный процесс обмена участками парных хромосом. События переноса генов с одной поло­вой хромосомы на другую стали редкими, что позволило каждой из хромосом эволюционировать своим собствен­ным путем. Например, два одинаковых гена, ответствен­ных за метаболизм кальция, оказавшись на разных хромо­сомах, могли продолжить эволюцию в сторону использова­ния кальция для рогов (версия гена на хромосоме Y) или в сторону накопления кальция в молоке (версия гена на хромосоме X). Чем сильнее шла дифференциация генов на половых хромосомах, тем более специализированными и, следовательно, более эффективными становились самцы и самки в популяции. На хромосоме Y накапливались гены, полезные самцам, но бесполезные или вредные для самок, а на хромосоме X шел тот же процесс, но в обратном на­правлении. Половые гены не только распределялись по разным хромосомам, но и вступали в схватку друг с другом. Например, недавно на хромосоме X был обнаружен ген DAX. В редких случаях этот ген удваивается на хромосоме X. В результате организм с хромосомами X и Y оказывает­ся не мужчиной, а женщиной. На хромосоме Y был найден подобный ген SRY, который управляет развитием мужского организма. Один ген SRY справляется с одним геном DAX, но две копии гена DA X побеждают SRY (Swain A. et al. 1998. Daxi antagonises sry action in mammalian sex determination. Nature 391: 761-767).

Из-за этого неожиданного проявления антагонизма мо­жет развиться неприятная ситуация. Разделение имуще­ства ведет к появлению личных интересов и конкуренции. Причем личные интересы отдельных половых хромосом и их взаимный антагонизм могут иметь мало общего с инте­ресами вида в целом. Другими словами, то, что хорошо для хромосомы X, может быть губительно для хромосомы Y, и наоборот.

Предположим, что на хромосоме X появился ген, кото­рый контролирует синтез токсичного белка, убивающего сперматозоиды с хромосомой Y. У мужчины с подобной хромосомой X детей будет не меньше, чем у других мужчин, но рождаться у него будут только девочки. Причем все его дочери будут нести в себе этот ген, тогда как любой другой ген в популяции будет передаваться только половине де­тей. Таким образом, новый ген изначально имеет двойное преимущество в распространении и закреплении в следу­ющих поколениях по сравнению со всеми остальными ге­нами. Стремительное распространение гена прекратится только с вымиранием части популяции, несущей ген, в ко­торой не останется больше мужчин (Hamilton W. D. 1967. Extraordinary sex ratios. Science 156: 477-488).


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 230;