Кто мы такие? Гены, наше тело, общество

Введение

Мы знаем, как чинить поломавшуюся машину: мы не зовем экзорциста, чтобы он прочитал заклинание над двигателем. Мы находим специалиста, который может этот двигатель разобрать, найти неисправную деталь, починить или заменить ее и собрать все обратно.

Когда совершается преступление, а виновник неизвестен, мы знаем, как выяснить, что произошло. Мы не хватаем подозреваемого и не сжигаем его на костре, чтобы, если он сгорит дотла, счесть это доказательством его вины. Мы рассматриваем таинственное происшествие последовательно, находим свидетеля шагов А, Б и В и другого, который видел Д и Е, и так далее, чтобы сложить из частей полную картину.

Точно так же мы знаем, что делать, если неисправность возникла в теле: мы не приносим в жертву козла, чтобы задобрить дух родственника, умершего до того, как мы успели вернуть ему долг. Мы зовем эксперта, чтобы он разобрался в болезни, а тот находит крошечную деталь, от которой идут все проблемы, например бактерию или вирус, и все исправляет.

Подход к решению больших проблем по принципу «найти неисправную детальку и починить» называется редукционизмом: если вы хотите понять сложную систему, разберите ее на составные части. Редукционистское мышление веками преобладало в западной науке, оно помогло вытащить Запад из трясины Средневековья.

Редукционизм – отличная штука. Я рос в начале эры Джонаса Солка[1] и страшно рад, что мне достался прекрасный продукт редукционистской науки – его вакцина (а может, это был Сэйбин[2] – не будем даже влезать в это), иначе моему педиатру пришлось бы укрощать демона полиомиелита заговорами и амулетами с козлиными внутренностями. Редукционистский подход в медицине дал нам вакцины; лекарства, останавливающие конкретный шаг воспроизведения вируса; определил, в каких частях организма кроются разные болезни. Средняя продолжительность жизни человека благодаря редукционизму за прошедший век намного увеличилась.

Так что если вы хотите разобраться в том, кто мы такие с точки зрения биологии и нашего нормального и ненормального поведения, редукционистский подход дает ясный план действий. Понять индивидов, составляющих общество. Понять органы, из которых состоят эти индивиды. Понять клетки, составляющие эти органы. И в самом низу, в основании всего сооружения, – понять гены, командующие клеткам, что делать. Этот подход повлек за собой вакханалию редукционистского оптимизма и породил самый дорогой исследовательский проект в истории биологических наук – секвенирование генома человека.

Выходит, что гены – это фундаментальные редукционистские кирпичики биологии, в том числе биологии поведения. Что означает для большинства людей фраза «Поведение “заложено в генах”»?

Что поведение врожденно, инстинктивно.

Что поведение предопределено, неважно, что вы будете делать.

Что (если вы действуете в сфере общественной политики) не стоит тратить ресурсы в попытках предупредить это поведение – оно неизбежно.

Что (если ваши представления об эволюции слегка устарели) поведение каким-то образом адаптивно, есть причина, по которой оно на самом деле полезно и хорошо, оно отражает некую мудрость природы – все так и должно быть.

Первая треть этой книги рассматривает, как гены связаны с поведением, с тем, кто мы есть. И вы уже можете догадаться, к чему я клоню – к опровержению идей, которые только что привел: я хочу показать, как часто гены почти никак не влияют на нашу биологию.

В первом эссе я обращаюсь к тому, как гены связаны с одним из самых важных для нашего многострадального мира вопросов, – объясняя, кто попадает в спецвыпуск журнала People о 50 самых красивых людях мира. Как мы увидим, в этой сфере катастрофически не хватает исследований. Я буду считать, что книга выполнила свое предназначение, если первое эссе вдохновит хотя бы одного молодого ученого заняться этой обескураживающей темой.

Второе эссе, «Ген просто так», знакомит читателя с тем, что, собственно, гены делают. Как мы увидим, нельзя понять функции генов, не выяснив, как окружающая среда регулирует эти гены. Третье эссе, «Генетический ажиотаж», обращается к другому аспекту. Одна из важнейших идей во всей биологии состоит в том, что невозможно установить, что является результатом активности определенного гена, а что – определенных условий среды. Можно рассматривать лишь взаимодействие этого гена с этими условиями. Взаимодействия «ген/среда» настолько важны, что вас не научат «секретному рукопожатию» биологов, пока вы не будете использовать эти слова в разговоре хотя бы один раз в день. И, как и любое универсальное и фундаментальное понятие, его забывают учесть в самых разных ситуациях. Третье эссе пытается этому противодействовать, приводя обзор исследования, в котором показано, что едва различимые изменения условий могут полностью изменить влияние генов на поведение. Пятое эссе, «О мышах и людских генах», рассматривает взаимодействия «ген/среда» в жизни эмбрионов и новорожденных и то, как эти взаимодействия отражаются на поведении взрослых, в том числе людей.

Посреди всего этого генного безобразия четвертое эссе, «Генетическая война мужчин и женщин», рассматривает область, в которой гены значительно влияют на развитие мозга, тела и поведения. Основная мысль здесь в том, что эти гены – одни из самых загадочных среди известных нам, они нарушают все свято чтимые догмы генетики. И что самое удивительное, в существовании этих генов обнаруживается смысл, как только мы начинаем понимать, что в процессе эволюции шла генетическая война между самками и самцами, в том числе между человеческими особями противоположных полов. Предупреждение: это эссе – не лучший выбор для чтения в первую брачную ночь.

И наконец, шестое эссе, «Глиняные рога», возвращает нас к причудам отношений между полами. У видов, в которых самки и самцы после совокупления разбредаются в разные стороны, все, что самка получает от самца, – это гены его спермы. Это эссе показывает, что во многих таких видах самцы развили техники саморекламы: какие из них выйдут отличные партнеры, какие у них потрясающие гены. А самки развили способы определять, не врут ли парни. Как мы увидим, в процессе этих межполовых битв за правду в рекламе генам придается большее значение, чем они имеют на самом деле.

Природа или воспитание? «50 самых красивых людей мира» оценивают источник своей привлекательности

Яученый, я провожу кучу важных исследований, я занят, очень занят. Все эти полуночные эксперименты в лаборатории, все эти «эврики» почти не оставляют мне времени на чтение журналов. Тем не менее я оторвался от всех своих занятий, чтобы внимательно изучить номер журнала People от 10 мая 1999 года – специальный двойной выпуск «50 самых красивых людей мира». Это было потрясающе. Вдобавок к полноцветным разворотам и полезным советам по уходу за собой редакторы People обратились к одному из самых насущных вопросов нашего времени. «Природа или воспитание? – спрашивают они на первой странице, подразумевая: “Что позволило вам попасть в наш спецвыпуск?”» Когда дело касается красоты, можно спорить бесконечно» (People Magazine, 1999, 51, 81). Что еще лучше, в очерках о каждом из 50 приводятся рассуждения избранников или их окружения (партнера, мамы, парикмахера…) о том, гены или воспитание привели их к славе.

Вряд ли стоит удивляться разбросу ответов в группе, куда входят и семнадцатилетняя певица по имени Бритни Спирс, и Том Брокау[3]. Но что было удивительно и, честно говоря, слегка разочаровало автора данного репортажа – наши «50 самых красивых» и их близкие придерживаются весьма радикальных взглядов по вопросу природы/воспитания.

Рассмотрим сначала крайних энвайронменталистов, которые отрицают представление о биологической предопределенности чего бы то ни было и считают, наоборот, что все вокруг бесконечно податливо при правильном внешнем вмешательстве. В их рядах Бен Аффлек, всего несколько лет назад пришедший в мир кино: он рассуждает о том, как ему помогли упражнения со штангой и коронки на зубах. «Господи, да ты прямо кинозвезда!» – по слухам, воскликнул один из наставников Бена, увидев его новые зубы (People Magazine, 1999, 51, 105). Видимо, господин Аффлек – последователь Джона Уотсона, известного бихевиористским/энвайронменталистским кредо: «Дайте мне ребенка и позвольте полностью контролировать среду, в которой он растет, – и я превращу его во что угодно». Неясно, предполагает ли главенство среды по Уотсону превращение людей в «50 самых красивых» при помощи косметической стоматологии, но факел, похоже, перешел к юному господину Аффлеку. Таким образом, неудивительно, что нашумевший роман господина Аффлека с Гвинет Пэлтроу, сторонницей генетического детерминизма (см. ниже), продлился так недолго.

Некая Дженна Элфман (оказавшаяся успешной телезвездой) также считает окружающую среду определяющим фактором: она говорит, что своей красотой обязана тому, что выпивает по три литра воды в день, питается по книге, которая прописывает диету согласно группе крови, и фанатично увлажняет кожу кремом стоимостью $1000 за полкило. Тем не менее даже новичок в исследованиях анатомии и биологии развития человека сможет легко заметить, что никакие дозы этого крема не помогут войти в список People Уолтеру Маттау или, скажем, мне.

Затем мы видим Жаклин Смит: на этом этапе ее жизни People в основном ахает, как же она до сих пор похожа на Ангела Чарли, которого когда-то играла, и объясняет, что ее красота сохранилась благодаря здоровому образу жизни – никаких сигарет, алкоголя и наркотиков. Звучит разумно, пока не становится понятно, что здорового образа жизни явно недостаточно: в списке 50 нет ни одного амиша, а они отличаются таким же аскетизмом. Близкий друг госпожи Смит возразил, что ее красота поддерживается свойственным ей «чувством юмора, честностью и непритязательностью» (People Magazine, 1999, 51, 98), что привело автора репортажа в растерянность: считать это природой или воспитанием?

Вероятно, самую радикальную позицию в этой группе занимает актриса Сандра Баллок: она заявляет, что ее красота лишь «пыль в глаза» (People Magazine, 1999, 51, 81): это роднит ее с лысенковщиной советских экспериментов над пшеницей в 1930-х. Достаточно посмотреть на работы Баллок, – к примеру, сцену, где она впервые берется за руль автобуса в «Скорости», – чтобы увидеть проявления этого радикализма и в ее творчестве.

Разумеется, столь же крайние взгляды встречаются и у противоположной стороны, генетических детерминистов среди Самых Красивых. Пожалуй, самый дерзкий их представитель – Джош Бролин, актер, заявление которого показалось бы провокационным сторонникам умеренных взглядов, но могло бы стать манифестом на баррикадах его войска – «Хорошие гены достались мне от отца» (People Magazine, 1999, 51, 171). Схожие чувства выразил дед вышеупомянутой Пэлтроу – «Она была красавицей с рождения» (People Magazine, 1999, 51, 169). О, юные Бролин и Пэлтроу, мог бы возразить противник из стана окружающей среды, но что, если ваша генетическая судьба столкнулась бы в пути со старой доброй оспой или рахитом… Какой журнал бы украшали вы теперь?

Воплощение программы «врожденности», где генетика задает траекторию, неподвластную влияниям окружающей среды, дает сбой в случае телеведущей Мередит Виейра. Для начала нам сообщают о разнообразных несчастьях, постигших ее: низкопробном макияже, необдуманном и неудачном обесцвечивании волос… И все же – и все же это неважно, в любых обстоятельствах она прекрасна – благодаря «потрясающим генам» (People Magazine, 1999, 51, 158). Что до меня, я просто теряю дар речи от смелости этого анализа.

Наконец, обратимся к Андреа Казираги из семьи Гримальди, князей Монако, внуку Грейс Келли. Среди восхвалений его прекрасного телосложения и классической лепки скул выплывает слово «чистокровный». Чистокровный. О, неужели его сторонники вскоре будут ратовать за программы евгеники, омрачавшие наше прошлое? Читатель листает страницы в поисках золотой середины, междисциплинарного синтетического взгляда при оценке вклада природы и воспитания. Вспыхивает надежда: семнадцатилетняя Джессика Бил, актриса, разумно полагает, что своей знаменитой кожей она обязана происхождению от индейцев чокто плюс регулярным процедурам для лица с маслом Olay.

И наконец, мы встречаем одного из избранников, в чьем лагере соединились самые современные, комплексные и целостные представления о загадке природы/воспитания, а именно представление, что гены и среда взаимодействуют. Рассмотрим певицу по имени Моника, которая, несмотря на отсутствие фамилии, не только одна из 50 самых красивых, но и одна из самых важных благодаря альбому «The boy is mine» (работа, неизвестная автору этого репортажа, чье знакомство с популярной культурой закончилось примерно на Дженис Джоплин). Сначала нам сообщают о ее удивительном искусстве макияжа и его роли в том, что Монику приняли в заветный список 50-ти. На первый взгляд это больше похоже на агитпроп за среду. Но затем возникает вопрос: а откуда у нее этот косметический дар? Ее мать дает ответ: у Моники «это врожденное» (People Magazine, 1999, 51, 146).

От этой пронзительной мудрости захватывает дыхание: гены влияют на то, как человек взаимодействует со средой. Жаль, что таким же образом не могут думать люди, которые выясняют, как гены связаны, например, с интеллектом, или насилием, или злоупотреблением алкоголем и наркотиками.

В конце каждой главы я буду вводить читателя в курс последних новостей на тему, давать справки по содержанию и ссылки на дополнительную литературу.

Эта статья, естественно, ужасно устарела, как происходит (и должно происходить) с любым подобным исследовательским обзором журнала People. С тех пор судьбы 50 избранников изменились. Госпожа Элфман, как я смутно припоминаю, снялась в множестве провальных фильмов. Господин Аффлек тем временем сумел урвать по меньшей мере два пятнадцатиминутных эпизода славы в качестве половины самой ослепительной и важной пары мира, такой важной, что для нее даже придумали новое слово[4]. К сожалению (и это отражает закат его славы), сегодняшние (10 июня 2004 года) новости муссируют открытие, что Джей Ло – по крайней мере на этой неделе – замужем за кем-то еще. А госпожа Спирс, которую еще несколько лет назад нужно было представлять как «певицу», больше не нуждается в представлении для большинства читателей, но как раз в тот момент ее карьеры, когда большинство наставников, надо полагать, убеждали ее, что пришло время отшлифовать имидж и отправиться в суданский лагерь для беженцев в качестве спецпосла ООН, она, напротив, являет собой лучшее учебное пособие для нейробиологов, демонстрируя, что лобные доли мозга полностью развиваются только к тридцати годам. Что происходит с большинством остальных из легиона избранников, я не представляю, поскольку с самого начала не имел понятия, кто они такие.

Лысенковщина (на случай, если читатель не специализировался на категории «Постыдные страницы истории науки» в «Своей игре») – это движение, которое несколько десятков лет господствовало в советской генетике. Названо оно в честь генетика-маргинала Лысенко. С точки зрения его сторонников, окружающая среда является определяющим фактором, организмы могут наследовать приобретенные черты (например, если вы белый, постарайтесь как следует загореть в тропиках – и у вас родятся дети с такой же темной кожей). Эти взгляды соответствовали советскому оптимизму в отношении окружающей среды, но не имели под собой ни капли научного обоснования: их опровергли еще до Дарвина. Это не помешало Лысенко приобрести огромное влияние на Сталина и сельскохозяйственное планирование. Нелепый эпизод в науке, над которым стоило бы лишь недоуменно покачать головой, если бы лысенковщина не привела к голодной смерти множество советских граждан.

Дополнительная литература: конечно, указанный выше выпуск журнала People и, раз уж на то пошло, полное собрание журналов People. А лучшее чтение о научной подоплеке этого вопроса – книга Мэтта Ридли «Природа через воспитание: Опыт генов, и что делает нас людьми» («Nature via Nurture: Genes Experience & What Makes Us Human»).

Ген просто так

Помните овечку Долли, первое млекопитающее, клонированное из клеток взрослой особи в 1996 году? Она была прекрасна, поистине вдохновляющий образ. Она выдерживала бесконечные официальные приемы в Белом доме с неизменным радушием и изяществом. Потом было триумфальное шествие по Бродвею, которое завоевало сердца самых черствых ньюйоркцев. Ее фотографии в вездесущей рекламе джинсов Guess? (Джинсы, гены – улавливаете?[5] Эти рекламщики иногда зажигают.) Катание на роликах в Диснейленде с актерами сериала «Друзья». Во всем этом медиацирке она вела себя с достоинством, терпением, спокойствием, являя собой пример того, что мы ищем в знаменитости и образце для подражания.

Но, несмотря на ее очарование, люди говорили о Долли гадости. Главы государств, религиозные лидеры, авторы передовиц вскоре после ее дебюта из кожи вон лезли, чтобы обозвать ее искажением природы, оскорблением священного биологического чуда воспроизводства, чем-то, что нельзя и близко помыслить в применении к человеку.

Отчего все так разволновались? В голову приходит несколько объяснений: а) всех смутила связь овечки Долли с Долли Партон[6], хотя никто не мог уловить почему; б) раз технология клонирования, создавшая Долли, могла распространиться и на человека, то, возможно, нас ждут стада чьих-то клонов, которые будут бродить повсюду – и печень у них у всех будет работать совершенно одинаково; в) благодаря этой технологии мы в конце концов получим кучу клонов, у которых будет одинаковый мозг.

Первые две перспективы, конечно, не очень приятные. Но тревоги, которые вызвала Долли, главным образом касались и касаются третьей возможности. Тот же мозг, те же нейроны, те же гены, управляющие этими нейронами, одно сознание на множество тел, единый разум, армия ксерокопий одной души.

На самом деле о том, что так не выйдет, известно с тех пор, как ученые взялись за однояйцевых близнецов. Они, по сути, генетические клоны, такие же, как Долли и ее мать (как ее звали? почему пресса обходит ее вниманием?), от которой взяли изначальную клетку. Все эти захватывающие истории об однояйцевых близнецах, разлученных при рождении, у которых обнаруживается столько общего, – например, оба они спускают воду в туалете перед тем, как им воспользоваться, – не значат, что у близнецов сливается сознание, что они ведут себя одинаково. Важный пример: если у одного из близнецов шизофрения, то у другого, с тем же «геном (генами) шизофрении», она может быть лишь с вероятностью около 50 %. Похожие результаты показал удивительный эксперимент Дэна Вайнбергера из Национального института психического здоровья. Задайте однояйцевым близнецам головоломку – и решения их будут, возможно, более схожи, чем можно ожидать от пары незнакомцев. Подключите их на время решения к сканеру, который показывает метаболические потребности в разных областях мозга, – нейронная активность у этих двоих может быть совсем разной, несмотря на одинаковые решения. Или возьмите мозг однояйцевых близнецов. Я не имею в виду изображения из сканера. Достаньте, посмертно, сам мозг – мягкий и склизкий. Нарежьте на мелкие кусочки, рассмотрите во все микроскопы, измерьте всеми возможными инструментами – количество нейронов в отдельных областях мозга, сложность строения отростков, количество связей между ними – все будет разным. Гены те же, а мозги разные.

Внимательные журналисты указали на это в связи с Долли (хотя на самом-то деле больше всего многих волнует то, что клонирование даст возможность создавать жизнь с одной лишь целью – вырастить ткани для пересадки). Тем не менее на многих людей подействовала вся эта история с одинаковыми генами. На первые страницы газет часто пробиваются и другие истории о генах и поведении. Например, незадолго до Долли всплыло сообщение команды ученых из Стэнфорда о единственном гене (этот ген называется fru), определяющем половое поведение самца мухи дрозофилы. Стратегии ухаживания, прелюдия, кто вообще вызывает у них сексуальный интерес – весь набор. Добейтесь мутации в этом гене – и нате вам, можно даже изменить сексуальную ориентацию мухи. Эта новость попала на передовицы не потому, что мы ненасытные вуайеристы, интересующиеся мухами. Каждая статья вопрошала: «Может быть, и наше половое поведение также зависит от единственного гена?» Чуть раньше была вся эта шумиха о выделении гена тревоги, а до этого – о гене риска, а еще раньше – о сенсационном гене, мутация которого в семье вела к насилию и асоциальному поведению, а еще раньше…

Почему это все привлекает внимание? Для многих гены и ДНК, содержащая гены, – святой грааль биологии, код кодов (два выражения, часто используемые в светских обсуждениях генетики). Поклонение генам основывается на двух допущениях. Первое касается независимости генетической регуляции. Это представление, что биологическая информация начинается в генах и идет из них выше, вовне. ДНК – это альфа, начало, командующий, эпицентр, из которого исходит биология. Никто не указывает гену, что делать. Всегда наоборот. Второе допущение: когда гены отдают команду, биологические системы подчиняются. С этой точки зрения гены диктуют клеткам их структуры и функции. А если эти клетки – нейроны, то функции включают мышление, чувства и поведение. И, если продолжать эту мысль, мы наконец добираемся до биологических факторов, которые заставляют нас делать то, что мы делаем.