Роберт Сапольски. Кто мы такие? Часть 1
Публикуем главы из книги
- Роберт Сапольски
- Кто мы? Гены, наше тело, общество
- М.: Альпина Нонфикшн, 2018
Роберт Сапольски — известный нейробиолог, профессор Стэнфордского университета и популяризатор науки. В книге «Кто мы?» » представляет собой сборник лучших эссе ученого об удивительном многообразии человечества. Три его раздела посвящены основным вопросам естественных наук, включая влияние генетики и окружающей среды на поведение, социальный, политический и сексуальный контекст поведенческой биологии, а также роль общества в формировании личности.
Во всем, что описывает Сапольски — от ритуалов спаривания грызунов до религиозных практик обитателей тропических лесов, от выделений феромонов до мозговых паразитов — он ловко сочетает передовые научные открытия с невообразимым существованием. Сложность этого сочетает сатиру с мудрой наблюдательностью.
- Как незначительные изменения окружающей среды влияют на наше поведение?
- Какова анатомия плохого настроения?
- Как стресс влияет на наш мозг?
Всемирно известный учёный доступно и интересно отвечает на эти вопросы, приводя живые примеры.
Любите городские легенды, неслыханные истории, в которые все верят? Некоторые исследователи зарабатывают деньги, изучая городские легенды: каталогизируя их, прослеживая их происхождение в скандинавской мифологии, обсуждая их на конференциях. Но среди всей этой интеллектуализации есть истории, которые просто поражают. Они бесконечно говорят о парне, который положил своего пуделя в микроволновую печь, чтобы он высох, или о аквалангисте, который пожарным самолетом зачерпнул воду, а затем выплеснул ее на лесной пожар. Они также рассказали о женщине, которая оставила продукты в машине в жаркий день, а когда она вернулась, пакет теста взорвался и разбрызгал ее по затылку: ее мозг. Существует также миф о группе ученых, которые секвенировали человеческий геном: они могли бы объяснить все о вас, просто взглянув на вашу генетическую последовательность.
Конечно, чей-то двоюродный брат дружит с чьим-то дядей, и его дядя клянется, что может все объяснить, потому что помогал секвенировать геном человека. Но это не так: мы снова в сфере городских легенд. Почему люди так настаивают на идее, что гены решают все? Сейчас особенно очевидно, что это заблуждение. Недавно мы не только (почти) завершили секвенирование человеческого генома, но и отпраздновали золотую годовщину открытия структуры ДНК. Праздник наполнен религиозными образами, в которых генетический код рассматривается как священная реликвия, код кодов. Эту точку зрения поддерживают даже биологи, которым платят за то, чтобы они лучше понимали предмет. Это удивительно, ведь сами гены ничего не контролируют. Мы возвращаемся в область взаимодействия генов и окружающей среды — первые слова, произнесенные начинающим биологом. Идею взаимодействия генов с окружающей средой можно объяснить по-разному. Но это означает, что те, кто выступает за главенство природы над воспитанием, отстают от времени как минимум на столетие. Точнее, это означает, что гены могут (косвенно) давать инструкции клеткам, органам и организмам о том, как функционировать в окружающей среде, а среда может регулировать активность генов в данный момент. Но самое главное здесь то, что непосредственные продукты конкретных генов — специфические белки — играют разную роль в разных средах. Итак, теоретически у вас есть ген, который в одной среде заставляет вас выращивать рога, а в другой среде заставляет вас лететь на юг зимой.
Для тех, кто все еще ведет борьбу между природой и воспитанием, теперь возникает вопрос: «Насколько сильно эти гены взаимодействуют с окружающей средой?» Одной из крайностей являются те, кто насмехается над сравнением трубы с полетами на юг для сравнения. По их мнению, гены играют ту или иную роль, а окружающая среда может изменить лишь скорость, интенсивность или продолжительность действия. Но влияние окружающей среды не может фундаментально изменить функционирование генов. Это похоже на идею о том, что ветер может изменить скорость падения наковальни с десятого этажа к вашим ногам, но кого волнует взаимодействие наковальни с окружающей средой? На другой крайности находятся те, кто считает, что взаимодействия могут иметь драматические последствия — например, факторы окружающей среды, такие как ветер, могут привести к тому, что удар наковальни будет не более сильным, чем удар пера. Поэтому ученые радостно спорят и экспериментируют, тратя впустую деньги налогоплательщиков, которые можно было бы потратить на нефтяные контракты.
В этой дискуссии полезно помнить, насколько мощным является взаимодействие генов с окружающей средой. Три недавних исследования дают хорошие примеры. Первый касается влияния самой невидимой и недооцененной среды — внутриутробной среды. Линии лабораторных грызунов выводятся с разными характеристиками: у одной линии диабет определенного типа, у другой высокое кровяное давление и так далее. Каждая линия является результатом многих поколений инбридинга, и животные генетически почти идентичны – как клоны друг друга. Если все животные в серии, независимо от того, в какой лаборатории они были выращены, проявляют определенный признак, возможно, на вас имеется сильное генетическое влияние. После инбридинга был проведен решающий эксперимент, названный скрещиванием. Предположим, что все мыши в линии А любят кока-колу, а все мыши в линии Б любят пепси-колу. Несколько мышей А-линии были удалены при рождении и переданы на воспитание матерям из колонии мышей В-линии. Если им все еще нравится кока-кола, когда они вырастают, это часто понимают как адаптивное поведение: разницу между природой и воспитанием.
Но насколько актуальны исследования скрещивания? Именно здесь в игру вступает новое исследование, опубликованное в престижном журнале Nature Neuroscience нейробиологом из Университета Эмори Дарлин Фрэнсис и ее коллегами. Они изучили две линии мышей, которые вели себя по-разному. Для простоты можно сказать, что есть группа людей более тревожных и боязливых. По сравнению со «спокойной» линией, «напуганные» мыши медленнее адаптировались к новой среде и менее успешно обучались в стрессовых условиях. Об этих различиях давно знали генетики, изучающие мышей. Они также подтвердили, что различия во многом обусловлены генетикой. Фактически, некоторые данные свидетельствуют о том, что матери «спокойных» родословных более заботливы, чем матери «страшных» родословных — они больше вылизывают и ухаживают за своими щенками. Эти данные поднимают в генетическом лагере неприятную возможность того, что различия между штаммами вызваны материнским типом. Но затем они провели решающее испытание — мыши из «спокойной» линии, воспитанные с рождения «страшными» матерями, выросли такими же спокойными, как и любая из мышей этой линии.
Команда Фрэнсиса пошла еще дальше. Они использовали технологию экстракорпорального оплодотворения, чтобы пересадить оплодотворенные яйцеклетки от «тихих» мышей «застенчивым» мышам и довести их до срока. Контрольной группе «тихих» мышей трансплантировали «тихие» эмбрионы — на тот случай, если на результаты повлиял сам процесс искусственного оплодотворения и имплантации. После рождения одних щенков «спокойной» линии воспитывали «страшные» матери, а других — «спокойные». Что было найдено? Когда мыши, которых считали генетически «спокойными», развивались в утробе матери и в младенчестве от «страшных» матерей, они вырастали такими же «страшными», как и другие «страшные» линии мышей. Те же гены, другая среда, разные результаты.
Это поднимает два вопроса. Во-первых, влияние окружающей среды не начинается с рождения. Один или несколько факторов (уровень стресса или питание) в тревожном окружении матери во время беременности могут повлиять на уровень тревожности ребенка и его способность учиться во взрослом возрасте. Эти механизмы могут быть связаны с изменениями в структуре мозга, гормональном распределении или метаболизме. Действительно, некоторые подобные эффекты внутриутробного развития были описаны у людей. Второй вопрос? «Тихие» линии мышей молчат не только из-за своих генов: наиболее важными факторами являются их внутриутробная среда и развитие детенышей.
Тех, кто решительно поддерживает городскую легенду о генетической силе, это должно прозвучать разочаровывающе.
Остерегайтесь упрощенных объяснений — природа редко дает ясные ответы. И хранить гены в специально отведенных местах.
Иногда генетика говорит о неизбежности: если у вас есть ген, вызывающий, например, болезнь Хантингтона, у вас есть 100-процентная вероятность развития этого ужасного неврологического заболевания к среднему возрасту. Но чаще, чем принято считать, гены означают как уязвимость, так и возможности, а не судьбу. Этот факт показывает, насколько важна роль общества: гены действительно играют роль в нашем плохом поведении. Но то, что мы знаем об этих генах, говорит нам о том, что на нас лежит большая ответственность за создание среды, способствующей взаимодействию с этими генами.