Какие возможности открываются сегодня перед нами с развитием генной теории и исследованием ДНК? И как генная инженерия связана с самыми разными сферами жизни и с пониманием этических проблем человечества?
Ошибка Дарвина
Редко чью теорию критиковали столь яростно и ученые, и просто верующие, как теорию Чарльза Дарвина о происхождении видов.
И тем не менее она держится. Дело не в том, что Дарвин все объяснил, а в том, что он дал работающую гипотезу, которую подтверждали и уточняли поколения ученых.Дарвин заблуждался по поводу наследования приобретенных признаков (типа накачанных мускулов циркового силача), но и наука того времени этого не знала.
Открытия генов и ДНК случились уже в середине ХХ века. Дарвина трудно винить в том, что этого не знал и не додумался. Наоборот, удивительно, как на основе крайне неполных данных он смог построить теорию эволюции и естественного отбора.
Она, с дополнениями и уточнениями, и сегодня корректно описывает большинство биологических процессов.Большинство, но не все. Человек переписывает законы Дарвина. Редактирование генома, в том числе человеческого, идет вовсю. Ждать милостей от природы и естественного отбора человек уже не готов.
Регрессия к среднему
Если вам один раз крупно повезло, не факт, что это будет продолжаться вечно. Скорее всего, в следующий раз повезет меньше. То же относится и к невезучим дням, после них почти точно станет немного легче. Это статистический феномен «регрессия к среднему». Впервые его отметил двоюродный брат Дарвина сэр Фрэнсис Гальтон. Он обнаружил, что дети высоких родителей в среднем ниже них, равно как и дети малорослых родителей в среднем выше своих предков. То есть дети высоких все же выше детей малорослых — гены есть гены, — но разница меньше, чем у их родителей. Гальтон назвал это «регрессией к посредственности», но еще в XIX веке посредственное политкорректно поменяли на среднее. Так и вправду точнее, да и не так обидно.
Регрессия к среднему предупреждает о том, что после экстремальных значений, скорее всего, будут наблюдаться более умеренные. Она учитывается в генетике, в медицине, в спорте и, конечно, в статистике. Но при этом не стоит впадать в так называемую ошибку игрока. То есть ожидать, что после нескольких подряд орлов повышаются шансы выпадения решки. Единичный новый бросок монеты никак не связан с другими, и вероятность выпадения честных орла или решки строго 50% вне зависимости от того, что выпадало раньше и выпадет позже.
Многие руководители считают, что критика действует лучше, чем похвала. Этот, скорее всего, неправильный вывод базируется на том, что критикуют тех, кто оплошал. В следующий раз и без штрафа будет лучше. А хвалят тех, кто прыгнул выше головы. Каждый раз так не получится.
Регрессия к среднему — факт, но никто не мешает желать себе и другим прогрессии к лучшему. Сам cэр Фрэнсис Гальтон немало сил вложил в улучшение человеческой породы и придумал евгенику, спорное, но интересное учение.
Евгеника
Предложивший термин «евгеника» Френсис Гальтон изучал наследование таланта и характера. Само понятие было скомпрометировано в нацистской Германии практикой «расовой гигиены» и этнических чисток. После Второй мировой их приравняли к геноциду. Сегодня развитие генетики подхлестнуло «новую» либеральную евгенику, ориентированную на потребителя. В ней дети «из пробирки» все чаще рассматриваются как товары, изготовленные на заказ.
Евгенику разделяют на позитивную и негативную. Рожать больше здоровых и талантливых — это позитивная. Стерилизовать ущербных и глупых — негативная. Но самым спорным аспектом евгеники было и остается определение «улучшения» генофонда, того, что является полезной характеристикой, а что — недостатком. Есть вопрос, не создаст ли генетическая медицина новую форму дискриминации для тех, кто не сможет по бедности или нежеланию воспользоваться ее технологиями. Но есть и чисто научные опасения, например, по поводу плейотропных генов, которые воздействуют на не связанные между собой фенотипические признаки. Одним и тем же геном кодируются близорукость и высокий интеллект, муковисцидоз и устойчивость к холере. А сокращение генофонда популяции может повлиять на ее выживаемость.
В 2015 году комитет ООН по биоэтике написал, что этические проблемы генной инженерии не следует путать с проблемами евгенических движений XX века. К генному регулированию на уровне государства по-прежнему относятся с брезгливостью. А вот право конкретного человека на улучшение генотипа своих потомков уже мало кто оспаривает.
Эффект бутылочного горлышка
Население Земли сегодня — более 8 млрд человек. Горилл и шимпанзе — значительно меньше. И тем не менее генетическое разнообразие приматов существенно выше, чем у человека. В конце прошлого века предположили, что это действие эффекта бутылочного горлышка. Наши предки прошли через период критического сокращения популяции, и часть генофонда погибла вместе с его носителями.
Разные исследования дают разные временные рамки: от примерно миллиона лет назад до нескольких тысяч лет. Не исключено, что бутылочных горлышек было несколько. Причинами могли быть как природные катастрофы, так и циклические изменения климата. Грешили на взрыв супервулкана Тоба на Суматре около 70 тысяч лет назад, но позднее выяснили, что его последствия не были глобальными. А вот последний ледниковый период вполне мог поставить человечество под угрозу.
Пять-семь тысяч лет назад в Евразии сильно сократилось число мужчин, дававших потомство. Предполагают, что это могло быть следствием жестоких войн или социального неравенства, при котором потомство оставляли только привилегированные мужи.
Чем грозит сокращение генофонда? Прежде всего меньшей устойчивостью к болезням. Это произошло с гепардами. Утверждают, что все они сегодня — потомки всего одной пары.
На микронезийском острове Пингелап в Тихом океане после тайфуна выжили только 20 человек. У одного из них был ген цветовой слепоты. Сегодня монохромазией страдают уже многие обитатели острова.
Эффект бутылочного горлышка иногда называют эффектом основателя и объясняют в терминах дрейфа генов.
Дрейф генов
Дрейф генов показывает, какую роль в эволюции играет случайность и как она соотносится с естественным отбором. Явление впервые было описано в начале 30-х годов XX века независимо друг от друга американцем Райтом, который и был автором самого термина, а также советскими генетиками Дубининым и Ромашовым и англичанином Фишером. Они изучали случайные колебания частоты аллелей, то есть различных форм одного и того же гена, которые в малых популяциях могут привести к значительным эволюционным последствиям.
Дрейф генов подтвержден в естественной среде на примере групп крови человека. На севере Гренландии есть племя эскимосов численностью менее 300 человек. Многие поколения они жили в полной изоляции, и у них, в отличие от других родственных племен, почти совсем исчезли группы крови A и B, а группа ноль стала доминирующей — 84%.
Если восстанавливать популяцию вымирающих животных из ограниченного числа особей, вид становится более уязвим к болезням и менее адаптивен к среде обитания. А неизбежный инбридинг — скрещивание родственников — повышает вероятность закрепления вредных мутаций. В еще большей степени те же проблемы проявляются, если мы беремся за клонирование животных.
Свежие комментарии