08.04.2015 | Наука

Гены решают всё? — 2

В отрыве от «родного» контекста смысл понятия постепенно размывается и искажается

Между тем понятие «ген» оказалось одним из «больших» понятий (таких, например, как «атом», «молекула», «энергия», «энтропия», «эволюция», «информация» и т. д.), значение и влияние которых выходит далеко за пределы той научной дисциплины, в которой они первоначально появились. Как обычно и бывает в таких случаях, оно широко используется в целом ряде смежных (и даже не совсем смежных) дисциплин.

И как опять-таки обычно бывает, в отрыве от «родного» контекста смысл этого понятия (и производных от него) постепенно размывается и искажается – что может привести к глубоким недоразумениям.

Речь в данном случае не идет о сомнительных метафорах политиков и публицистов типа «кириллица (память о войне, православие, салат «оливье» и т. д.) вошла в гены русского народа»: в подобных «дискурсах» любое слово может приобретать какое угодно значение или употребляться вовсе без такового. Ограничимся теми текстами, авторы которых искренне стараются оставаться на почве настоящей науки. И для начала вернемся к сентенции моего интернет-собеседника: психологические и поведенческие особенности человека «наполовину или более» определяются генами. Разумеется, это высказывание не назовешь экспертным – но откуда человек взял это самое «наполовину или более»?

В научной литературе в самом деле можно найти публикации, на первый взгляд дающие основания для таких утверждений – хотя бы применительно к конкретным психологическим характеристикам. Например, есть немало работ по наследуемости (heritability) всем хорошо известного коэффициента IQ (не будем сейчас обсуждать, что именно отражает этот показатель и можно ли его считать мерилом интеллекта). И во многих из них действительно упоминается величина в 50% (порой в качестве классической и устоявшейся оценки, которую авторы некоторых работ пытаются оспорить на основании новых данных). При беглом чтении действительно возникает впечатление, что величина IQ наполовину определяется генами – или, по крайней мере, что так думают специалисты.

На самом деле «наследуемость» – это характеристика не самого признака, а его изменчивости (вариабельности). Она отражает, в какой мере наблюдаемое разнообразие данного признака обусловлено именно генетическими эффектами.

Казалось бы, какая разница? Если генетическое разнообразие обеспечивает примерно половину разнообразия признака – разве это не означает, что данный признак наполовину определяется генами?

Но давайте возьмем в качестве признака, например, умение читать. В современном обществе читать учат решительно всех – таково требование социальных норм. Чуть ли не единственная «уважительная причина», позволяющая уклониться от этого умения, – это физиологическая неспособность освоить чтение по причине различных неврологических нарушений, от олигофрении до клинической дислексии. Эти состояния могут возникать по весьма разным причинам (нарушения эмбрионального развития, черепно-мозговая травма и т. д.), но практически для каждого из них очень значительную долю составляют именно генетически обусловленные патологии. И если мы попробуем определить наследуемость (то есть вклад генетической изменчивости в общую) для признака «умение читать», то получим величину в 40 – 70%.

Теперь представим себе, что мы делаем аналогичную оценку для какого-нибудь реликтового охотничье-собирательского племени, где умеют читать лишь единицы случайно научившихся. Понятно, что никто из этих счастливцев не имеет генетических дефектов, препятствующих овладению чтением. Поскольку подавляющее большинство их неграмотных соплеменников таких дефектов тоже не имеет, наследуемость способности читать в этом племени будет близка к нулю. Понятно, однако, что реальная роль генов в формировании умения читать у европейцев и у лесных папуасов или амазонских индейцев яномами будет одной и той же. А «половина или более» – это вклад генов не в формирование признака, а в изменчивость по нему. То же самое относится к «генетической компоненте» IQ и других подобных показателей: это оценки не реальной роли генов в формировании того или иного человеческого качества, а их вклада в его изменчивость.

Количественная же оценка роли наследственности в развитии самих этих качеств не только затруднена, но и малоинформативно – с таким же успехом можно оценивать в процентах вклад переднего и заднего колес в движение велосипеда.

Тем не менее именно так понимают «наследуемость» не только досужие блогеры, но и некоторые исследователи (особенно те, кто сам не занимается определением этого параметра, а использует литературные данные), и это сказывается на выводах, которые они делают из своих и чужих исследований.

Другой пример массового и хронического недоразумения при оперировании понятиями генетики – распространившееся в последнее время своеобразное «молекулярное иждивенчество» в систематике. Речь идет вот о чем: представим себе, что нам в руки попало растение с цветами необычной формы, ископаемые кости некого человекоподобного существа или еще что-то, обладающее несомненным сходством с чем-то уже известным, но заметно отличающееся от него.

Как узнать – это новый вид, подвид, локальная вариация или всего лишь результат нарушения индивидуального развития?

Этот вопрос веками оставался мучительным для систематики, особенно в случае ископаемых организмов, а также редких и труднодоступных (например, глубоководных) групп. Но в наше время все чаще приходится слышать: надо, мол, просто прочитать геномы и сравнить. Некоторые идут еще дальше, утверждая, что новые виды (даже ископаемые!) вообще нельзя выделять и описывать без прямого сравнения их геномов – мол, только по ДНК можно определить, вид это или не вид. Как ни удивительно, подобные заявления приходится слышать даже от людей, гордящихся неортодоксальностью своих научных взглядов и, в частности, скептическим отношением к «геноцентризму».

Между тем как раз в нуклеотидных последовательностях нет никаких объективных границ и указателей, позволяющих определить таксономический ранг наблюдаемых различий и отличить вид от подвида. В лучшем случае (если скорость накопления нейтральных нуклеотидных замен для данной группы надежно прокалибрована), анализ геномов может показать, как давно две сравниваемых популяции эволюционируют независимо.

Но само по себе это ничего не говорит нам о том, достигли ли различия между ними видового уровня – поскольку никакого объективного и единого для всех «видового уровня» различий попросту не существует.

Видообразование – процесс сложный, зачастую занимающий длительное время (в течение которого расходящиеся формы находятся в неком промежуточном состоянии – уже не совсем подвиды одного вида, еще не совсем самостоятельные виды), порой не доходящий до конца или даже поворачивающий вспять. Невозможно восстановить всю эту картину (а тем более – увидеть направление ее изменений) по числу нуклеотидных замен в ДНК. Недаром крупнейший специалист по палеогеномике Сванте Пяабо, открывший «на кончике пера» целое исчезнувшее человечество – денисовцев, принципиально отказывается даже обсуждать вопрос о таксономическом статусе изучаемых им ископаемых форм.

Если уж на то пошло, в решении вопроса «виды или внутривидовые формы?» гораздо больше пользы можно ожидать от старой доброй популяционной генетики. Надо только выяснить, «присутствуют ли в местах стыка популяций гетерозиготы по характерным для каждой из них аллелям, и какова их частота, – резонно замечает уже упоминавшийся нами в другом материале темы Олег Костерин. – Но это почти никто не делает, и о том, к одному и тому же или к разным видам принадлежат популяции, судят по уровню различий между ними, сравнивая их с различиями в тех случаях, которые полагаются несомненными».

Заметим, что вся эта путаница происходит не из-за чьего-то злого умысла – ее порождают обычная торопливость, леность мысли, нежелание вникнуть в суть используемых понятий.

И все это происходит в науках, близко соприкасающихся с генетикой, там, где применение ее изощренного теоретического аппарата действительно может оказаться очень плодотворным.

Но, видимо, для интеллектуальных инструментов справедливо то же правило, что и для технических: чем мощнее и тоньше инструмент, тем больше умения и аккуратности требуется от того, кто намерен им работать.

Заманчиво было бы рассмотреть, как употребляется и видоизменяется понятие «ген» и производные от него в совсем далеких от генетики областях знания (например, в гуманитарных науках), а также в массовом сознании и культуре. Но это – отдельная большая тема, так что об этом как-нибудь в другой раз.

 

В подготовке материала принимала участие к. б. н. Виктория Скобеева.


Источник: «Знание – сила» № 3, 2015,