Карл Циммер - Она смеется, как мать [Могущество и причуды наследственности] [litres]

Мне повезло, что мои дети унаследовали этот мир, сформированный кумулятивной культурой. Но при этом я вижу, что они наследуют окружающую среду, страдающую от множества проблем. С момента зарождения сельского хозяйства три четверти суши перестали быть дикой природой. Примерно от четверти до трети биологической продуктивности планеты, т. е. способности превращать солнечный свет в биомассу, сейчас работает на нужды человека. Если будущие поколения унаследуют те же культурные практики, которые так серьезно изменили планету за последние 10 000 лет, человечество подтолкнет к вымиранию многие виды и поставит под угрозу свое собственное благополучие.

Наша кумулятивная культура трансформировала даже атмосферу. Мы не первые организмы, изменяющие химический состав воздуха, – фотосинтезирующие бактерии начали выделять кислород в атмосферу 2 млрд лет назад, и с тех пор следующие поколения живых существ должны были приспосабливаться к высокому содержанию кислорода на планете. Но не бывало ранее, чтобы такие масштабные изменения сумел произвести всего один вид животных с помощью орудий собственного изготовления.

Когда охотники-собиратели поджигали луга или леса, в воздух выделялись углекислый газ и другие вещества. Поскольку их количество было невелико, древние люди вряд ли могли изменить состав атмосферы. Но, когда земледельцы начали расчищать земли для сельского хозяйства, выделение углекислого газа пошло гораздо интенсивнее. Три тысячи лет назад добыча полезных ископаемых «изрыгала» в воздух частицы свинца и других загрязняющих веществ. Следы этих изрыганий времен бронзового века находят во льдах Гренландии.

Та же деятельность, которая уничтожила бóльшую часть дикой природы на земле, ухудшила и воздух. В результате промышленной революции загрязнение в городах стало таким сильным, что сократило продолжительность миллионов жизней. Когда человечество начало сжигать уголь, нефть и газ, те до такой степени наводнили атмосферу углекислым газом, что она стала удерживать дополнительное тепло в количествах, достаточных для того, чтобы увеличить среднюю температуру по всей планете. К началу XXI в. из-за нас содержание углекислого газа в атмосфере стало самым высоким за миллионы лет. В итоге планета нагрелась с 1880 г. примерно на 1° C.

Бóльшая часть загрязняющих веществ, которые мы выбрасываем в атмосферу, быстро оттуда вымывается. Например, свинца, попавшего в нее с парами бензина, больше там нет – он исчез вскоре после того, как такой бензин был запрещен. Но углекислый газ ведет себя иначе. Он остается в атмосфере столетиями, удерживая тепло и нагревая планету [1168] Lewis and Maslin 2015. . Если завтра мы сократим выбросы углекислого газа до нуля, Земля все равно нагреется еще на градус или около того [1169] Mauritsen and Pincus 2017. . Будущие поколения унаследуют планету с нестабильной береговой линией, участившимися лесными пожарами и угрозой засухи для сельскохозяйственных земель.

Три миллиона лет назад двуногие обезьяны, учившие друг друга откалывать куски камней, были небольшой частью обширной экосистемы. Но неограниченная мощь культурной наследственности с ее передачей знаний от поколения к поколению наделила человеческих существ силой изменить свое экологическое, а теперь и климатическое наследие.

«Сегодня мы понимаем, что близки к тому, чтобы изменить человеческую наследственность», – заявил Дэвид Балтимор в 2015 г. на международной встрече, посвященной редактированию человеческих генов. Он использовал слово «наследственность» в узком смысле, и аудитории, собравшейся по поводу CRISPR, было интуитивно понятно, о чем речь. Для них словосочетание «человеческая наследственность» означало передачу генов от родителей детям. И для них появляющаяся возможность изменить этот процесс была новой главой в истории человечества, приближение которой вызывало благоговейный трепет и страх.

Безусловно, нам нужно принять коллективное решение о правилах применения CRISPR для изменения человеческих эмбрионов, чтобы это помогало людям и не создавало для них серьезной угрозы. Но использование понятия «наследственность» в столь узком смысле само по себе тоже опасно. Есть риск, что мы начнем воспринимать себя всего лишь результатом работы генов, которые мы унаследовали от родителей, а будущим считать просто дальнейшую передачу этих генов. Перспектива изменения генетической наследственности становится чрезвычайно захватывающей и пугающей. Нам обещали, что в скором времени больше никто не будет страдать от генетических заболеваний. Нас уверяли, что в скором времени Китай создаст армию супергениев. Такие упрощения мешают мыслить ясно о генетической наследственности. Они заставляют нас переоценивать наши смутные знания о работе генов и упускать из виду другие факторы, которые влияют на нашу жизнь и которые можно изменить для улучшения мира.

Все это не означает, что мы должны отрицать силу наследственности или что нам нельзя пытаться ее изменить. Но вместо упрощений нам следует рассматривать цельную картину. Например, более широкие представления о наследственности могут быть полезны специалистам, изучающим растения, – для улучшения сельскохозяйственных культур. Первые селекционеры использовали генетические свойства растений, выбирая хорошие экземпляры для скрещивания и получения еще более хороших. В последние десятилетия селекционеры стали лучше разбираться в том, какие гены наследуют их растения. Об эпигенетической стороне биологии растений стало известно только недавно, и некоторые селекционеры уже приступили к исследованиям, как ее можно использовать для сельскохозяйственных культур [1170] Springer and Schmitz 2017. .

Растения иногда естественным образом меняют свой эпигенетический профиль. Метилирование ДНК может измениться, например, если метильная группа отцепится от гена. Такое изменение способно активировать ген и улучшить рост растения. Ученые ищут подобные перемены и пытаются размножить растения так, чтобы новые поколения унаследовали тот же эпигенетический профиль.

Эпигенетическое наследование признаков последующими поколениями у растений действительно существует, но многие ученые сомневаются, что оно играет большую роль в дикой природе. Неправильно называть его ламарковским, поскольку у Ламарка было совершенно другое представление о наследовании приобретенных признаков. Он думал, что оно обеспечивает появление сложных адаптаций. Скептики вроде Роберта Мартиенсена не видят ничего, что доказывало бы возникновение каких-то приспособлений у диких растений.

Однако это не означает, что подобное возникновение адаптаций невозможно. Мартиенсен говорил мне, что на самом деле мы уже знаем достаточно об эпигенетике, чтобы попытаться создать такое приспособление.