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

Гальтон опубликовал в газете объявление с просьбой к читателям присылать ему информацию о членах своих семей, пообещав вознаграждение за лучшие письма. Он отправил своим друзьям открытки с вопросами о росте их братьев. В 1880-х гг. Гальтон значительно увеличил свою базу данных, превратив измерения в некоторое подобие развлечения для широкой публики – в 1884 г. он открыл на Международной медицинской выставке в Лондоне измерительную лабораторию. Он заказал печать и раздачу листовок, в которых сообщалось, что эта лаборатория организована «для тех, кто хочет, чтобы его точно измерили разными способами, а также тех, кто заинтересован в своевременном предупреждении о поправимых нарушениях развития, или же просто желает узнать свою силу» [586] Цит. по: Johnson et al. 1985. . В том году к сотрудникам Гальтона на выставке обратились за разного вида измерениями 9337 человек. В 1888 г. исследователь устроил аналогичную лабораторию в Научных галереях музея Южного Кенсингтона и измерил еще тысячи человек. Гальтон оценивал рост и многие другие показатели, в числе которых были и слух, и сила рук.

«Вычислитель» – некая дама, которая умела проводить вручную быстрые и точные подсчеты, – обработала тысячи записей о росте, разместив их в табличной сетке. В строках было отложено среднее значение для родителей (с поправкой на более низкий рост матерей). В столбцах – рост детей. В каждой клеточке вычислитель записала число семей с соответствующей комбинацией высот.

Гальтон часто разглядывал эту таблицу, пытаясь понять заключенный в ней смысл. В некоторых областях сетки было пусто. В нескольких квадратах было указано всего по одной семье. В других же – десятки. Когда однажды в ожидании поезда исследователь очередной раз рассматривал сетку, его наконец осенило. Числа образовывали облако, по форме напоминавшее мяч для игры в регби. Они толпой окружали невидимую прямую, идущую из нижнего левого угла в верхний правый. Чем более высокими были родители, тем обычно более высокими были и их дети. Иногда дети оказывались выше или ниже родителей. Если родители были слишком низкорослые, то обычно дети были выше их, и наоборот, так что рост детей приближался к среднему значению.

Как и Мендель, Гальтон обнаружил в наследовании выраженную закономерность. Но он не понимал, что это значит. Гальтон пытался объяснить свои результаты исходя из предположения, что каждый ребенок унаследовал меньше чем половину каждой черты от каждого родителя. Остальное каким-то образом наследовалось от более давних предков. Эта дополнительная наследственность, по мнению Гальтона, как раз и вернула свойства детей от крайних значений к средним. Хотя гальтоновское «наследование от более давних предков» в дальнейшем будет опровергнуто, описание им особенностей наследственности останется его огромным достижением.

В 1890-х гг. молодой коллега Гальтона Карл Пирсон осознал важность работы Гальтона и дал ей правильное математическое обоснование [587] Pearson 1895, 1904. . Пирсон создал формулу, которая позволяла оценить, насколько дети похожи на своих родителей. Эту же формулу он мог использовать для сравнения братьев и сестер. С целью опробовать свое уравнение на реальных детях Пирсон заплатил учителям, чтобы те измерили рост своих учеников (а также другие характеристики вроде окружности головы или размаха рук). Он обнаружил, что эти свойства взаимосвязаны. Иначе говоря, у пары братьев обычно бывало сходное строение, предположительно из-за наследственности.

Примерно в то время, когда Пирсон разрабатывал новые математические методы, произошло переоткрытие работы Менделя. Группа генетиков – это были так называемые менделисты – критиковала измерения, которые проводили Гальтон и Пирсон. Они считали, что важнее исследовать наследственность по способу Менделя, отслеживая рецессивные и доминантные признаки. Пирсон собрал своих сторонников – биометристов, которые указывали менделистам на то, что в силу своей одержимости несколькими странными признаками, случайно соответствующими простому закону Менделя, те зря тратят свое время. Такие черты, как рост, не формируются по принципу «или-или». Люди не делятся на только высоких или только низких – в отличие от менделевского гороха, который может быть либо гладким, либо морщинистым. Пирсон призывал искать более эффективное объяснение наследственности, которое учитывало бы и такого рода плавные переходы.

Менделистов и биометристов в 1918 г. примирил британский статистик Рональд Фишер. Он показал, что оба эти типа наследственности на самом деле две стороны одной медали [588] Visscher, McEvoy, and Yang 2010. . На признак может влиять один ген или несколько, или даже много. Оказалось, что морщинистость и гладкость гороха, изучаемые Менделем, определялись аллелями одного гена. Но такие признаки, как рост, принимающие любое значение от низкого до высокого, вероятно, зависят сразу от многих генов. Люди могут унаследовать огромное количество различных комбинаций аллелей, и для большинства их совместное влияние всех этих аллелей даст значение, близкое к среднему. Реже люди оказываются очень высокими или очень низкорослыми. В результате же получается колоколообразная кривая – как у Кетле.

Фишер нашел также элегантный математический способ учесть, что такие признаки, как рост, не полностью зависят от генов. Влияет не только наследственность, но и условия выращивания. Фишер утверждал, что неодинаковое проявление какого-то признака может быть обусловлено как генетическими различиями, так и различными условиями среды. Некоторые признаки больше зависят от генов, некоторые – от условий обитания. Вклад генетической изменчивости, т. е. в какой степени различия могут передаваться через гены, стал называться наследуемостью. Если различия в проявлении признака не зависят от генов, то его наследуемость равна нулю. Если признак не зависит от среды, то его наследуемость – 100 %.

Наследуемость – одно из самых сложных понятий в современной биологии. Оно применимо только для популяции в целом. Если для группы людей наследуемость признака составляет 50 %, это не значит, что у каждого конкретного человека на проявление признака в одинаковой степени повлияли и гены, и среда. Если наследуемость признака равна нулю, это не означает, что гены ничего для него не делают. Наследуемость числа глаз равна нулю, поскольку все дети рождаются с двумя глазами. Идя по улице, мы не встретим людей с 5, 8 и 31 глазом. Если у кого-то всего один глаз, скорее всего это потому, что второй был утрачен в результате несчастного случая или инфекции. Однако все мы унаследовали генетическую программу, обеспечивающую развитие глаз.