Сэм Кин - Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде

После разгромного выступления Кювье некоторые ученые-романтики еще цеплялись за идею Ламарка по поводу пластичности окружающего мира, однако другие специалисты – как, например, Мендель – нашли, что его теории оставляют желать лучшего. Многие, впрочем, не могли окончательно определиться со своими взглядами. Дарвин в печати признавал, что именно Ламарк первым сформулировал теорию эволюции, называя его «заслуженно знаменитым ученым». И Дарвин верил, что некоторые приобретенные характеристики (в том числе, изредка, и обрезанный пенис) могут передаваться следующим поколениям. Но в то же время Дарвин отвергал теорию Ламарка в своих письмах друзьям, называя их «настоящим мусором» и «чрезвычайно бедными», из которых он «не почерпнул ни одной идеи либо факта».

Одна из претензий Дарвина заключалась в том, что он верил, что живые существа получают какие-то преимущества в первую очередь благодаря врожденным, а не приобретенным, как в интерпретации Ламарка, признакам. Дарвин также подчеркивал, что эволюция распространялась очень медленно, потому что врожденные черты могут распространиться только тогда, когда особи, обладающие преимуществами, произведут потомство. Противоположно этой гипотезе, в интерпретации Ламарка животные могли сами контролировать процесс эволюции: длинные конечности или крупные мускулы, распространялись очень быстро и в пределах одного поколения. Возможно, худшим из тезисов Ламарка, для Дарвина и кого бы то ни было еще, было то, что француз продвигал голословную телеологию – мистическое учение о стремлении живых существ к совершенствованию и искоренению недостатков путем эволюции – то, что биологи хотели с корнем выполоть из своей работы [98].

Столь же убийственными для теории Ламарка оказались исследования ученых, живших после Дарвина. Они обнаружили, что в организме проводится четкая граница между обычными клетками, с одной стороны, и сперматозоидами (яйцеклетками) – с другой. Соответственно, даже если у кузнеца будет такая же мускулатура, как у державшего небесный свод Атланта, это совершенно ничего не значит. Сперматозоиды никак не зависят от клеток, образующих мышцы, и если у кузнеца они будут 98-миллиметровыми хиляками со слабой ДНК, то, скорее всего, и дети кузнеца родятся слабаками. В 1950-х годах ученые укрепили идею подобной независимости, доказав, что клетки организма не могут изменить ДНК, заключенную в сперматозоиде или яйцеклетке, – единственную ДНК, которая имеет значение в процессе наследования. Теория Ламарка, казалось, умерла окончательно.

Однако в течение последних десятилетий ламарковские черви к нам вернулись! Теперь специалисты рассматривают наследственность как нечто менее стабильное, а барьеры между генами и окружающей средой – как нечто более проницаемое. И это еще не все интересное по поводу генов: заходит речь и об экспрессии генов, то есть их «включении» и «выключении». Клетки обычно «выключают» ДНК, нанося на ее поверхность маленькие бугорки – метильные группы, или же «включают», используя ацетиловые группы, разматывая белковые «узлы». И ученые теперь знают, как клетки передают эти точные паттерны метильных и ацетиловых групп дочерним клеткам, когда бы они ни делились – своеобразная «клеточная память». Правда, ученые когда-то думали, что метильные группы в нейронах отвечают за запись воспоминаний у нас в мозгу. Это не так, но связи между метилами и ацетилами могут влиять на формирование памяти. Ключевой момент в том, что все эти модели хоть и стабильны, но непостоянны: определенные эксперименты с изменением окружающей среды могут добавлять и убавлять метилы и ацетилы, изменяя паттерны. Это фактически разрушает память о том, что организм делал со своими клетками, а эта память – определяющий момент, первый шаг в любой описанной Ламарком наследственности.

К сожалению, негативный опыт может быть зафиксирован в клетке столь же легко, как позитивный. Сильные эмоциональные переживания порой могут переполнить мозг млекопитающего нейрохимикатами, которые принесут метильные группы туда, где их не должно быть. Мыши, которые третировались другими мышами, когда были детенышами, часто имеют эти метильные паттерны в своем мозгу. Так же как и мышата, выращенные нерадивыми матерями (родными или нет), которые отказывались вылизывать, греть и нянчить детенышей. Когда такие мыши вырастают, они теряются в стрессовых ситуациях, причем их провалы нельзя объяснить плохими генами: родные и «усыновленные» мышата в конце концов ведут себя одинаково неестественно. Аномальные метильные паттерны с самых ранних лет впечатываются в мозг, и, поскольку нейроны продолжают делиться, а мозг – расти, паттерны навсегда увековечивают себя. События 11 сентября 2001 года могли оставить следы в мозгу еще нерожденных людей. У некоторых беременных женщин на Манхэттене обнаружили посттравматическое стрессовое расстройство, которое могло эпигенетически активизироваться и деактивизироваться с помощью как минимум дюжины генов, включая гены мозга. Эти женщины, особенно те, кто в минуты трагедии был на последнем триместре беременности, в конце концов родили детей, более тревожных, чувствительных к переживаниям, чем другие дети, сталкивающиеся с нестандартными раздражителями.

Отметим, что эти изменения ДНК не генетические , поскольку цепочка А-Ц-Г-Т остается неизменной. Однако эпигенетические изменения фактически являются мутациями: гены также могут не работать. Как и при мутациях, эпигенетические изменения будут происходить и в клетках потомков. В самом деле, по мере старения в организме каждого из нас накапливается все больше и больше уникальных эпигенетических изменений. Это объясняет, почему личные качества и даже внешние черты однояйцевых близнецов, несмотря на идентичную ДНК, с каждым годом становятся все менее схожими. Это также значит, что избитый в детективах сюжетный ход о том, что один из братьев-близнецов совершил преступление, и оба были отпущены на свободу – поскольку тесты ДНК не смогли их различить – некорректен, потому что так не может продолжаться всегда. Рано или поздно одного из братьев осудит его эпигеном.

Конечно, все эти факты доказывают только то, что клетки организма могут получать внешние сигналы и передавать их другим клеткам, – своеобразная разновидность наследования. Обычно, когда сперматозоид соединяется с яйцеклеткой, эмбрион стирает всю эпигенетическую информацию – это позволяет вам стать вами, человеком, независимым от того, чем занимались его родители. Но есть и факты, которые доказывают, что некоторые эпигенетические изменения, через ошибки или уловки, иногда украдкой проникают к новым поколениям зверят, птенцов и маленьких детей – этого вполне себе хватит, чтобы убедиться в преимуществах ламаркизма и заставить Кювье и Дарвина скрипеть зубами от досады.