Джон Брокман - Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс

Исследовать «генно-средовое взаимодействие» – это все равно что спрашивать, какое отношение длина прямоугольника имеет к его площади, и получать ответ, что в этом конкретном случае имеет место взаимодействие длины/ширины.

Старший преподаватель психологии, старший исследователь, Лаборатория детского познания и коммуникаций Нью-Йоркского университета.

На занятиях по эволюции ламаркизм – выдвинутая Ламарком идея, что организм за свою жизнь может приобрести свойство и передать его по наследству, – обычно лишь коротко обсуждается и часто высмеивается. Как подлинный механизм эволюционных перемен подается дарвиновская теория естественного отбора.

В известном примере Ламарка жирафы, которые ели листья с высоких веток, потенциально могли отрастить более длинные шеи, чем жирафы, объедавшие низкие ветки, и могли передать свои более длинные шеи потомству. Наследование приобретенных признаков изначально считалось легитимной теорией эволюционных перемен, и даже Дарвин предлагал собственную версию того, как организмы могут наследовать приобретенные признаки.

Экспериментальные намеки на переход приобретенных свойств между поколениями появились в 1923 году, когда Павлов сообщил, что тогда как первому поколению его белых мышей понадобилось 300 попыток, чтобы узнать, где он прячет еду, то их потомству – 100 попыток, а их внукам – только 30. Но из описания Павлова было неясно, жили ли все мыши вместе (что обеспечивало бы некоторое общение между животными) и был ли у них допуск к другим видам узнавания. Другие ранние исследования потенциальной передачи свойств через поколения у растений, насекомых и рыб также подвергались сомнению из-за слабого контроля за экспериментами и возможности иного толкования. От ламаркизма отказались.

Но сегодняшние исследования, которые используют современные технологии воспроизводства вроде искусственного оплодотворения и проходят под должным контролем, могут физически изолировать поколения друг от друга и отсечь возможность какого-либо социального узнавания и передачи знания. Например, у мышей, которых приучили бояться определенного, во всех отношениях нейтрального запаха, родились мышата, которые тоже боялись этого запаха. И мышата-внуки тоже его боялись. В отличие от исследований Павлова, коммуникация здесь не может быть объяснением. Поскольку мыши тесно не общались между собой и эксперименты исключали перекрестное обучение и социальную передачу, то новообретенный специфический страх должен быть закодирован в их биологическом материале. (Биохимический анализ показал, что соответствующие изменения, видимо, произошли при метилировании генов, отвечающих за обоняние, в сперме родителей и детенышей. Метилирование – это один из образчиков эпигенетического механизма.) Естественный отбор остается главным фактором формирования эволюционных изменений, но наследование приобретенных свойств также может играть важную роль.

Эти открытия вписываются в сравнительно новое направление, которое называется эпигенетика. Эпигенетический контроль экспрессии генов вносит вклад в дифференцированное развитие клеток одного организма (то есть клеток, имеющих одну и ту же последовательность ДНК) – скажем, в клетки сердца или нейроны. Но за последнее десятилетие получены свидетельства и обнаружены возможные механизмы того, как среда и поведение организма в этой среде могут вызывать наследуемые изменения в экспрессии генов – без изменений в последовательности ДНК, передаваемых потомству. В последние годы мы получали много свидетельств эпигенетического наследования широкого ряда морфологических, метаболических и даже поведенческих свойств.

Таким образом, передача приобретенных свойств от поколения к поколению возвращается как возможный механизм эволюции. Она также дает надежду на интересную возможность того, что хорошее питание, физическая активность и образование, которые, как мы думали, не могут сказаться на подрастающем поколении (кроме как, если повезет, через личный пример), как раз могут оказать на детей большое влияние.

Профессор отделения психологии Гарвардского университета. Автор книг The Language Instinct [45] , How the Mind Works [46] , The Sense of Style («Чувство стиля»), The End of Violence («Конец насилия») и других.

Сказали бы вы, что поведение вашего компьютера или смартфона определяется взаимодействием между его изначальной конструкцией и влиянием окружающей среды? Вряд ли; такое утверждение не было бы неверным, но было бы глупым. У сложных адаптивных систем есть своя неслучайная организация, и они способны принимать информацию. Но говорить, что информация на входе ( input ) «определяет» поведение системы в целом, или противопоставлять конструкцию системы этим входящим данным, – все это ничего не даст для понимания того, как работает система. Человеческий мозг гораздо более сложен и обрабатывает свои вводные гораздо более сложными способами, нежели любое сделанное человеком устройство, но при этом многие исследователи пытаются анализировать работу мозга методами, которые слишком просты даже для наших игрушек – гораздо более простых, чем мы сами. Так что каждый термин в уравнении, вынесенном в заголовок, вызывает сомнение.

Поведение . Больше чем полвека спустя после когнитивной революции мы продолжаем задаваться вопросом, определяется ли поведение генетикой или средой. Но ни гены, ни среда не могут непосредственно управлять мышцами. Поведение определяет мозг. Имеет смысл спрашивать, каким образом гены влияют на эмоции, мотивы или познавательные механизмы, но бессмысленно задаваться таким вопросом по поводу поведения.

Гены . Молекулярные биологи используют термин «ген» применительно к участкам ДНК, кодирующим синтез белка. К сожалению, в популяционной генетике, бихевиоральной генетике и эволюционной теории этот термин употребляется в другом смысле: любой носитель информации, который передается из поколения в поколение и оказывает устойчивое воздействие на фенотип. Сюда включаются все аспекты ДНК, которые могут воздействовать на экспрессию генов, и здесь смысл термина «ген» ближе к понятию «врожденно присущее», нежели к узкому смыслу, в котором его понимают молекулярные биологи. Путаница между этими двумя смыслами приводит к бесчисленным недоразумениям в наших дискуссиях о нашем собственном устройстве – взять хотя бы такое банальное утверждение, что «экспрессия генов (в смысле участков ДНК, кодирующих синтез белка) регулируется сигналами, поступающими из среды». А как же еще это может быть? В противном случае получалось бы, что каждая клетка все время синтезирует каждый белок! Пузырь эпигенетики, раздутый научными журналами, возник на схожей путанице.