Краткая история всех, кто когда-либо жил. История человечества, рассказанная через наши гены - Адам Резерфорд

Людям, зачатым в период «голодной зимы», сейчас за 70, и у многих из них есть взрослые дети. Никого не удивляло, что пережившие голод имели множество проблем со здоровьем, но проблемы их детей оказались неожиданностью. У млекопитающих эпигенетические модификации обычно сменяются при смене поколений, однако некоторые метки, по-видимому, изредка могут передаваться от родителей детям, по крайней мере, на протяжении пары поколений. Несколько таких меток идентифицированы у мышей, и совсем немного – у человека. У крыс такие приобретенные реакции, как страх и стресс, передаются детям и внукам по эпигенетическому механизму. Это означает, что характер метилирования ДНК в последовательности нескольких генов не отменяется при смене поколений и сохраняется у детей.

Дети детей, зачатых в «голодную зиму», не были маленькими и не страдали от повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний. Напротив, они чаще имели избыточный вес, что коррелирует с повышенным риском диабета и других заболеваний в более поздние годы. Такой эффект впервые был обнаружен у человека: то, что происходит с матерью, может влиять не только на ее детей, но и на ее внуков.

Похожие результаты были получены и в других исследованиях. В одной часто цитируемой работе речь шла о жителях сельской области Оверкаликс в Швеции, где на протяжении сотни лет были неустойчивые урожаи. У мужчин, чьи деды пережили голодный период непосредственно перед наступлением половой зрелости, продолжительность жизни была значительно выше среднего: в результате голода люди приобрели какие-то полезные качества и передали их по наследству. Аналогичные результаты получили ученые из Бристоля, использовавшие гигантскую базу данных под названием Avon Longitudinal Study – золотой стандарт в исследованиях наследственности. Они показали, что у мужчин, начавших курить до наступления половой зрелости, рождались сыновья с избыточной массой тела. В этом случае какие-то приобретенные признаки тоже передавались по наследству.

Эти результаты сложны, странны и требуют дополнительной проверки. К великому сожалению, в науке тоже существует мода, и многие ученые беспокоятся, что тщательный анализ эпигенетических данных может не оправдать триумфальных заявлений. И это касается не только экспериментов с грызунами, но и интересных, но странных, наблюдений, касающихся генетического эффекта голода в Голландии и Швеции.

Одна из причин, почему людей так возбуждают подобные открытия, заключается в том, что после появления теории Дарвина мы отвергли идею о возможности наследования приобретенных признаков. Автором этой идеи был Жан-Батист Ламарк, и она до сих пор носит его имя.

О ламарковском наследовании часто говорят с насмешкой. Ламарк считал, что использование какого-то признака способствует его передаче следующим поколениям, а неиспользование снижает вероятность передачи.

Ламарк был великим ученым и выдвинул ряд великолепных идей, способствовавших развитию биологии в XVIII и XIX веках. Однако он был неправ относительно того, что эволюция происходит за счет приобретения и использования признаков. Многие великие ученые в чем-то ошибались.

Дарвиновская теория эволюции за счет слепого механизма естественного отбора вытеснила идею Ламарка, но только после смерти последнего. Сам Дарвин поддерживал идею Ламарка в отношении наследования некоторых признаков. В 1868 году он выдвинул гипотезу, что неполовые клетки растений могут воспринимать внешние сигналы и в результате выделяют «геммулы», которые накапливаются в зародышевых клетках, за счет чего растение может производить потомство, перенявшее жизненный опыт родителей. Август Вейсман проверил аналогичную гипотезу в экспериментах на мышах. Он отрубил хвосты 68 мышам в пяти поколениях. Все мышата (числом 901) родились с хвостами. Вейсман проверял возможность наследования не «используемого», но все же приобретенного признака. Впрочем, как не преминул заметить генетик Стив Джонс, евреи практикуют версию этого эксперимента уже на протяжении нескольких тысячелетий, но еще ни разу на свет не появился мальчик без крайней плоти.

Ламарковская идея наследования приобретенных признаков была лишь гипотезой, и эта гипотеза оказалась ошибочной. Гены в половых клетках каждого из родителей закладываются до зачатия потомства, а изменения в ДНК, приводящие к эволюции видов, происходят в процессе зачатия.

На первый взгляд может показаться, что исследования на мышах и крысах, а также те немногие данные, которые имеются у нас относительно передачи приобретенной информации у человека, противоречат сути эволюционной теории. Но так ли это? Возможно, что не так. Если бы приобретенные изменения были окончательными, мы бы оказались в тупике. Но, учитывая, что у мышей приобретенные модификации закреплялись всего на несколько поколений, эти результаты оказываются весьма интересными и не подрывают основ эволюционной теории.

Пока мы не знаем, как долго длится действие подобных изменений у человека – мы слишком медленно растем и долго живем. Сторонники креационизма используют эпигенетику для доказательства ошибочности теории Дарвина и справедливости теории Ламарка. Но дело в том, что эпигенетические изменения временны и не затрагивают последовательность ДНК, а именно с ней имеет дело естественный отбор. И даже те немногие наследуемые эпигенетические модификации, о которых мы знаем, не очень предсказуемы и далеко не всегда полезны.

Внуки жителей Оверкаликса, переживших голод, жили дольше, однако внучки женщин, живших в тот же период, напротив, имели меньшую продолжительность жизни, чем в среднем. Какой вывод? Никакого. Нужны новые данные. И даже если в один прекрасный день мы сможем доказать, что эпигенетические метки наследуются, не исчезают в следующих поколениях и, следовательно, могут быть предметом естественного отбора, это будет лишь капля в основном потоке эволюционного процесса. Назовите мне один надежный пример эпигенетической эволюции, и я приведу вам миллиард примеров дарвиновской эволюции.

Гуру нового времени и легковерные журналисты представляют эпигенетику как способ изменения жизни, исходя из ложной идеи о том, что гены – это рок, судьба, а эпигенетические модификации, появляющиеся благодаря смене образа жизни, например, обращению к медитации, «позволяют нам оказывать практически безграничное влияние на собственную судьбу», как говорит Дипак Чопра[107].

Я полагаю, отчасти дело в терминологии: что мы подразумеваем под словом «судьба»? Если «судьба» заключается в том, чтобы переварить обед, тогда эпигенетика напрямую связана с судьбой. Если вечером вам суждено отправиться спать, ваши эпигенетические метки изменяются соответствующим образом. Есть и другие, возможно, менее тривиальные эпигенетические модификации. Метилированию могут подвергаться гены, связанные с развитием рака, и существуют лекарства, отменяющие эпигенетическую маркировку и, тем самым возвращающие активность мутированных генов. Все это важная часть биологии, которой ученые будут заниматься в ближайшие годы. Но на основании единичных и немасштабных исследований не следует делать выводы о передаче эпигенетических изменений другим поколениям, а следует подтвердить эти результаты.