Вадим Левитин - Удивительная генетика

• Название: Удивительная генетика
• Автор: Вадим Левитин
• Жанр: Биология
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-91921-132-7

Книга посвящена самым различным вопросам генетики и молекулярной биологии. Читатель узнает о тонкой структуре клеток разного типа, о работе молекул ДНК и об уровне их мутационной изменчивости, о происхождении Homo sapiens и об образовании человеческих рас, а также о близких и далеких перспективах развития генно-инженерных технологий.

Издание адресовано старшим школьникам, а также всем тем, кто интересуется вопросами биологии, генетики и современных биотехнологий.

---

Молекула антитела

Весьма примечательно, что молекулы интерферона напрочь лишены какого-либо побочного действия и подавляют размножение практически всех известных вирусов, чем выгодно отличаются от самых эффективных антибиотиков. Антибиотики широкого спектра действия оказывают влияние на очень многие возбудители бактериальной природы, но против вирусов они бессильны. В первые часы и дни после внедрения вирусных частиц за дело принимается именно интерферон, что весьма важно в тех случаях, когда организм встречается с каким-либо вирусом впервые и потому не имеет к нему готовых антител.

Нужно заметить, что активность натуральных противовирусных белков подвержена заметным возрастным колебаниям: интерферон плохо вырабатывается у маленьких детей до двух лет и у пожилых людей старше шестидесяти пяти. Кроме того, играют роль наследственность (примерно у третьей части населения продукция эндогенного – «внутреннего» – интерферона ощутимо снижена вследствие врожденных особенностей организма), температура воздуха, время года и некоторые другие факторы. Поэтому использование синтетических препаратов интерферона в качестве профилактического средства трудно переоценить.

Наследственность и среда

Ученых испокон веков занимал вопрос о соотношении биологического и социального в природе человека. Иными словами, кем является новорожденный младенец: девственно чистым листом бумаги, на котором среда выводит свои письмена, или уже вполне состоявшейся личностью, готовой раскрыться и расцвести от малейшего толчка?

Лев Николаевич Толстой был в этом вопросе категоричен:

От пятилетнего ребенка до меня – только шаг. От новорожденного до пятилетнего – страшное расстояние. От зародыша до новорожденного – пучина. А от несуществования до зародыша отделяет уже не пучина, а непостижимость.

Быть может, так оно и есть – чем меньше опыт, тем лучше? Владимир Леви, известный отечественный психиатр, целиком и полностью солидарен с писателем:

Маленький ребенок вбегает в комнату, полную незнакомых взрослых. К кому?.. Я всерьез верю, что его выбор может служить тестом на доброту. Ведь дети – это почти голое подсознание. Или колоссальный опыт, или совсем ничего, tabula rasa…

Tabula rasa в переводе с латыни означает «чистая доска». Древние римляне, как известно, писали на специальных вощеных табличках особым стилосом – тонкой палочкой, один конец которой был заострен, а другой напоминал плоскую лопаточку и служил для уничтожения написанного. Но Леви говорит о безотчетных механизмах немедленной ориентировки, которые предусмотрительная природа загодя вложила в свои творения, а Толстой утверждает, что подсознательно мы знаем страшно много. Получается, что среда – всего-навсего технарь, отсекающий все лишнее.

Итак, гены или воспитание? Или подобная дилемма чересчур прямолинейна, а истина, как это часто бывает, лежит посередине? Окончательного ответа нет до сих пор.

Если способности любого человека (и творческая одаренность в том числе) генетически запрограммированы, почему мы сплошь и рядом имеем столь широкую норму реакции? Феномен так называемых «падающих звезд» давно изучен: исключительно одаренные дети нередко сгорают в два счета, и многообещающий дебют оборачивается форменным пшиком.

Очевидно, что благоприятный генетический расклад сам по себе еще не гарантирует выдающихся достижений: среда, понимаемая в широком смысле (в том числе и среда социальная), может властно вмешиваться в конкретный механизм реализации задатков и вносить в него серьезные коррективы. Актуализация потенций – штука хитрая, весьма плохо изученная и во многом загадочная. Впрочем, с другой стороны, недооценивать значения генетической предрасположенности к тому или иному виду деятельности тоже не следует, и профессиональный спорт – хороший тому пример. Вспомним хотя бы последние олимпиады: едва ли не все легкоатлетические рекорды (причем почти на любых дистанциях) принадлежат сегодня чернокожим спортсменам.

Недавно американец Джо Энтайн выпустил книгу под названием «Табу, или Почему черные легкоатлеты лучше и почему все боятся об этом сказать», в которой анализирует соответствующую статистику за многие годы. Рафаил Нудельман в статье «Black is faster» отмечал:

Статистика выглядит почти устрашающе: ни один белый спортсмен не пробежал 100 метров быстрее 10 секунд, а из 200 лучших результатов на всех вообще коротких дистанциях 200 принадлежат черным бегунам. Можно согласиться с печальным выводом Энтайна: «Белым спортсменам больше нечего делать в беге на 100 метров». Но черные бегуны побеждают и на большинстве длинных дистанций – от 1500 метров до марафона. Причем черные рекордсмены-спринтеры – это почти поголовно выходцы из Западной Африки, из таких стран, как Нигерия и близких к ней, или, если они американцы, то потомки черных выходцев из этих мест. А черные рекордсмены-стайеры – почти поголовно из Восточной Африки, в основном из Кении или Эфиопии, причем большинство из них – вообще из одной и той же группы племен Календжин, насчитывающей около 3 миллионов человек.

Справедливости ради отметим, что индейцы из племени тараумара, живущие в Центральной Америке, практикуют особый ритуальный бег, по сравнению с которым традиционный марафон – детская забава. Участники этого шоу бегут безостановочно день и ночь, преодолевая в результате несколько сотен километров. А если принять во внимание дополнительную сложность – каждый бегун гонит перед собой ногами увесистый деревянный шар, – то олимпийские рекорды покажутся и вовсе бледными на этом фоне. Правда, тараумара рекордов не ставят и в олимпийском движении не участвуют, так что по большому счету выводы Энтайна можно признать справедливыми.

Судя по всему, неплохими легкоатлетами являются бушмены, которые хоть и африканцы по происхождению, но живут под тропиком Козерога, в пустыне Калахари, и ни к Западной, ни к Восточной Африке никакого отношения не имеют. Антропологически они тоже стоят особняком: причудливое сочетание негроидных и монголоидных черт (не говоря уже о языке, не имеющем аналогов среди других этнических групп африканского континента) недвусмысленно говорит о глубокой древности этого племени. По свидетельствам очевидцев, группа охот ников-бушменов преследует антилопу до тех пор, пока та совершенно не выбьется из сил. Впрочем, спортивные достижения этого народа объясняются, вероятнее всего, образом жизни в полном единении с природой. Те же бушмены вообще отличаются первобытной остротой чувств: многие из них видят невооруженным глазом четыре крупнейших спутника Юпитера и могут услышать звук легкого одномоторного самолета на расстоянии ста километров.

Неоднократный чемпион мира и олимпийских игр знаменитый стайер из Эфиопии Кенениса Бекеле

Но эфиопы и нигерийцы уже давным-давно не дикари, поэтому феномен их исключительной спортивной одаренности должен иметь какое-то другое объяснение. Версий выдвигалось множество: от маисовой диеты до разреженного воздуха, которым племена Календжин дышат с раннего детства, потому что живут на высокогорном плато. То есть дело совсем не в генах – во всем виновата среда обитания. Когда же английский врач Роджер Баннистер еще в 1995 году предположил, что «черные спринтеры и вообще черные легкоатлеты имеют естественные анатомические преимущества над белыми», его немедленно обвинили в расизме.

Однако тщательное изучение образа жизни кенийских племен Календжин показало, что среда обитания тут совершенно ни при чем, и прав, видимо, все же Баннистер, а не его оппоненты. Первым делом пришлось отказаться от «высокогорного фактора», потому что потребление кислорода у кенийских и скандинавских спортсменов оказалось одинаковым. Что же касается особой маисовой диеты, то по своему белковому и витаминному составу она весьма сильно уступает традиционной европейской. Кенийцы питаются из рук вон плохо. Так в чем же дело?

В ходе специальных исследований выяснилось, что люди из племени Календжин гораздо выносливее европейцев. Основной причиной усталости при тяжелой и длительной физической нагрузке является накопление в крови молочной кислоты. Датский исследователь Бенгт Салтин установил, что у кенийцев молочная кислота накапливается в крови значительно медленнее, чем у жителей скандинавских стран, поэтому их организм функционирует более экономно и с бо́льшим коэффициентом полезного действия. В расчете на единицу потребленного кислорода они способны пробежать дистанцию, которая на 10 процентов длиннее. Но чем же объясняется столь медленное накопление молочной кислоты? Оказалось, что причина кроется в особенностях анатомической конституции восточных африканцев.

Рафаил Нудельман отмечает:

У кенийцев буквально куриной толщины ноги, их икры много тоньше, чем у белых людей, в среднем на 400 граммов меньше на каждой ноге. При беге нога превращается в рычаг, и чем больше веса на его конце, тем больше приходится работать мышцам, чтобы этим рычагом ворочать, тем больше им нужно кислорода и тем быстрее накапливается в них лактат. Салтин установил, что каждые 50 граммов лишнего веса ниже колена увеличивают потребность в кислороде (и скорость накопления лактата) на 1 %. Это означает, что 400 убранных граммов дают кенийским стайерам восьмикратное преимущество. Грубо говоря, кенийцы способны бежать дольше, потому что они затрачивают меньше энергии, чтобы передвигать ноги. Отсюда их знаменитая выносливость.