Подрывая основы биологии

Патрик Бейтсон

Профессор этологии Кембриджского университета; автор книги Design for a Life («Конструкции для жизни»)

Два года назад я заново пересмотрел факты, касающиеся близкородственного скрещивания (инбридинга) породистых собак. Инбридинг может приводить к снижению репродуктивной способности и в смысле размера выводка, и в смысле жизнеспособности спермы, к нарушениям развития, падению рождаемости, росту младенческой смертности, уменьшению продолжительности жизни, более частому проявлению наследственных заболеваний, ослаблению иммунной системы. Иммунная система тесно связана с процессами удаления раковых клеток из здорового организма, и ее ослабление повышает риск развития злокачественных опухолей. Эти хорошо задокументированные для домашних собак случаи лишь подтверждают то, что и без того известно из наблюдений над популяциями многих видов диких животных. Неудивительно, что в природе существует целый ряд различных механизмов, снижающих вероятность инбридинга. Один из них – выбор незнакомых особей в качестве сексуальных партнеров.

Несмотря на все полученные доказательства, история оказывается более запутанной, чем представляется на первый взгляд, и объяснение происходящего обладает своеобразной красотой. Обычно инбридинг считается явлением нежелательным, однако в последние годы вокруг этой проблемы стали вестись дискуссии, углубляющиеся в куда более тонкие нюансы, чем прежде. Избавление от генов, оказывающих серьезное вредоносное воздействие, приносит очевидную пользу, а ведь именно такое избавление может происходить в популяции, где идет близкородственное скрещивание. При этом ауткроссинг (аутбридинг, скрещивание особей из разных линий), который обычно считается благотворным процессом, таит в себе возможность того, что преимущества избавления от дурных генов будут перечеркнуты введением в популяцию новых вредоносных генов. Более того, популяция, успевшая адаптироваться к какой-то одной среде, может чувствовать себя в ней не очень-то комфортно после скрещивания с популяцией, приспособленной к другой среде. Так что между инбридингом и аутбридингом должно соблюдаться равновесие.

Когда особенности жизни вида требуют тщательного вскармливания потомства, будущий родитель прилагает огромные усилия к тому, чтобы спариться с лучшим из возможных партнеров. Этот партнер должен быть не слишком похож на вас, но и не слишком несхож с вами. Японские перепела обоего пола предпочитают двоюродных братьев или сестер в качестве партнера. Соответствующие исследования, проведенные зоологами, дают основания предположить, что оптимальная степень родства партнеров при спаривании – такая, которая наиболее выгодна для организма с точки зрения его репродуктивной успешности. Изучение популяции людей, населяющих Исландию, приводит к сходным выводам. У пар, являющихся четырехюродными или пятиюродными братьями-сестрами, количество внуков больше, чем у партнеров, находящихся в более тесном или более отдаленном родстве. Многие факты из жизни людей и животных указывают на то, что выбор партнера зависит от впечатлений первых лет жизни: существа стремятся выбирать партнеров, которые несколько (но не слишком сильно) отличаются от знакомых им по детству существ, обычно (хотя и не всегда) являющихся их близкими родственниками.

Роль детских впечатлений при формировании сексуальных и социальных предпочтений вполне соответствует хорошо известному наблюдению, согласно которому люди, как правило, чрезвычайно лояльны по отношению к членам своей группы. Порой они даже готовы отдать жизнь, защищая тех, с кем себя идентифицируют. Однако при этом они могут проявлять убийственную агрессивность по отношению к незнакомым. Есть надежда, что такие теории (вкупе с меняющимися поведенческими моделями) помогут справиться с расизмом и нетерпимостью – бичом многих обществ. По мере того как представители разных стран и носители разной этнической истории лучше знакомятся друг с другом, повышается вероятность того, что они будут обращаться друг с другом хорошо, особенно если знакомство начинается в раннем возрасте. Если знакомство приведет к браку, у такой пары может оказаться меньше внуков, но для нашей и без того перенаселенной планеты подобное развитие событий будет сущим благословением. Этот оптимистический принцип равновесия, в основе которого – знание о том, где проходит грань между инбридингом и аутбридингом, как будто подрывает основы биологии, однако, на мой взгляд, не лишен красоты.

Ткнуть пальцем в гендерные различия

Саймон Барон-Коэн

Психолог, директор Центра исследования аутизма Кембриджского университета; автор книги The Science of Evil: On Empathy and the Origins of Cruelty («Наука о зле: эмпатия и происхождение жестокости»)

Все мы знаем, что мужские и женские человеческие особи отличаются ниже шеи, а сегодня ученые получают все больше свидетельств того, что и выше уровня шеи есть определенные различия. Изучение сознания показывает: у средней женщины быстрее развивается эмпатия; средний мужчина больше интересуется всякого рода системами и тем, как что работает. Эти различия – не столько в способностях, сколько в когнитивной манере и в рисунке интересов. Поспешим оговориться, что такие различия не должны становиться на пути достижения равных возможностей в обществе или равного представительства во всех сферах и областях, подобные политические и социальные проблемы не имеют ничего общего с научным наблюдением когнитивных несходств.

Изучение мозга также демонстрирует гендерные различия. К примеру, мозг среднего мужчины крупнее, чем у средней женщины (даже с поправкой на рост и вес), однако у средней женщины максимальное количество серого и белого вещества в мозгу достигается по меньшей мере на год раньше, чем у среднего мужчины. Есть разница и в количестве нейронов в неокортексе (новой коре головного мозга): у среднего мужчины их 23 миллиона, у средней женщины – 19 миллионов, 16 %-е расхождение. Другие зоны мозга также демонстрируют гендерные различия. Так, у среднего мужчины более крупная мозжечковая миндалина (область, отвечающая за эмоции), а у средней женщины более крупная planum temporale (височная площадка) (языковая область). Рассуждая о гендерных различиях, в конечном счете мы хотим узнать, что же порождает эти различия.

Здесь-то я и нахожу некоторые глубокие, изящные и красивые объяснения.

Мое любимое касается эмбрионального тестостерона. Несколько лишних капель этого специфического вещества, похоже, оказывают «маскулинизирующее» действие на развитие мозга и сознания. Сия несложная идея принадлежит Чарлзу Финиксу и его коллегам по Канзасскому университету, выдвинувшим ее еще в 1959 году. В начале 1980‑х Норман Гешвинд и Альберт Галабурда занялись этой теорией у себя в Гарварде. Это не единственный механизм маскулинизации (еще один связан с Х‑хромосомой), но именно его удалось изящным образом препарировать.

Однако ученые, исследующие обычные свойства эмбрионального тестостерона, иной раз прибегают к не очень-то этичным опытам на животных. К примеру, часть мозжечковой миндалины, именуемая срединным задним ядром (medial posterodorsal nuclei), у самцов крыс крупнее, чем у самок. Если кастрировать бедного самца крысы (тем самым лишив его главного источника тестостерона), ядро всего за 4 недели сожмется до женских размеров. Если же обратить эксперимент и вводить тестостерон крысе-самке, ее ядро увеличится до размеров, свойственных среднему самцу, за те же 4 недели.

Для людей мы ищем более этичные способы изучения того, как выполняет свою работу эмбриональный тестостерон. Можно измерять содержание этого гормона в околоплодных водах, окружающих зародыш в утробе. Тестостерон попадает в эту жидкость, поскольку какая-то его часть выводится плодом наружу и, как полагают, отражает содержание гормона в теле и мозге формирующегося младенца. Вместе с моими кембриджскими коллегами мы определили таким способом концентрацию тестостерона у еще не рожденных детей, а спустя 10 лет предлагали им (уже появившимся на свет и подросшим) пройти сканирование мозга с помощью магнитно-резонансной томографии. В недавней статье, которую опубликовал Journal of Neuroscience, наша группа, в частности, показала, что чем больше тестостерона содержится в околоплодной жидкости, тем меньше серого вещества содержится в planum temporale.

Это согласуется с нашими более давними наблюдениями, согласно которым чем больше тестостерона в околоплодных водах, тем беднее словарь ребенка в двухлетнем возрасте. А это, в свою очередь, помогает раскрыть давнюю тайну – почему девочки, как правило, начинают говорить раньше мальчиков и почему пациенты-мальчики так непропорционально представлены в клиниках, куда помещают детей с отставанием речевого развития и другими речевыми расстройствами: оказывается, мальчики в утробе вырабатывают по крайней мере вдвое больше тестостерона, чем девочки.

Помогает это и разобраться в проблеме индивидуальных различий в темпах речевого развития у «типичных» детей независимо от пола: почему в двухлетнем возрасте у одних детей уже имеется огромный словарь (600 слов), а другие даже еще не начали говорить. Уровень эмбрионального тестостерона – вовсе не единственный фактор, влияющий на развитие речи: здесь также играет роль социальное воздействие (к примеру, первенцы обычно осваивают язык быстрее, чем последующие дети), однако именно тестостерон представляется ключевым элементом объяснения. Как показывают исследования, уровень эмбрионального тестостерона связан с целым рядом других гендерных свойств – от склонности к зрительному контакту до склонности к эмпатии, от способности проявлять внимание к мелочам до аутических черт.

Эмбриональный тестостерон как таковой заполучить непросто: меньше всего ученым хочется вмешиваться в деликатный гомеостаз внутриутробной среды. В последние годы специалисты предложили своеобразный критерий для определения уровня зародышевого тестостерона – соотношение длины указательного и безымянного пальца (так называемое «отношение 2D:4D»). В среднем в человеческой популяции у мужчин это отношение ниже, чем у женщин. По-видимому, оно задается еще в утробе и остается постоянным на протяжении всей жизни человека. Так что исследователям больше незачем придумывать изощренные способы определения уровня тестостерона непосредственно в утробе. Они могут просто взять ксерокопированное изображение кисти руки человека (ладонью вниз), полученное в любой момент жизни, и таким способом опосредованно оценить уровень внутриутробного тестостерона в ту пору, когда этот человек еще не появился на свет.

Я долгое время скептически относился к измерению отношения 2D:4D, просто потому, что считал: с чего бы соотношение длин нашего второго и четвертого пальца должно быть как-то связано с нашими гормонами, да еще и в пренатальный период? Но совсем недавно в Proceedings of the National Academy of Sciences Чжэн и Кон опубликовали статью, где показали, что даже в мышиных лапках плотность распределения тестостероновых и эстрогеновых рецепторов отличается во втором и четвертом пальце, что дает роскошное объяснение тому, отчего на соотношение длин соответствующих пальцев влияют уровни этих гормонов. Тот же гормон, что делает наш мозг мужественнее, воздействует и на наши пальцы.