Что еще можно сказать о будущих изменениях нашего вида? Продолжаем ли мы эволюционировать? Если вы зададите этот вопрос биологу, ответ будет очевиден: да! В общем, как и все живые существа. В нашем геноме с каждым поколением появляются — случайно или благодаря естественному отбору — новые мутации; некоторые из них исчезают, другие становятся более частыми. Словом, генофонд нашего вида меняется. Но людей часто волнует вопрос: изменится ли от этого наш внешний вид?

«2100 год: ноги у людей атрофировались, а может, укоротились из-за того, что ими перестали пользоваться; мизинец на ноге стал ненужным и исчез. Пальцы рук удлинились, чтобы удобнее было тыкать в смартфон, на каждой руке зачастую по 6–7 пальцев, а глазницы квадратные оттого, что взгляд не отрывается от экрана…» — примерно такие описания человека будущего порождает коллективное воображение. Впрочем, основаны они сразу на нескольких ошибочных представлениях. Прежде всего, это представление о передаче приобретенных признаков. Многие думают, будто орган, который часто используется или, напротив, бездействует, передается нашим потомкам в измененном виде. Скажем, мускулистый человек передаст свою силу детям.

В школьных учебниках 1950-х годов, чтобы объяснить появление той или иной физической характеристики и интерпретировать его с точки зрения передачи приобретенных признаков или естественного отбора, приводилась история жирафа. Стадо жирафов в саванне ест листья деревьев, и самым длинношеим достается больше пищи. Через несколько поколений шея у жирафов становится длиннее — почему?

Версия сторонников гипотезы передачи приобретенных признаков: жираф все сильнее тянет шею, отчего она удлиняется, он питается листьями, растущими выше, и передает эту длинную шею своим детенышам. Версия сторонников теории естественного отбора: жирафы с самой длинной шеей достают даже самые верхние листья, им легче выжить, и поэтому у них больше детенышей, у которых, как и у их родителей, длинные шеи. Сегодня мы знаем, что верна только вторая версия.

Эволюция путем естественного отбора возможна при соблюдении трех условий: нужно, чтобы сам признак был вариабельным, чтобы от него зависело выживание или размножение и, наконец, чтобы он передавался потомству. Применив к тому или иному сценарию эту схему, мы легко поймем, насколько он вероятен. Возьмем для примера мизинец на ноге. Исчезнет ли он?

Чтобы признак изменился в ходе естественного отбора, прежде всего нужно, чтобы он был вариабельным: то есть чтобы у одних индивидов на ногах были мизинцы, а у других нет. Кроме того, необходимо, чтобы наличие мизинца давало преимущества, и, наконец, чтобы наличие или отсутствие мизинца передавалось потомкам.

Все три условия в случае с мизинцем не выполняются. Тем не менее верно, что если орган становится бесполезным, то мутации, ведущие к утрате этого органа, не устраняются в ходе естественного отбора, а потому могут накапливаться из поколения в поколение и в конце концов, через очень долгое время, действительно привести к окончательной утрате органа. Это объясняет, к примеру, почему у больших человекообразных обезьян, к числу которых относимся и мы, больше нет хвоста. Мы утратили его за те несколько миллионов лет, в течение которых он был нам не нужен.

После ряда открытий в области эпигенетики представление о передаче приобретенных признаков пришлось частично пересмотреть. Эпигенетика изучает механизмы, которые модулируют экспрессию генов в зависимости от окружающей среды. Некоторые из этих модуляций передаются от матери к ребенку. Феномен был описан на примере женщин, страдавших от голода. Выяснилось, что у детей таких матерей in utero развиваются эпигенетические особенности, которые впоследствии помогают им максимально накапливать доступные ресурсы — «нагуливать жирок». Если потом такие дети растут в условиях изобилия, они проявляют склонность чрезмерно аккумулировать калории, и риск ожирения у них выше.

Таким образом, внешние условия жизни матери, в данном случае голод, влекут за собой более сильную предрасположенность ребенка к болезням обмена веществ. Теперь предстоит выяснить, может ли подобный механизм передаваться следующим поколениям. Конечно, большая часть эпигенетических проявлений исчезает при мейозе, который происходит при образовании гамет, но некоторые могут переходить к следующему поколению. Эта область исследований сейчас активно развивается. Эпигенетические передачи уже были продемонстрированы на двух-трех поколениях мышей. Что касается таких передач у людей, над этим вопросом сейчас работают многие группы ученых. Пока не доказано обратное, подобные передачи считаются малозначимыми. Иными словами, хотя эпигенетика играет свою роль в адаптации индивидов к окружающей среде, она вовсе не отменяет того факта, что адаптация происходит путем естественного отбора.

Но сохранилась ли у нашего вида способность к эволюции путем естественного отбора? На первый взгляд, мы от нее освободились. Нам больше не нужно спасаться от хищников, а женщины, по крайней мере в развитых странах, уже почти не рискуют умереть в родах. Кроме того, в развитых странах младенческая смертность снизилась до минимального уровня и стремится к нулю.

Напомню, что в XVII веке в семьях было по 5–7 детей, из которых половина не доживала до 15 лет (так, при рождении и в младенчестве умерла половина детей Иоганна Себастьяна Баха, а еще раньше та же участь постигла большую часть его братьев и сестер). Рожая, женщины всякий раз рисковали жизнью: вероятность смерти при каждых родах достигала 2%, а шанс умереть от послеродовых осложнений составлял 30%! Вот почему мы вправе утверждать, что вышли из-под давления естественного отбора, — по крайней мере, в Европе и во всяком случае в том, что касается смертности.

Но естественный отбор не ограничивается выживанием: индивид должен еще передать свой генофонд, то есть найти партнера и обзавестись потомством. А в этом отношении еще не все возможности исчерпаны. Как показало исследование, проведенное Национальным институтом статистики и экономических исследований Франции, среди французов 1961–1965 годов рождения 20,6% мужчин и 13,5% женщин никогда не имели детей.

Если отсутствие потомства было частично связано с генетическим фактором, здесь мог проявиться естественный отбор. Речь может идти, например, о вариантах генов в Y-хромосоме. В Дании приблизительно у 30% молодых мужчин репродуктивного возраста отмечается низкая фертильность. Подробный анализ показал, что в группе мужчин с низкой фертильностью чрезмерно представлены некоторые наборы Y-хромосом. Следовательно, если экологические условия не улучшатся, эти гаплогруппы через несколько поколений исчезнут. Снижение фертильности, вероятно, связано с такими факторами, как загрязнение окружающей среды, повреждающими некоторые Y-хромосомы. Медицинское вмешательство может частично компенсировать низкую фертильность и смягчить отбор, но полностью исправить положение вряд ли удастся.

Подобные примеры естественного отбора (а здесь речь действительно идет о естественном отборе) довольно редки. Естественный отбор — медленный процесс, и трудно увидеть его «в действии», если только его влияние на репродукцию не оказывается прямым и массовым, как в данном случае. Но для действия механизмов естественного отбора достаточно того, чтобы мы обладали разной устойчивостью к экологическим факторам и загрязнениям среды, нарушающим работу эндокринной системы, чтобы эта устойчивость передавалась из поколения в поколение и чтобы состояние окружающей среды не улучшалось.

Еще одна составляющая естественного отбора, помимо фертильности, — половой отбор, выбор партнера. Речь идет о механизме, который придает индивидам, обладающим определенными признаками, большую репродуктивную привлекательность. Я уже упоминала, что в ходе эволюции такими признаками становились, например, наличие бороды, раскосые глаза, голубой цвет глаз. Все эти особенности не давали никаких преимуществ с точки зрения выживания.

Выявить действие полового отбора сложно, но несколько параметров, таких как рост, все же удалось изучить. Исследования показывают, что женщины предпочитают более рослых мужчин. В среднем у них больше детей, поскольку выше шансы найти пару. Этот признак передается потомкам, то есть действует тот вариант естественного отбора, который называется половым. Но напомню, что это медленный процесс, и необходимо, чтобы то же предпочтение сохранялось во многих поколениях.

Понимание этого механизма позволяет вообразить невероятное будущее. Предположим, что когда-нибудь мы начнем предпочитать остроконечные уши. Если форма ушей будет передаваться из поколения в поколение, то через некоторое количество поколений люди будут походить на Спока из «Звездного пути»…

В половом отборе присутствуют и феномены неслучайного выбора партнера по принципу «рыбак рыбака видит издалека» и обратному принципу — «противоположности притягиваются». Наиболее изученный пример этого явления связан с комплексом HLA (человеческих лейкоцитарных антигенов).

Комплекс HLA играет важную роль в иммунитете: чем выше в нем уровень генетического разнообразия, тем лучше защита от патогенов. Высокое генетическое разнообразие комплекса HLA достигается за счет повышения гетерозиготности в соответствующей части генома, когда ДНК, полученная от отца, отличается от ДНК, полученной от матери. Сравнив комплексы HLA внутри пар, ученые сделали удивительное открытие: в некоторых популяциях супруги зачастую обладают очень разными комплексами HLA. Как будто мы специально выбираем партнера по его способности усилить нашу иммунную защиту!

У детей исследованных пар в комплексе HLA действительно обнаружилось больше разнообразия, а значит, они обладают иммунитетом к более широкому спектру болезней. Но каким образом создаются пары с разными комплексами HLA? Мы не способны видеть комплекс HLA потенциального супруга — так как же нам удается его вычислить?

Найти ответ помог эксперимент, в котором молодых мужчин попросили несколько дней носить одну футболку, а затем группе молодых женщин предложили понюхать эти футболки и выбрать те, запах которых им нравится больше. Как оказалось, в среднем женщины чаще выбирали футболки тех мужчин, чей комплекс HLA больше всего отличался от их собственного. Возникла гипотеза, что комплекс HLA связан с феромонами — группой гормонов, участвующих в привлечении брачных партнеров у животных.

Как показывают эти примеры, мы все еще не освободились от эволюционных механизмов естественного отбора. И все же трудно (если вообще возможно) предположить, в каких направлениях будет идти естественный отбор, какие признаки отбираются сейчас и будут отбираться в дальнейшем. Человек быстро и заметно меняет окружающую среду, а естественный отбор действует медленно. К тому же время, необходимое для того, чтобы та или иная модификация распространилась на весь вид и привела к видимым изменениям, тем больше, чем больше популяция. Но если бы мы отправили небольшую группу людей на другую планету, их эволюция шла бы быстрее. Под давлением естественного отбора или по воле случая всего через несколько сотен поколений потомки этих людей представляли бы собой группу, заметно отличающуюся от тех, кто остался на Земле. И трудно представить, как бы они выглядели…

Ну а теперь, разобравшись в некоторых механизмах естественного отбора, какой прогноз мы можем сделать относительно тех, кто останется на Земле? Рост — яркий пример заметных изменений в нашем облике за последние десятилетия: в среднем в разных популяциях за 100 лет он увеличился на 10–20 сантиметров. Будет ли эволюция продолжаться в том же направлении? Станут ли следующие поколения людей великанами?

Для начала давайте еще раз взглянем на историю эволюции нашего вида. Наши предки, жившие 3–4 миллиона лет назад, были невысокими: те, по чьим немногим ископаемым останкам удалось приблизительно определить рост, оказались не выше 1,2 метра. Затем на протяжении миллионов лет средний рост увеличивался. Сегодня средний рост мужчин в Европе — 1,78 метра, женщин — 1,68 метра. Но эта эволюция не была линейной. Мы лишь «вернули» себе рост наших предков эпохи палеолита: средний рост мужчин, живших в Европе более 20 тысяч лет назад, составлял 176,3 сантиметра в Моравии и 182,7 сантиметра в Средиземноморье. Затем, в эпоху неолита, средний рост уменьшился, и известный нам минимум — это рост мужчин из Карпатского бассейна (лендельская культура): в пятом тысячелетии до н. э. он составлял всего 162 сантиметра.

Среди популяций, чьи данные регистрировались в течение века, больше всех прибавили в росте иранцы: они выросли со 157 до 173 сантиметров. У женщин на первом месте кореянки: со 142 до 162 сантиметров. Как объяснить эти изменения? Естественный отбор не действует такими темпами; здесь все дело в общем улучшении здоровья популяций. Сегодня жители богатых стран едят досыта, а детские болезни по большей части отступили. Кстати, уменьшение среднего роста у некоторых популяций в эпоху неолита может объясняться тем, что более высокая плотность населения (по сравнению с общинами охотников-собирателей эпохи палеолита) способствовала распространению болезней.

Несмотря на влияние факторов окружающей среды, рост — тот признак, изменчивость которого во многом определяется генами: примерно на 80% рост обусловлен наследственностью. Современные исследования генетического кодирования роста выявили более 3000 связанных с ним вариантов в геноме (однонуклеотидных полиморфизмов, SNP), но роль каждого из них очень невелика. Кроме того, все они в совокупности лишь частично (примерно на 25%) объясняют изменчивость роста; очевидно, существуют и другие, еще неизвестные генетические факторы. Мы достигли предела возможностей экспериментальных методов, поскольку чем слабее эффект, тем большее число индивидов нужно наблюдать. Для выявления последних 3000 вариантов потребовалось изучить геном 700 тысяч человек, при этом более раннее исследование, охватывавшее «всего» 250 тысяч человек, позволило выявить только 700 SNP.

Хотя рост на 80% обусловлен генетическими факторами, увеличение среднего роста за последние сто лет объясняется изменениями окружающей среды. Этот пример показывает, что доля влияния генетических факторов на какой-либо признак вовсе не указывает на то, способен ли этот признак меняться под влиянием экологических факторов. Какой бы значительной ни была эта доля, признак может быстро меняться под воздействием окружающей среды. «Генетический детерминизм» признака ничего не говорит о возможности его модификации в ответ на изменение внешних условий.

Как будет в дальнейшем меняться наш рост? Существует ли предел, выше которого расти невозможно? В наши дни увеличение роста замедляется. В Австрии, Франции, Швейцарии, Великобритании и США оно уже очень невелико по сравнению с одним сантиметром за десятилетие в прошлом веке, или 10 сантиметрами за столетие. А в некоторых странах этот параметр уже остается неизменным.

Это касается Норвегии, Дании, Словакии, Нидерландов и Германии. В Норвегии с 1980-х годов средний рост молодых мужчин колеблется между 179,4 и 179,9 сантиметра. В Германии он не увеличивается с 1990 года и держится на уровне 180 сантиметров. В Нидерландах средний рост молодых мужчин остановился на отметке 184 сантиметра, в Словакии — 179 сантиметров. В некоторых европейских странах, например в Швеции, он изменился незначительно — на 0,7 сантиметра за 10 лет.

Но исследования показывают, что рост шведов увеличился на два сантиметра… если не включать в статистику иммигрантов. Их доля в населении — 13%, а средний рост — 177,7 сантиметра. У нас слишком мало сравнительных данных, чтобы выявить связь между иммиграцией и ростом. Иными словами, нельзя исключить, что замедление роста европейских народов отчасти объясняется (по крайней мере, в некоторых странах) более значительной долей низкорослых иммигрантов. Шведы — одни из самых высоких людей в мире, а иммигранты, независимо от географического происхождения, обычно ниже ростом. Иначе обстоит дело в других странах, например в Англии, где иммигранты из балтийских стран в среднем выше коренного населения.

Но даже если учитывать статистический вклад иммигрантов, складывается впечатление, что улучшение условий жизни в Европе за последнее столетие привело к достижению нами максимального роста, дозволенного генетикой. Мы уперлись в потолок. Чтобы убедиться в существовании такого потолка, достаточно взглянуть на низкорослые народы. Маленький рост пигмеев прописан в их генофонде. Вероятно, в более благоприятных условиях они стали бы выше, но определенно не доросли бы до 180 сантиметров.

У нас нет данных об увеличении роста пигмеев за последние десятилетия, но мы можем сослаться на другие невысокие популяции. Например, средний рост гватемальских женщин в 1994 году составлял 140 сантиметров, а в 2014 — 149 сантиметров; это, конечно, значительная прибавка, но до среднего европейского роста в 168 сантиметров очень далеко. В Европе северные народы более рослые, чем южные, хотя медицинские и санитарные условия у них сопоставимы. Это еще одно доказательство существования генетически обусловленного потолка.

Эти рассуждения, конечно, справедливы, но увеличению или уменьшению роста способствуют и другие факторы. Один из них довольно сложный: генетические исследования показывают, что в Европе гетерозиготность, то есть генетическая вариабельность у индивида, выражающаяся в различиях между отцовской и материнской ДНК, положительно коррелирует с ростом. Иными словами, наиболее гетерозиготные индивиды, то есть те, у кого родители сильнее различаются генетически, в среднем выше ростом. Если этот результат подтвердится, это будет означать, что смешение генов вследствие иммиграции людей из отдаленных популяций (отличающихся с генетической точки зрения) повысит гетерозиготность, а значит, и рост.

Возможно, не следует пренебрегать и эпигенетическими факторами. Окружающая среда, в которой живет мать, может сказаться на ее детях, не изменяя последовательности оснований ДНК. Как я объясняла выше, этот механизм уже известен: в период внутриутробного развития факторы внешней среды влияют на экспрессию некоторых генов. Возможно, это влияние сказывается на нескольких поколениях. Поскольку сегодняшние новорожденные — потомки тех, кто на протяжении двух поколений не испытывал ограничений, связанных с внешней средой, не исключено, что в наших генах еще есть резерв для увеличения роста.

Так будем ли мы расти и дальше? Здесь я перечислила механизмы, задействованные в эволюции роста. Одни дают лишь кратковременный эффект, другие действуют в долгосрочной перспективе. Будущее предсказать не так-то просто.

В городе Альгеро на Сардинии на каждой площади стены украшены великолепными фотографиями столетних горожан. Сардиния — одно из тех мест, где живет больше всего людей, достигших этого почтенного возраста. За последние два века улучшение условий жизни привело к росту популяций и увеличению продолжительности жизни. Сегодня во многих странах ожидаемая продолжительность жизни превышает 80 лет, особенно у женщин. Может ли человечество в целом надеяться когда-нибудь жить так же долго, как сардинцы, а то и дольше? Уподобимся ли мы все Мафусаилу?

Но чем именно объясняется долгожительство? Не все помнят, что средняя продолжительность жизни по всему миру в начале XIX века не превышала 40 лет. Но из этого не следует вывод, что большинство людей умирало в тридцать пять! На самом деле столь удручающий средний показатель объясняется главным образом высокой младенческой смертностью: если, скажем, половина людей в популяции доживает до 70 лет, а вторая половина умирает сразу после рождения, средняя продолжительность жизни составляет 35 лет.

Огромный скачок ожидаемой продолжительности жизни, которая с 1850 по 1950 год выросла примерно с 40 до 70 лет, обусловлен резким снижением младенческой смертности. Дальнейшим ростом продолжительности жизни, с 70 до 80 лет, мы обязаны снижению смертности взрослых от сердечно-сосудистых заболеваний.

И все же в целом увеличение продолжительности жизни весьма относительно. Вот уже два десятилетия она растет в большинстве стран (так, в Иране люди стали жить на 20 лет дольше), но при этом сокращается в других (в частности, в странах Африки из-за эпидемии СПИДа). Чем больше избыточная смертность затрагивает молодых, тем более заметно ее влияние на ожидаемую продолжительность жизни. Умерший в 30 лет «отнимает» у ожидаемой продолжительности жизни 40 лет по сравнению с теми, кто достигает 70-летнего возраста, тогда как человек, умерший в 65 лет, «отнимает» всего пять.

Возьмем ожидаемую продолжительность жизни в России: она заметно сократилась после распада СССР, когда из-за чрезмерного потребления водки значительно увеличилась смертность людей в возрасте от 40 до 55 лет. Повысив цены на этот вид алкоголя, российское государство переломило тенденцию. Во многих развитых странах продолжительность жизни достигла потолка, а в США она даже сокращалась два года подряд из-за роста числа людей с ожирением и новой вспышки смертей от передозировки опиоидов.

Есть ли предел роста продолжительности жизни? Этот вопрос широко обсуждают демографы. Некоторые считают, что предел уже достигнут, другие полагают, что снижение смертности от некоторых болезней, в частности от рака, увеличит ожидаемую продолжительность жизни.

Конечно, снижение смертности в преклонном возрасте могло бы повысить продолжительность жизни, но, поскольку пользу это принесет прежде всего пожилым людям, с математической точки зрения выигрыш будет невелик. Некоторые из нас, возможно, проживут дольше, но на коллективном уровне, как общество, мы выиграем мало (не говоря уже о том, что смертность снизится не так сильно из-за увеличения доли заболевающих раком женщин, поскольку курильщиц сейчас становится больше).

Существуют ли другие способы увеличить продолжительность жизни? Несомненно — если вспомнить, что во Франции разница в ожидаемой продолжительности жизни между высшими и низшими социально-профессиональными категориями составляет 13 лет! Здесь еще есть над чем поработать.

Лонгитюдные исследования, в ходе которых за человеком наблюдают в течение всей его жизни, позволяют лучше разобраться в факторах долголетия. Комплексный анализ 148 таких исследований дал неожиданные результаты. Степень вовлеченности человека в социальную жизнь сказывается на продолжительности его жизни не меньше, чем такие известные факторы, как алкоголь, табак и наркотики! Мы определенно общественные животные: лучшая социальная интеграция ведет к увеличению продолжительности жизни.

А мы, именно мы сами, будем долгожителями? Существует ли ген долголетия, который помог бы нам прожить дольше или вообще сделал бы нас бессмертными, научись мы с ним обращаться? Число столетних женщин во Франции выросло почти с нуля в 1980-х до 18 тысяч в 2015 году. В Японии столетних людей больше 50 тысяч. Некоторые регионы мира славятся поразительным количеством столетних — Сардиния, Япония, один греческий остров, а также один из районов Коста-Рики. Ученые пытались выяснить, обладают ли эти люди неким особым генетическим профилем. Увы, они его не нашли. Мне жаль, но придется вас разочаровать: нет никакого особенного гена, который сделал бы нас долгожителями или бессмертными. Конечно, существуют гены, варианты которых влияют на максимальный возраст, но это влияние незначительно.

Мировой рекорд долгожительства по-прежнему удерживает француженка Жанна Кальман, которая прожила 122 года. Будет ли он когда-нибудь побит? Это настолько не укладывается в голове, что некоторые исследователи даже заподозрили, что за Жанну выдавала себя ее дочь… Смелая, но не заслуживающая доверия гипотеза; к тому же ее опровергают архивные материалы.

Смирившись с тем, что не станем бессмертными, мы можем лишь надеяться прожить как можно дольше в добром здравии. Недавно демографы предложили термин «ожидаемая продолжительность здоровой жизни». Современные данные показывают, что жители развитых стран могут прожить в хорошем физическом состоянии приблизительно 80% своей жизни. Так, во Франции, при средней продолжительности жизни у женщин 85 лет, 64 года они проведут здоровыми; у мужчин, чья продолжительность жизни 80 лет, этот срок составит 63 года.

Но подобные показатели почти не поддаются точной оценке! Всякий ли ущерб здоровью следует принимать во внимание — или только утрату способности себя обслуживать? Как измерить боль? Если состояние здоровья определяется по собственным словам человека, то как сравнивать между собой целые страны? Для сравнения ситуации в разных странах исследователи задавали людям вопрос: отмечалась ли за последние полгода необходимость в ограничении привычных занятий? Франция оказалась далеко позади Швеции, где при такой же ожидаемой продолжительности жизни люди живут в добром здравии на 10 лет дольше. И здесь тоже есть к чему стремиться.

Описанные примеры с ростом и ожидаемой продолжительностью жизни говорят о том, что очень трудно предсказать, в каком направлении мы будем эволюционировать. И они указывают на невероятное повышение уровня и качества жизни в Европе в последние десятилетия — и даже в последние два века.