Чтобы понять, как ужасная непредсказуемая среда действует на растущий мозг, нам необходимо понять механизм нормальной реакции на стресс. Оказавшись перед лицом угрозы, мы можем встретить ее — или убежать. Это быстрый ответ типа бей-или-беги, когда мы имеем тот самый внезапный прилив эмоций, который требует максимально быстрой мобилизации и запускается деятельностью лимбической системы мозга. Такая готовность достигается с помощью так называемой гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.
После воздействия стресса гипоталамус выпускает два гормона — кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ) и аргинин-вазопрессин (АДГ), стимулирующие расположенный неподалеку гипофиз на выработку адренокортикотропного гормона (АКТГ) и высвобождение его в кровоток. АКТГ действует на надпочечники — железы, расположенные далеко внизу, в брюшной полости, — и заставляет их вырабатывать адреналин, норадреналин и кортизон. Баланс адреналина и норадреналина регулирует вегетативную нервную систему (ВНС), которая, в свою очередь, повышает частоту дыхания, усиливает сердцебиение и потливость, расширяет зрачки и временно прекращает пищеварение. В конце концов, некогда жевать жвачку, если собираешься идти в бой. Если вам случалось когда-нибудь чувствовать холод и пустоту в желудке, знайте: это работала ваша ВНС. Кортизон повышает концентрацию глюкозы в крови, получая таким образом больше топлива для мышц. Все это прекрасно, если существует реальная угроза, на которую нужно немедленно реагировать. Однако реакцией типа бей-или-беги нужно пользоваться только в соответствующих ситуациях и то в меру.
Поддержание высокого уровня стресса в течение долгого времени ведет к хронической неспособности человека справляться с различными превратностями жизни. Так, если все время держать педаль газа полностью нажатой, гоняя двигатель на максимальной скорости, то рано или поздно гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система не выдержит и сломается, что неизбежно повлечет за собой болезнь и повреждения вашей иммунной системы. Кроме того, хронический стресс удалось связать с такими психиатрическими расстройствами, как депрессия, причем у большинства людей, страдающих серьезной депрессией, активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы повышена. Так что, человек, если он хочет сохранить тело и сознание здоровыми, должен научиться регулировать свою реакцию на стресс. Частично такую регуляцию обеспечивает гиппокамп, в котором есть глюкокортикоидные рецепторы (ГР), призванные следить за уровнем глюкозы и кортизона в крови. Когда концентрация глюкозы и кортизона достигает критического уровня, гиппокамп дает сигнал гипоталамусу перекрыть гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковый процесс — точно так же, как термостат на батарее регулирует температуру. Если термостат неисправен, дом промерзает или перегревается. Если гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковый (ГГН) процесс нарушен, вы реагируете на стресс либо слишком вяло, либо слишком резко.
|
|
Дети, выросшие в атмосфере оскорблений и насилия, страдают не только от проявлений жестокости, но и от невозможности предсказать, когда следует ждать очередной атаки. Непредсказуемость разъедает способность преодолевать стресс, поскольку человек не в состоянии расслабиться, но должен поддерживать в себе готовность в любой момент отразить удар. Это вызывает долговременные нарушения в работе ГГН-системы и может иметь отложенные последствия, которые проявятся много лет спустя. Возможно, поэтому у людей, страдающих ПТСР, циркуляция кортизола носит ненормальный характер — их ГГН всегда настороже и не может расслабиться. В ходе исследования, напоминающего первоначальные опыты Боулби, финские ученые проследили судьбу 282 детей, эвакуированных во время Второй мировой войны, с целью проверить, как повлияла изоляция от родителей на характер их реакции на стресс несколько десятилетий спустя. У тех, кто в раннем детстве вынужден был расстаться с родителями, 60 лет спустя наблюдалась повышенная кортизоловая реактивность в стресс-тестах. Результат указывает на то, что пережитое в детстве навсегда изменило физиологию их ГГН-системы. Чем старше был ребенок на момент эвакуации, тем более устойчивой была его психика и тем меньше нарушений в работе ГГН-системы у него наблюдалось во взрослом возрасте.
|
|
Еще до рождения человека стресс может изменить функционирование его ГГН-оси. Самок макак-резусов на поздних стадиях беременности вынимали из клетки и подвергали действию непредсказуемого, громкого, вызывающего стресс шума. После рождения маленьких обезьянок оказывалось, что функция ГГН-системы нарушена не только у матери, но и у ребенка; сравнение проводилось с другими самками, не пережившими стресса во время беременности, и их детенышами. Точно так же беременные женщины, пережившие ужасное непредсказуемое событие вроде атаки на Всемирный торговый центр, когда никто не знал, что происходит, могли, сами того не желая, передать страх по наследству своим находившимся на тот момент в утробе детям.
|
|
Установлено, что после рождения долговременные последствия раннего знакомства с психотравматической домашней обстановкой изменяют реакцию ребенка на агрессию, даже когда он спит. Ученые просканировали мозг нескольких спящих младенцев в возрасте от полугода до года в аппарате фМРТ. Одновременно им проигрывали аудиозапись бессмысленных фраз, произнесенных взрослым мужчиной очень сердитым, слегка сердитым, радостным и нейтральным тоном. Несмотря на сон, дети из конфликтных семей демонстрировали более высокую реактивность на сердитый голос в передней поясной коре, хвостатом ядре, таламусе и гипоталамусе — всех участках мозга, относящихся к ГГН-системе. Их реакция на стресс уже сенсибилизирована к присутствию агрессии.
Гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система изменена также у одомашненных животных. Как мы уже видели, одомашнивание изменяет и поведение, и мозг. Домашние животные менее агрессивны и реже испытывают страх, у них повышен уровень серотонина — нейротрансмиттера, связанного с просоциальной деятельностью. В нормальных условиях дикие лисята начинают бояться человека в возрасте примерно 45 дней; у них включается природный рефлекс бей-или-беги, и они уже с меньшим энтузиазмом исследуют окружающий мир. У домашних же лисят того же возраста такого страха не наблюдается, и они продолжают исследовательскую деятельность. Период социализации у прирученных лис существенно длиннее, а игровая активность затягивается до взрослого возраста.
Не надо нервничать, лучше радуйтесь!
Чтобы понять эмоции, нужно обязательно разобраться во взаимоотношениях между телом и сознанием. Одной из первых попыток сделать это стало предположение Уильяма Джеймса: эмоции возникают в результате реакции организма на неожиданный стресс. Если человек встречает медведя, у него тут же включается реакция бей-или-беги, призванная разобраться с угрозой, а страх он почувствует позже. Так и должно быть, это хорошая эволюционная стратегия — ведь в ситуации потенциальной опасности лучше сначала действовать, а потом уже задавать вопросы. Джеймс считал, что отреагировать человек должен раньше, чем у него появится время как следует обдумать ситуацию. Не стоит сидеть на месте и размышлять о том, какие чувства вы испытываете по отношению к медведю.
В современном мире большинству из нас редко приходится встречаться с медведями, но у каждого бывают ситуации, когда нужно действовать сейчас, а думать потом. Это может быть внезапный испуг, когда кто-то неожиданно выскакивает на вас из-за угла, или неожиданная угроза. Мгновенно начинается подготовка: в кровь впрыскивается адреналин, подскакивают пульс и частота дыхания. Хамское поведение на дороге — классический пример агрессии, которую предполагаемая угроза порождает прежде, чем мы успеваем оценить угрозу реальную.
Гипотеза Джеймса об эмоциях, следующих за реакцией, не учитывала ситуации, в которых тело реагирует на стрессовую ситуацию медленнее, чем идет мыслительный процесс. Кроме того, люди не всегда чувствуют изменения в организме в стрессовой ситуации. Иногда эмоции предшествуют телесным изменениям; именно поэтому мы, прежде чем покраснеть, испытываем смущение. Может быть, вы прилюдно рыгнули, огляделись вокруг — и чувствуете, как ваши щеки теплеют и наливаются краской, когда до вас доходит эмоциональный смысл произошедшего. Мысль возникла практически мгновенно, а вот на изменения в токе крови потребовалось больше времени. Так что же здесь является причиной? Бегство вызывает страх или мы убегаем именно потому, что испугались?
Верно и то и другое. В некоторых ситуациях необходимость максимально быстрой реакции перевешивает необходимость подумать (к примеру, в случае внезапного появления медведя), тогда как в других лучше обдумать ситуацию, а реагировать потом (к примеру, покраснеть). Однако в обеих ситуациях играют роль опыт и ожидания. Если нам известно, что медведь на самом деле — чучело, мы вряд ли испугаемся. Если мы опростоволосились (рыгнули) в кругу семьи, нам не так неловко.
Как явствует из приведенных примеров, существуют быстрые и медленные пути к эмоциям; какой путь мы выберем, зависит от обстоятельств и от того, как мы интерпретируем ситуацию. Кроме того, на наши эмоции сильно влияют окружающие нас люди. В классическом исследовании на тему важности социального контекста наивным испытуемым делали укол адреналина, сказав им, что это витамины, которые должны повысить качество прохождения некоего визуального теста. Все это было лишь дымовой завесой для реальной цели исследования — посмотреть, как влияют окружающие на наши эмоциональные переживания. Некоторым участникам говорили правду: что от инъекции у них будут дрожать руки, пылать лицо и участится сердцебиение. Другим называли не те симптомы: говорили, что будет слегка болеть голова и чесаться кожа.
Пока участники эксперимента сидели и ждали, их попросили заполнить анкету о настроении. Среди них сидел и экспериментатор, действовавший одним из двух способов. Он не получал инъекции адреналина, но вел себя либо негативно, жалуясь на исследование и ученых, либо позитивно, говоря, что все очень интересно и они прекрасно проводят время.
Тем временем у настоящих испытуемых адреналин активировал ГГН-систему и вызывал проявление телесных признаков, характерных для реакции бей-или-беги. Внезапно у человека появлялись соответствующие ощущения, но как он мог их интерпретировать? Те, кто был предупрежден о реальном действии адреналина, понимали все правильно («Я чувствую себя немного на взводе из-за укола»). Но те, кто не ожидал сердцебиения и дрожания рук, должны были как-то интерпретировать сигналы своего организма. Именно в этот момент поведение окружающих играло принципиальную роль. Эмоции, которые испытывал наивный участник эксперимента, зависели от поведения подсадной утки. Те, кто сидел в одной комнате с воодушевленным экспериментатором, оценивали свое настроение гораздо более позитивно по сравнению с теми, кто делил комнату с экспериментатором раздраженным. Оба участника для интерпретации собственных телесных ощущений использовали социальный контекст, то есть поведение окружающих. Так что, как бы нам ни нравился рок-концерт, футбол или отдых в парке аттракционов, наш эмоциональный опыт сильно зависит от реакции остальных.
Значение интерпретации объясняет, почему в определенных ситуациях одни из нас чувствуют тревогу, а другие — радостное возбуждение. По ходу жизни мы постепенно учимся интерпретировать ситуации на основании накапливаемого опыта. Вот почему дети, выросшие в обстановке постоянных конфликтов и проявлений агрессии, начинают воспринимать это как норму и всегда ждать чего-то подобного. Единственное, что можно наверняка предсказать в любом домашнем конфликте, — это злость. Там, где злость, там скоро будет насилие, поэтому дети, подвергавшиеся насилию в семье, как правило, раньше других замечают злость на лицах и вообще определяют лица в среднем как более злые, хотя к другим эмоциям никакой особой чувствительности не проявляют. Такая тенденция показывает, что эти дети всегда готовы к реакции бей-или-беги.
Эти знания позволяют нам менять поведение проблемных подростков. Мои коллеги по департаменту в Бристоле подготовили серию компьютерных изображений лиц, полученных путем трансформирования лиц реальных, с гаммой чувств, постепенно переходящих от радостного через нейтральное к злому. Подростки, многие из которых имели криминальный опыт и находились под наблюдением как потенциальные рецидивисты, воспринимали промежуточные эмоции как более агрессивные. Однако путем хитроумных махинаций и ложных обратных связей у половины из них экспериментаторам удалось немного снизить предрасположенность к повсеместному обнаружению злости. Иными словами, после тренинга они с гораздо большей вероятностью воспринимали промежуточные лица как радостные, а радостные как еще более радостные.
Психологам удалось сдвинуть восприятие подростков в сторону более позитивной интерпретации. Замечательно, что эффект этот оказался долгоиграющим и заметно изменил их поведение в целом. Подростки вели дневники, а оценивали их исследователи, которые ничего не знали о состоянии каждого подростка. После всего двух недель занятий те подростки, отношение которых к миру удалось изменить, были, по оценке наблюдателей, более жизнерадостными, менее агрессивными и меньше конфликтовали с окружающими.
Домашнее насилие
Нам всем с самого начала нужен рядом кто-то близкий. Именно этим императивом — иметь в жизни близкого человека — объясняется парадоксальная привязанность детей к жестоким родителям и тот факт, что насилие в семье может продолжаться очень долго. Согласно статистическим данным Британского национального общества по предотвращению жестокости к детям, опубликованным в 2012 г., каждый четвертый из нынешних молодых людей в детстве подвергался жестокому обращению. Казалось бы, человек получил в процессе эволюции мозги, чтобы избегать опасности, но, когда социальные работники, врачи или полицейские пытаются спасти жертву домашнего насилия, удалив ее из опасной среды, ребенок часто готов солгать, чтобы защитить родителей. Гарри Харлоу в своих исследованиях по воспитанию демонстрировал аналогичное явление: напуганный малыш макаки-резуса готов цепляться даже за искусственную «мать», сделанную из проволоки, тряпок и пластмассовой головы. Если экспериментатор наказывал его за привязанность неприятным дуновением ветра, малыш продолжал висеть на «маме», вцепившись изо всех сил. Как понять подобную странную любовь?
Нейробиолог Регина Салливан, изучающая нейробиологическую основу привязанности, считает, что ответ можно получить из наблюдений за крысятами. Крысы — умные животные и быстро усваивают, что может стать источником боли. Они умеют связать запах с болезненным ударом. Удивительно, но область мозга, отвечающая за страх и бегство от опасности, в присутствии матери отключается. Крысята могут связать определенный запах с опасностью, но не станут избегать его, если мать рядом; более того, они подойдут к источнику запаха, связанного с наказанием. Почему-то присутствие матери в опасных ситуациях меняет поведение, переключая его с режима бегства на режим приближения к источнику боли. Подобное мазохистское поведение объясняется тем, что узнавание чреватых болью ситуаций требует активности того, что служит у крыс аналогом гормона стресса кортикостерона, но присутствие матери отключает у маленьких крысят в гнезде этот механизм.
Вне гнезда любопытные крысята, став старше, будут проявлять осторожность и избегать опасностей, но за спокойствием и безопасностью они всегда будут возвращаться в гнездо. Эта реакция называется социальным буфером, мы наблюдаем ее и у людей, столкнувшихся со стрессовой ситуацией; присутствие близкого человека облегчает переживания. Даже фотографии любимого человека достаточно, чтобы смягчить боль. Проблема возникает, когда любимый человек одновременно является источником боли и опасности. Когда крысы возвращаются в гнездо, их кортикостероновые механизмы выключаются, и они забывают, каким чудовищем может быть их мать. Поэтому непредсказуемая обстановка вызывает стресс, но еще хуже в этом смысле перманентно вредная обстановка. Для некоторых неопределенность будущего страшнее, чем предсказуемость нынешней ситуации, даже если в ней царит жестокость; не зря говорят, что знакомый дьявол лучше незнакомого.
Ясно, что раннее столкновение с домашним насилием может оставить долгий отпечаток, но не все переносят превратности судьбы одинаково, и не у каждого в результате стресса развивается болезнь. Не каждый будет терпеть обстановку насилия. Если вспомнить представление о стрессе как о биологическом явлении, возникает вопрос: почему люди реагируют на него настолько по-разному?
Неразлучные
У меня есть набор редких открыток эры ярмарочных балаганов, которую я описывал в начале этой главы. Они завораживают меня и наглядно напоминают о том, как резко могут меняться социальные отношения и история. Одна из открыток представляет собой фотографию Дейзи и Вайолет Хилтон в детстве. Дейзи и Вайолет — две сестры-близняшки, сросшиеся бедрами. Они родились в 1908 г. в Брайтоне и сразу же были оставлены своей матерью; она решила, что такое проклятие выпало ей за то, что родила вне брака. Принимавшая сестричек акушерка удочерила Дейзи и Вайолет и вырастила их. Девушки оказались талантливыми музыкантами; они прославились и даже снялись в нескольких фильмах, самый известный из которых — печально знаменитая кинокартина «Уродцы» Тода Броунинга (1932 г.).
Идентичные (однояйцевые) близнецы получаются, когда оплодотворенная яйцеклетка вскоре после зачатия делится на две. В редких случаях соединенных близнецов процесс деления остается незавершенным. Однояйцевые близнецы имеют одинаковый набор генов, тогда как разнояйцевые близнецы развиваются из двух отдельно оплодотворенных яйцеклеток, так что генотип у них совпадает только наполовину. Как Траляля и Труляля в «Алисе в Зазеркалье», однояйцевые близнецы выглядят одинаково, ведут себя одинаково, и нередко им даже приходят в голову одинаковые мысли. Существует поверье, что такие близнецы телепатически связаны между собой и читают мысли друг друга.
Исследование близнецов важно для понимания роли генов и среды в формировании пути развития человека. Подобно Дейзи и Вайолет, близнецов иногда воспитывают в приемных семьях, но, в отличие от сиамских близнецов, их можно поместить в разные семьи и воспитывать раздельно. Сравнивая близнецов, одно- или разнояйцевых, воспитанных вместе или в разных семьях, можно посмотреть, насколько они похожи, а затем разобраться, какую роль в этом сыграли гены, а какую — среда.
Исследования усыновленных близнецов показывают, что однояйцевые близнецы, воспитанные по отдельности, больше похожи между собой, чем разнояйцевые близнецы, выросшие в разных семьях. Это доказывает, что некоторые аспекты личности и интеллекта наследуются. Но однояйцевые близнецы не идентичны. Дейзи и Вайолет имели заметные различия в характере и даже, как утверждается, разную сексуальную ориентацию. Одной личностью они в любом случае не были. Когда речь идет о личности и интеллекте, наследственность отвечает за сходство близнецов в лучшем случае наполовину. К этому важному моменту Джудит Рич Харрис привлекает наше внимание в книге No Two Alike[3]. Мы настолько привыкли думать об однояйцевых близнецах как об одинаковых, что нам трудно понять, насколько разными они могут на самом деле быть. Если подумать, у Дейзи и Вайолет одинаковыми были не только гены, но и вообще все, вплоть до общего тела. Как могли они быть такими разными?
Большинство людей уверены, что главная причина различий между людьми заключается в том, что растут они в разных семьях. Несть числа советам о том, как лучше воспитывать детей, а в книжных магазинах книги на эту тему занимают целые секции. Истоком всего этого служит понятное желание каждого позаботиться о своих отпрысках и наилучшим образом подготовить их к самостоятельной жизни, а также глубоко укоренившееся представление о том, что развитием личности можно управлять. Мы все выросли в разных семьях и сформированы разным опытом; отсюда и общая вера в то, что такими, как есть, нас сделало воспитание. Обвиняя делинквентного ребенка, мы, как правило, обращаемся к его родителям. Однако Харрис много лет изучала все нюансы психологии развития и пришла к выводу: там, где речь идет о психологических результатах вроде интеллекта и личности, ни гены, ни домашнее окружение ничего не гарантируют.
По иронии судьбы большинство родителей, вероятно, не захотят этого слышать, но они должны первыми согласиться с Харрис. Любой родитель знает: как бы вы ни старались относиться к своим детям одинаково, вырастают они очень разными. Если разобраться, двое детей одних родителей, выросшие в одном доме, не намного более похожи друг на друга, чем двое случайно выбранных в той же популяции людей того же возраста. Как бы ни хотелось родителям в это верить и что бы ни писали книги по воспитанию, домашняя среда играет в развитии ребенка относительно скромную роль.
Но если среда здесь почти ни при чем, да и гены не могут отвечать за все, то чем же определяется личность? Харрис утверждает, что главной детерминантой интеллекта и характера ребенка служит влияние сверстников. Дома ребенок может вести себя так, как хочется родителям, но на площадке или в торговом центре он будет совсем другим. В разных ситуациях дети действуют и реагируют на окружающих по-разному. Вот почему дети иммигрантов, разговаривая по-английски, усваивают не акцент своих родителей, а местный диалект и говор окрестных подростков.
Теория Харрис считается спорной, поскольку идет вразрез с современными тенденциями семейного воспитания. Кроме того, она оставляет за скобками экстремальные условия румынских приютов и подавленных матерей, которые, как уже показано, влияют на развитие ребенка в долгосрочной перспективе. Более того, родители косвенно влияют на то, в какой группе сверстников окажется их ребенок, поскольку именно они выбирают место жительства и школу, которую он будет посещать. При всем том правила игры, вероятно, вновь изменятся, когда общество осознает роль вездесущих социальных сетей вроде «Фейсбука» и «Твиттера» в жизни подростков. Однако, даже если реалии жизни за сто лет изменились, это не объясняет, почему Дейзи и Вайолет, у которых были общие гены, общее тело и один круг общения, все-таки так отличались друг от друга. Возможно, дело в том, что окружающие стараются относиться к однояйцевым близнецам, даже соединенным бедрами, по-разному, чтобы различать их. Звучит правдоподобно, но самое вероятное объяснение само по себе невероятно — и здесь речь идет о роли случайных событий в развитии личности. Эта область исследований получила название эпигенетика.
Эпигенетика
Что общего имеют между собой пол рыбы-клоуна и распространение обычной простуды? Вопрос может показаться странным, но то и другое представляет собой примеры эпигенетического явления, запускаемого социальным поведением. То и другое определяется одновременно биологией и влиянием окружающих. Эпигенетика занимается изучением механизмов взаимодействия среды и генов — того, как сотрудничают природа и воспитание.
Эпигенетика дает ответы на обычные вопросы, которые время от времени возникают у каждого из нас. Рождаемся ли мы безумными, дурными или унылыми — или нашу личность определяют жизненные события? Почему наши дети такие разные, если мы стараемся относиться к ним одинаково? Без ответов на эти вопросы невозможно понять, как лучше всего строить общество, в котором мы хотели бы жить. Часто его формируют и управляют им законы и политика правительства. Ответы, которые люди предпочитают давать на эти вопросы, исходят из глубоких личных убеждений и отражают политические воззрения человека на роль личности в обществе. Однако эпигенетика предлагает новый взгляд на развитие человека, в котором биология сочетается с личным опытом.
Как мы уже отмечали, гены представляют собой цепочки ДНК-молекул, которые можно найти в каждой живой клетке; именно они командуют клетке, чем ей нужно стать. Делают они это посредством сборки белков из аминокислот, которые, в свою очередь, представляют собой комбинацию атомов углерода, водорода, кислорода и азота. В каждой клетке тела есть тысячи белков, а ДНК, регулируя производство белков, определяет, к какому типу принадлежит клетка и как она работает. Гены подобны книгам в библиотеке; они содержат информацию, которую, чтобы строить белки, необходимо прочесть или расшифровать. Белки командуют клетке стать какой-то конкретной клеткой, к примеру волосяной луковицей или нейроном. Это, конечно, очень упрощенное описание, и генетические механизмы этим не ограничиваются, но для нашего рассказа достаточно знать, что гены подобны последовательностям компьютерного кода в клетке и управляют ее деятельностью.
Гены строят человеческий организм, а человек — очень сложное животное. Каждое тело состоит из триллионов клеток, и первоначально считалось, что у человека должно быть значительное число генов, в которых могла бы храниться информация обо всех различных вариантах организации клеток тела. В 1990 г. ученые, работавшие над расшифровкой человеческого генома, начали наносить всю последовательность генов нашего вида на единую схему при помощи сложных технологий, позволяющих компьютерам читать генетические последовательности как строки кода. Очень скоро выяснилось, что первоначальные оценки в 100 тыс. генов были ошибочными. Хотя работы по проекту продолжаются до сих пор, окончательный подсчет дает для человека всего лишь 20,5 тыс. генов. Это число тоже может показаться немаленьким, но если вспомнить, что скромная плодовая мушка дрозофила имеет 15 тыс. генов, то генетическая оснащенность человека будет выглядеть даже не скромной, а попросту ничтожной. Мало того, у куда более простых созданий вроде банана или довольно-таки неприятного круглого глиста генов больше, чем у человека; наконец, наибольшее и наименьшее количество генов мы находим у возбудителей болезней, передаваемых половым путем, — у trichomonas vaginalis их 60 тыс., а у mycoplasma genitalis — 517.
Так что число генов не отражает реальной сложности организма. Причина, по которой мы настолько переоценивали количество генов в организме человека, заключается в том, что тогда роль эпигенетики еще не была до конца осознана. Более того, оказывается, что в тех немногих генах, что у нас имеются, зашифровано больше информации, чем нам может понадобиться. Судя по всему, лишь 2% генов связаны со строительством белков. Эта информация активируется только тогда, когда происходит экспрессия гена, и генетики теперь понимают, что экспрессируется лишь небольшая часть генов. Можно сказать, что экспрессия гена — исключение, а не правило. Причина в том, что гены представляют собой последовательность команд «если — то», а активирует их опыт человека. Опыт действует через множество механизмов, но, как правило, выключается ген при помощи генетического метилирования; считается, что оно играет также решающую роль в долговременных изменениях, определяющих наше развитие. Представьте себе гены как книги в библиотеке, где библиотека — это весь геном. Каждый ген можно прочесть и построить на его основе белок. Метилирование немного похоже на убирание книги в библиотеке из пределов досягаемости, чтобы инструкции по производству белков невозможно было прочесть, или на блокирование доступа к книжному шкафу.
Возможно, ДНК указывает клеткам, как они должны формироваться и организовываться, чтобы построить человеческое тело, но эти инструкции «звучат» в среде, которая производит настройку и регулирует их исполнение. К примеру, африканская бабочка bicyclus anyana бывает двух видов — яркая цветная или серая, в зависимости от того, когда она выходит из куколки, в сухой сезон или в дождливый. Гены заранее этого не знают, поэтому среда попросту включает нужные.
Иногда переключение генов происходит по социальным причинам. У многих рыб социальная среда может играть фундаментальную роль в определении того, как должны действовать гены, вплоть до изменения пола. Рыба-клоун живет социальными группами, возглавляемыми одной из самок. В мультфильме «В поисках Немо» компания Pixar не стала рассказывать зрителям, что рыба-клоун способна на транссексуальность. Когда доминантная самка в косяке умирает, главный самец меняет пол и занимает вакантное место. Или возьмем скромного кузнечика. Когда численность популяции кузнечиков достигает критической отметки, они меняют цвет, увеличиваются в размерах, собираются в стаи и становятся социально чувствительными к другим видам саранчи. Трансформация каждого отдельного кузнечика запускается количеством физических контактов с себе подобными.
Социальная среда запускает метаморфозы у множества разных видов, но есть ли доказательства того, что социальная среда аналогичным образом регулирует экспрессию генов и у человека? Разобраться в этом вопросе помогает обычная простуда. Социальная среда не только повышает нашу восприимчивость к простуде, но и влияет на то, как мы с ней боремся. Простуда чаще встречается в зимние месяцы не потому, что на улице холодно (как обычно считается), а благодаря передаче вируса от человека к человеку. Одной из причин широкого распространения вируса в зимнее время может служить тот факт, что зимой, когда на улице рано темнеет, мы чаще собираемся тесными группами, и вирус получает возможность переходить от человека к человеку. Вирусы — это маленькие кусочки ДНК, включающие 10–100 генов; они проникают в клетки и перехватывают управление производством белков, заставляя клетку выпускать копии вируса в больших количествах. По мере размножения вируса нормальное функционирование клеток, а затем и всего организма оказывается под угрозой. Однако способность вируса экспрессировать и копировать собственную ДНК регулируется реакцией нашего организма на социальный стресс.
Давно известно, что социальный стресс и изоляция действует на вирусные инфекции; именно поэтому при простуде наряду с куриным бульоном так полезны внимание и забота близких. Все это звучит как банальные доводы здравого смысла, но на самом деле эта народная мудрость отражает растущее понимание роли социальных факторов в развитии болезни. Анализ ДНК лейкоцитов, или белых кровяных телец, одиноких взрослых показал другой уровень экспрессии генов, чем в клетках неодиноких людей. Так, гены одиночек, ответственные за производство антител к инфекциям, были подавлены, а иммунный ответ, соответственно, снижен и менее эффективен. Возможно, именно этим объясняется тот факт, что одинокие люди чаще болеют. Замечательно при этом, что разница в экспрессии генов обнаруживается только у тех, кто сам ощущает себя одиноким, и не имеет отношения к реальному количеству социальных контактов. Даже самый популярный человек может чувствовать себя абсолютно одиноким в толпе, и в данном случае его ощущения важнее, чем размер круга социальных контактов.
Если социальные факторы способны регулировать экспрессию вирусных генов, то наш собственный набор из примерно 20 тыс. генов, скорее всего, тоже регулируется социальными факторами в биологически значимых масштабах. А значит, способность человека справиться с болезнью определяется не только биологическими, но и психологическими факторами.
Безумная идея Ламарка
Каковы же свидетельства эпигенетических процессов в организме человека? В конце концов, человек не может спонтанно поменять пол, когда группа остается без доминантной самки, однако критические события могут вызвать изменения в работе генов, а иногда возникшие в результате этого изменения в поведении даже передаются детям. Это поразительная, но не новая мысль. В начале XIX в. скромный французский дворянин Жан-Батист Ламарк предположил, что приобретенные в течение жизни свойства могут передаваться следующему поколению.
В поддержку этой идеи он указал на то, что сыновья кузнецов могут похвастать более крупными мышцами рук, чем сыновья ткачей, даже прежде, чем начинают принимать участие в семейном деле; Ламарк интерпретировал это как наследуемое свойство. В другом примере он предположил, что шея жирафа стала такой длинной потому, что эти животные постоянно тянутся к высоким ветвям за листьями; здесь речь идет о физическом свойстве, которое передается детенышам.
Сравните представления Ламарка с естественным отбором по Дарвину. В теории Дарвина существует два механизма изменений. Первый — это спонтанные мутации, порождающие вариативность среди членов группы. Сегодня мы понимаем, что варианты возникают благодаря генетическим процессам. Второй — действие среды, направленное на отбор тех вариантов, которые наделяют особь конкурентным преимуществом, позволяют ей оставить потомство и передать свой вариант по наследству. Постепенно, со сменой поколений, этот вариант в популяции обретает стабильность. В случае жирафов те, кто родился с мутацией, обеспечивающей шею подлиннее, более успешны в деле продолжения рода. При этом отпрыскам передается не личный опыт дотягивания до верхних листьев, а гены, увеличивающие длину шеи.
Первоначально Дарвин предположил, что длинная шея дает преимущество в смысле возможности съесть больше листьев, но оказывается, существует множество конкурирующих гипотез. Известно, однако, что механизм наследования построен не по Ламарку. Скорее длинная шея возникла как генетическая мутация, которая передавалась по наследству, тогда как жирафы с короткой шеей по какой-то причине не получали равной возможности продолжения рода. В определенный момент теория Ламарка в научных кругах была объявлена безумной, но сегодня эпигенетика проливает новый свет на его идеи. Может быть, жизненный опыт все же может повлиять на биологию следующего поколения.
В доказательствах Ламарка так много противоречий и проблем, что проще всего было бы отправить его теорию на свалку неудачных идей. Более того, теория Дарвина, утверждающая эволюцию путем естественного отбора, попросту лучше объясняет и предсказывает экспериментальные данные. И все же некоторые аспекты безумной теории Ламарка воскресли с появлением эпигенетики. Иногда события, произошедшие при жизни одного поколения, действительно могут повлиять на следующее. Эпигенетика объясняет, как сигналы внешней среды меняют активность (экспрессию) генов, не меняя при этом самой структуры ДНК. Со временем процесс естественного отбора сглаживает любое эпигенетическое влияние среды. Скорее такие эффекты связаны с переключателями, на которые «нажимают» эпигенетические процессы. Так что Ламарк, возможно, одержал победу в небольшом сражении, но Дарвин выиграл войну, объяснив, как мы передаем характеристики из поколения в поколение. Эпигенетика может даже дать ответ, почему люди, пережившие в раннем детстве травму, вырастая, сохраняют в себе эмоциональное наследие этой травмы, иногда на всю жизнь. Опять же, исследование процесса выращивания детенышей у многих поколений лабораторных крыс показало, как ранние переживания формируют связь между матерью и дочерьми.
Лизнуть крысу