Коррупция обусловлена генами? Среди муравьев тоже есть мошенники и коррупционеры, установили ученые
время публикации: 18:04 последнее обновление: 18:06
Необычное открытие сделали ученые из Великобритании и Дании: оказывается, муравьям также свойственно нечестное поведение и коррупция. Статья, в которой ученые описывают, как муравьи обманывают своих собратьев, опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Сначала при изучении социального строя обществ муравьев и пчел в глаза бросается их кооперативность, - говорит Билл Хьюс из Университета Лидса. - Однако присмотревшись, можно заметить, что им тоже свойственны конфликты и мошенничество - и в этом они очень похожи на человеческое общество. Ранее мы думали, что муравьи являются исключением, но наш генетический анализ показал, что в их обществе царит коррупция, в частности королевская".
Неравноправие, которое присутствует в муравейниках, ученые сравнили с тем, что происходит в ульях, где живут трутни и обычные пчелы. У муравьев, как и у пчел, есть свои носители "королевских генов". Доктор Хьюс и Якобус Бумсма из Университета Копенгагена обнаружили, что дочери некоторых отцов становятся "королевами" чаще остальных. Кроме того, муравьи, несущие особые королевские гены, имеют возможность дурачить своих сородичей и лишать их возможности оставить потомство.
Если ранее считалось, что возможность личинки превратиться в королеву была связана с питанием, то сейчас стало ясно, что она зависит от наличия "королевского" гена, сообщает РИА "Новости". Также ученые предполагают, что носители королевского гена намеренно не хотят плодить многочисленное потомство: если "королев" будет слишком много, рабочие муравьи перестанут воспринимать лидеров как таковых.
чтото в этом есть... у людей вот тож есть руководители, и есть начальники, и это две большие разницы. тож все на уровне генов, каждому свое, и питание не поможет
Мы привыкли считать, что доброта зависит прежде всего от воспитания, однако новые открытия генетиков показывают, что это качество является отчасти наследственным. Изображение с сайта www.8zaek.ru
Многие аспекты социального поведения у животных и людей регулируются нейропептидами окситоцином и вазопрессином. Израильские генетики обнаружили, что некоторые вариации в нуклеотидной последовательности гена OXTR, кодирующего рецептор окситоцина, напрямую связаны со склонностью людей совершать добрые поступки в ущерб личной выгоде. Открытие стало еще одним шагом в понимании наследственных основ альтруистического поведения.
О влиянии окситоцина и вазопрессина на социальное поведение животных и людей «Элементы» рассказывали неоднократно (см. ссылки внизу). В частности, было показано, что у людей перназальное введение окситоцина повышает доверчивость и щедрость (см.: Гены управляют поведением, а поведение генами, «Элементы», 12.11.2008). С другой стороны, близнецовый анализ показал, что эти черты характера являются отчасти наследственными (см.: Доверчивость и благодарность наследственные признаки, «Элементы», 07.03.2008). Это позволяло предположить, что те или иные варианты (аллели) генов, связанных с синтезом окситоцина или с его восприятием нейронами мозга,могут влиять на склонность людей доверять другим и делиться с ними ценными ресурсами (например, деньгами). Однако до сих пор конкретные вариации «окситоциновых» генов, обладающие таким эффектом, не были обнаружены.
Этот пробел восполнили израильские генетики. В статье, опубликованной в журнале PLoS ONE, они сообщили, что им удалось обнаружить связь между некоторыми аллельными вариантами гена OXTR и склонностью людей проявлять бескорыстный альтруизм. Ген OXTR кодирует окситоциновый рецептор белок, вырабатываемый некоторыми клетками мозга и отвечающий за их восприимчивость к окситоцину.
Ранее теми же авторами была проделана аналогичная работа с геном вазопрессинового рецептора AVPR1a. Оказалось, что между некоторыми вариациями в нуклеотидной последовательности регуляторных участков этого гена и готовностью людей поделиться деньгами с незнакомцем существует прямая связь. Об этом исследовании мы упоминали в заметке Гены управляют поведением, а поведение генами.
Однако было бы наивно предполагать, что AVPR1a является единственным геном, влияющим на эти черты характера. Специалисты, изучающие генетику поведения, хорошо знают, что так не бывает практически никогда. Сложные поведенческие признаки обычно зависят от множества генов. При этом нельзя забывать и о важной роли окружающей среды, воспитания, обучения: никто не отрицает их влияния, однако во многих случаях оно оказывается не абсолютным, и генетика тоже вносит свой вклад в развитие человеческой личности (см.: З. А. Зорина, И. И. Полетаева, Ж. И. Резникова. Основы этологии и генетики поведения).
В исследовании приняли участие две группы испытуемых: первая состояла из 203 студентов обоего пола, вторая из 98 взрослых женщин.
Для определения склонности к альтруизму использовались два стандартных теста, которые иногда не совсем правильно называют «играми». Первый тест называется «диктатор» (см. Dictator game). В этом тесте участвуют два человека, но только один из них совершает активные действия (принимает решения), а второй абсолютно пассивен. В данном случае второго участника на самом деле вообще не было, но испытуемые об этом не знали. Каждому участнику говорили, что он «играет» с другим человеком, ему незнакомым, причем экспериментаторы гарантировали полную анонимность. То есть испытуемые не опасались мести партнера и не рассчитывали на его благодарность. Испытуемый получал небольшую сумму денег (50 шекелей) и должен был по своему усмотрению распределить ее между собой и невидимым партнером. Он мог спокойно оставить все деньги себе и это было бы единственно правильным решением с точки зрения теории игр.
Впрочем, хорошо известно, что многие человеческие поступки нельзя адекватно объяснить при помощи теории игр, то есть с позиций личной выгоды (Henrich et al., 2005. «Economic man» in cross-cultural perspective: behavioral experiments in 15 small-scale societies). Как показывает практика, большинство людей в этой ситуации все-таки делятся с партнером. «Игра» на этом заканчивается. Деньги были настоящие, сколько денег испытуемый оставлял себе, столько и уносил с собой. Сумма, пожертвованная несуществующему партнеру, оставалась у экспериментаторов.
Во втором тесте (SVO test; см.: Social Value Orientations) испытуемому предлагали принять серию экономических решений по разделу денег. В каждом случае нужно было выбрать один из трех вариантов раздела. Варианты могли быть, например, такие: 1) себе взять 500 условных денежных единиц, партнеру не дать ничего; 2) себе 500 и партнеру 500; 3) себе 550, партнеру 300. В данном случае выбор первого варианта свидетельствует об «иррациональном» (с точки зрения теории игр) желании напакостить партнеру, третьего об обычном «здоровом эгоизме», выбор второго варианта является актом альтруизма (причем стимулом к выбору второго варианта может быть также стремление к равенству, см.: Альтруизм у детей связан со стремлением к равенству, «Элементы, 04.09.2008). По совокупности принятых решений можно оценить степень «просоциальности» испытуемого, то есть его склонность проявлять заботу об интересах партнера, в том числе и в ущерб своим личным интересам. В этом тесте деньги тоже были настоящие: после тестирования у.е. переводились в наличные, и испытуемый получал свою долю сполна.
Результаты тестирования затем сопоставлялись с результатами генетического анализа.
В некодирующих (предположительно регуляторных) областях гена OXTR имеется несколько так называемых однонуклеотидных полиморфизмов, или «снипов» (single nucleotide polimorphisms, SNP). Большая часть гена OXTR одинакова у всех людей (это справедливо и для всех прочих генов), но по некоторым нуклеотидам разные версии гена могут различаться. Именно эти нуклеотиды, которые могут быть разными у разных людей, и называют «снипами».
У всех испытуемых первой группы определили аллельное состояние 15 снипов в некодирующих участках гена OXTR. В 8 случаях из 15 была обнаружена связь между тем, какой нуклеотид стоит в данной позиции в гене OXTR, и склонностью к альтруизму, которая была выявлена в двух тестах. Некоторые снипы влияют на альтруизм только у мужчин, другие только у женщин, третьи у обоих полов. Наиболее значимая корреляция с альтруизмом обнаружилась у трех снипов, один из которых (его условное обозначение rs1042778) расположен в промоторной области гена, два других в интроне (некодирующей вставке).
Затем исследование повторили на второй группе испытуемых. На этот раз проверялись только три снипа, важность которых была установлена в предыдущем опыте, и использовался только один из двух тестов игра «Диктатор». Взрослые женщины в этой игре вели себя в целом намного более альтруистично, чем студенты. Наиболее значимая корреляция с альтруизмом была выявлена у снипа rs1042778. Люди, у которых в этой полиморфной позиции стоит нуклеотид Г, охотнее делятся деньгами с незнакомцами, чем те, у которых там стоит нуклеотид Т. Так, женщины из второй группы с генотипами ГГ и ГТ отдали партнеру в игре «Диктатор» в среднем 25 шекелей, а носительницы генотипа ТТ только 18,5.
Частота аллеля Т, который коррелирует с жадностью, среди участников эксперимента составила 29%; частота «щедрого» аллеля Г, соответственно, 71%.
Таким образом, исследование показало, что склонность к альтруистическим поступкам зависит от генов не только вазопрессиновых, но и окситоциновых рецепторов. Поскольку выявленные снипы находятся не в кодирующих, а в регуляторных областях генов, можно заключить, что доброта зависит не от строения самих рецепторов, а от того, каким образом в тех или иных клетках мозга регулируется активность генов, кодирующих эти рецепторы. От этой активности в конечном счете зависит, сколько рецепторов будет находиться на мембране нейронов, а это, в свою очередь, определяет степень чувствительности нейронов к окситоцину и вазопрессину.
Так что если теперь фармакологи захотят создать пресловутые «таблетки от жадности», существующие пока только в анекдотах, то у них уже есть целых две хороших «терапевтических мишени» (так называют конкретные биохимические процессы или гены, воздействуя на которые, можно исправить тот или иной дефект или вылечить болезнь). Разработка новых лекарственных средств обычно начинается именно с поиска таких «мишеней».
Источник: Salomon Israel, Elad Lerer, Idan Shalev, Florina Uzefovsky, Mathias Riebold, et al. The Oxytocin Receptor (OXTR) Contributes to Prosocial Fund Allocations in the Dictator Game and the Social Value Orientations Task // PLoS ONE. 2009. V. 4(5): e5535.
О роли окситоцина и вазопрессина в регуляции социального поведения см. также: 1) Гены управляют поведением, а поведение генами, «Элементы», 12.11.2008. 2) Окситоцин делает людей более чуткими к добрым словам, «Элементы», 17.12.2008. 3) Самцы после спаривания становятся спокойнее и смелее, «Элементы», 16.10.2007. 4) Биохимические основы любви закладываются в младенчестве, «Элементы», 02.12.2005.
мдя.. таблетки от жадности.. таблетки для сострадания.. если ранее можно было украсть детей богача и потребовать выкуп, то теперь будут подсыпать богачам в еду это снадобье и рассказывать о плохой жизни, чтоб сам поделился.. в итоге окружной суд кентукки примет закон, что рассказы о хреновой жизни - is heartache harrasment и караются как харрасмент сексуальный - от штрафа до тюрьмы. И юрисдикция распространится на планету.. Разговоря по душам смогут быть возможны только по предварительному подписанию контракта о добровольности такого разговора, подписанному у нотариуса. Оправдание, что кто-то сам пьет таблетки не считать достойным потому, что тот напр, хочет сопереживать бездомным котятам, но не хочет, чтоб его ментальной беззащитностью пользовались всякие проходимцы.. При написании завещания надо будет проходить тесты на наркотические и нейролептонные препараты, подтверждающие.. В формулировку "находясь в здравом уме и твердой памяти" добавится "и не под действием препаратов".. появятся маньяки, принимающие таблетки для получения чувства радости дарения, соответственно, появится судебный прецедент, называющий такое тоже харрасментом.. на предприятиях и в офисах в кофейные автоматы будет добавляться препарат для усиления самоотдачи сотрудников, в результате сложности контроля будет запрещена вообще любая связь организации питания сотрудников и хозяина или менеджера.. и т.д. и.т.п... Всё это выглядит бредом, но сколько такого бреда уже в жизни? И чем дальше, тем больше отношения формализуются.. Бо больше возможности подделать или использовать за счет знания химии, физиологии, психологии.. Где искренность, мать вашу?? ((
Возможно, в ближайшие годы люди окажутся отнюдь не высшими существами на земле и им придется брать пример с роботов. Это может быть связано с успешным развитием двух европейских исследовательских проектов.
Первый из них называется ECAgents. Его цель создание автономных роботов. Второй Swarmanoid, в рамках которого проектируются системы машин, способных делать все то, что делает человек.
С помощью проектов, на которые было выделено в совокупности порядка 6,8 млн евро, ученые попытались понять, что такое альтруизм, и смоделировали его у роботов. По сути, исследователи работали над созданием своеобразного алгоритма этого нравственного принципа, направленного к побуждению бескорыстных действий.
Для эксперимента, поставленного швейцарскими исследователями профессорами Дарио Флореано и Лораном Келлером, были использованы группы элементарных роботов, снабженных колесиками и сенсорами. Машины умели двигаться и перемещать предметы. Роботы управлялись нейронными сетями и имели код нечто вроде виртуальной ДНК. Всего было 200 групп машин, в каждой группе устройства со сходными «генами».
Им было дано задание в ограниченном пространстве собирать символическую пищу небольшие круглые объекты. Затем роботу была дана возможность принять решение: разделить «пищу» с участниками группы или оставить себе. Ученые отбирали группы, которые лучше всего справились с заданием, и смешивали их коды. Таким образом получалось новое поколение роботов. В итоге было создано 500 поколений. Выяснилось, что роботы с готовностью жертвовали своими пищевыми ресурсами, чтобы передать собственные «гены» дальше.
По словам старшего научного сотрудника лаборатории экологии и охраны природы биологического факультета МГУ Владимира Фридмана, в данном случае речь идет о теории отбора родичей (правило Гамильтона): «Делясь с родственниками ресурсами, существо хотя и ухудшает свое собственное положение, но повышает шанс передать свои гены дальше по наследству. Фактически родственный альтруизм наиболее изощренная форма эгоизма».
Правда, в случае с моделированием участия к ближнему у роботов существуют некоторые оговорки. «Вероятно, заранее было задано то, что поведение робота жестко привязано к генам, а для реального поведения человека это несправедливо. На пути от гена к поведению есть масса факторов влияние среды, обучение, воспитание. Кроме того, «жизненная» задача, которую решали роботы, слишком упрощенная по сравнению с той, с которой сталкиваются высшие животные в среде обитания», комментирует биолог.
Тем не менее эксперимент не только на элементарном уровне продемонстрировал то, как мог зародиться альтруизм, но и, возможно, приведет к созданию машин, которые начнут мыслить нравственными категориями. Читать полностью: http://www.rbcdaily.ru/2011/05/25/cnews/56...562949980301576
У самых разных представителей животного царства взаимоотношения с сородичами регулируются одними и теми же веществами нейропептидами окситоцином, вазопрессином и их гомологами. Рис. из обсуждаемой статьи Donaldson & Young
Журнал Science опубликовал серию обзорных и теоретических статей, посвященных взаимосвязи генов и поведения. Последние данные генетики и нейробиологии указывают на сложность и неоднозначность этой взаимосвязи. Гены влияют даже на такие сложные аспекты человеческого поведения, как семейные и общественные взаимоотношения и политическая деятельность. Однако существует и обратное влияние поведения на работу генов и их эволюцию.
Гены влияют на наше поведение, но их власть не безгранична
Хорошо известно, что поведение во многом зависит от генов, хотя о строгом детерминизме в большинстве случаев говорить не приходится. Генотип определяет не поведение как таковое, а скорее общее принципы построения нейронных контуров, отвечающих за обработку поступающей информации и принятие решений, причем эти «вычислительные устройства» способны к обучению и постоянно перестраиваются в течение жизни. Отсутствие четкого и однозначного соответствия между генами и поведением вовсе не противоречит тому факту, что определенные мутации могут менять поведение вполне определенным образом. Однако необходимо помнить, что каждый поведенческий признак определяется не одним-двумя, а огромным множеством генов, работающих согласованно. Например, если обнаруживается, что мутация в каком-то гене приводит к потере дара речи, это не значит, что «ученые открыли ген речи». Это значит, что они открыли ген, который наряду с множеством других генов необходим для нормального развития нейронных структур, благодаря которым человек может научиться разговаривать.
Этот круг тем составляет предмет генетики поведения. В обзорных статьях, опубликованных в последнем номере журнала Science, приведен ряд ярких примеров того, как изменения отдельных генов могут радикально менять поведение. Например, еще в 1991 году было показано, что, если пересадить небольшой фрагмент гена period от мухи Drosophila simulans другому виду мух (D. melanogaster), трансгенные самцы второго вида начинают во время ухаживания исполнять брачную песенку D. simulans.
Другой пример ген for, от которого зависит активность поиска пищи у насекомых. Ген был впервые найден у дрозофилы: мухи с одним вариантом этого гена ищут корм активнее, чем носители другого варианта. Тот же самый ген, как выяснилось, регулирует пищевое поведение пчел. Правда, тут уже играют роль не различия в структуре гена, а активность его работы (см. ниже): у пчел, собирающих нектар, ген for работает активнее, чем у тех, кто заботится о молоди в улье. Как получилось, что один и тот же ген сходным образом влияет на поведение у столь разных насекомых, имеющих совершенно разный уровень интеллектуального развития? Четкого ответа на этот вопрос пока нет. Ниже мы столкнемся и с другими примерами удивительного эволюционного консерватизма (устойчивости, неизменности) молекулярных механизмов регуляции поведения. Эффект Болдуина: обучение направляет эволюцию
Взаимоотношения между генами и поведением вовсе не исчерпываются однонаправленным влиянием первых на второе. Поведение тоже может влиять на гены, причем это влияние прослеживается как в эволюционном масштабе времени, так и на протяжении жизни отдельного организма.
Изменившееся поведение может вести к изменению факторов отбора и, соответственно, к новому направлению эволюционного развития. Данное явление известно как «эффект Болдуина» (Baldwin effect) по имени американского психолога Джеймса Болдуина, который впервые выдвинул эту гипотезу в 1896 году. Например, если появился новый хищник, от которого можно спастись, забравшись на дерево, жертвы могут научиться залезать на деревья, не имея к этому врожденной (инстинктивной) предрасположенности. Сначала каждая особь будет учиться новому поведению в течение жизни. Если это будет продолжаться достаточно долго, те особи, которые быстрее учатся залезать на деревья или делают это более ловко в силу каких-нибудь врожденных вариаций в строении тела (чуть более цепкие лапы, когти и т. п.), получат селективное преимущество, то есть будут оставлять больше потомков. Следовательно, начнется отбор на способность влезать на деревья и на умение быстро этому учиться. Так поведенческий признак, изначально появлявшийся каждый раз заново в результате прижизненного обучения, со временем может стать инстинктивным (врожденным) изменившееся поведение будет «вписано» в генотип. Лапы при этом тоже, скорее всего, станут более цепкими.
Другой пример: распространение мутации, позволяющей взрослым людям переваривать молочный сахар лактозу, произошло в тех человеческих популяциях, где вошло в обиход молочное животноводство. Изменилось поведение (люди стали доить коров, кобыл, овец или коз) и в результате изменился генотип (развилась наследственная способность усваивать молоко в зрелом возрасте).
Эффект Болдуина поверхностно схож с ламарковским механизмом наследования приобретенных признаков (результатов упражнения или неупражнения органов), но действует он вполне по-дарвиновски: через изменение вектора естественного отбора. Данный механизм очень важен для понимания эволюции. Например, из него следует, что по мере роста способности к обучению эволюция будет выглядеть всё более «целенаправленной» и «осмысленной». Он также позволяет предсказать, что в развитии интеллекта может возникнуть положительная обратная связь: чем выше способность к обучению, тем выше вероятность, что начнется отбор на еще большую способность к обучению. Социальное поведение влияет на работу генов
Поведение влияет также и на работу генов в течение жизни организма. Эта тема подробно развивается в статье Джина Робинсона (Gene E. Robinson) из Иллинойсского университета (University of Illinois at Urbana-Champaign) с соавторами. В работе рассматривается взаимосвязь между генами и социальным поведением животных, причем особое внимание уделено тому, как социальное поведение (или социально-значимая информация) влияет на работу генома. Это явление начали в деталях исследовать сравнительно недавно, но ряд интересных находок уже сделан.
Когда самец зебровой амадины (Taeniopygia guttata) птицы из семейства ткачиковых слышит песню другого самца, у него в определенном участке слуховой области переднего мозга начинает экспрессироваться (работать) ген egr1. Этого не происходит, когда птица слышит отдельные тона, белый шум или любые другие звуки это специфический молекулярный ответ на социально-значимую информацию.
Песни незнакомых самцов вызывают более сильный молекулярно-генетический ответ, чем щебет старых знакомцев. Кроме того, если самец видит других птиц своего вида (не поющих), активация гена egr1 в ответ на звук чужой песни оказывается более выраженной, чем когда он сидит в одиночестве. Получается, что один тип социально-значимой информации (присутствие сородичей) модулирует реакцию на другой ее тип (звук чужой песни). Другие социально-значимые внешние сигналы приводят к активации гена egr1 в других участках мозга.
Как ни странно, тот же самый ген играет важную роль в социальной жизни у рыб. «Элементы» уже писали о сложной общественной жизни и недюжинных умственных способностях аквариумной рыбки Astatotilapia burtoni (см.: Рыбы обладают способностью к дедукции, «Элементы», 30.01.2007). В присутствии доминантного самца-победителя подчиненный самец блекнет и не проявляет интереса к самкам. Но стоит удалить высокорангового самца из аквариума, как подчиненный стремительно преображается, причем меняется не только его поведение, но и окраска: он начинает выглядеть и вести себя как доминант. Преображение начинается с того, что в нейронах гипоталамуса включается уже знакомый нам ген egr1. Вскоре эти нейроны начинают усиленно производить половой гормон (gonadotropin-releasing hormone, GnRH), играющий ключевую роль в размножении.
Белок, кодируемый геном egr1, является транскрипционным фактором, то есть регулятором активности других генов. Характерной особенностью этого гена является то, что для его включения достаточно очень кратковременного внешнего воздействия (например, одного звукового сигнала), и включение происходит очень быстро счет времени идет на минуты. Другая его особенность в том, что он может оказывать немедленное и весьма сильное влияние на работу многих других генов.
egr1 далеко не единственный ген, чья работа в мозге определяется социальными стимулами. Уже сейчас понятно, что нюансы общественной жизни влияют на работу сотен генов и могут приводить к активизации сложных и многоуровневых «генных сетей».
Это явление изучают, в частности, на пчелах. Возраст, в котором рабочая пчела перестает ухаживать за молодью и начинает летать за нектаром и пыльцой, отчасти предопределен генетически, отчасти зависит от ситуации в коллективе (см.: Выявлен ген, регулирующий разделение труда у пчел, «Элементы», 13.03.2007). Если семье не хватает «добытчиков», молодые пчелы определяют это по снижению концентрации феромонов, выделяемых старшими пчелами, и могут перейти к сбору пропитания в более молодом возрасте. Выяснилось, что эти запаховые сигналы меняют экспрессию многих сотен генов в мозге пчелы, и особенно сильно влияют на гены, кодирующие транскрипционные факторы.
Очень быстрые изменения экспрессии множества генов в ответ на социальные стимулы выявлены в мозге у птиц и рыб. Например, у самок рыб при контактах с привлекательными самцами в мозге активизируются одни гены, а при контактах с самками другие.
Взаимоотношения с сородичами могут приводить и к долговременным устойчивым изменениям экспрессии генов в мозге, причем эти изменения могут даже передаваться из поколения в поколение, то есть наследоваться почти совсем «по Ламарку». Данное явление основано на эпигенетических модификациях ДНК, например на метилировании промоторов, что приводит к долговременному изменению экспрессии генов. Было замечено, что если крыса-мать очень заботлива по отношению к своим детям, часто их вылизывает и всячески оберегает, то и ее дочери, скорее всего, будут такими же заботливыми матерями. Думали, что этот признак предопределен генетически и наследуется обычным образом, то есть «записан» в нуклеотидных последовательностях ДНК. Можно было еще предположить культурное наследование передачу поведенческого признака от родителей к потомкам путем обучения. Однако обе эти версии оказались неверными. В данном случае работает эпигенетический механизм: частые контакты с матерью приводят к метилированию промоторов определенных генов в мозге крысят, в частности генов, кодирующих рецепторы, от которых зависит реакция нейронов на некоторые гормоны (половой гормон эстроген и гормоны стресса глюкокортикоиды). Подобные примеры пока единичны, но есть все основания полагать, что это только верхушка айсберга.
Гены, мозг и социальное поведение связаны сложными отношениями. Эти отношения действуют на трех временных масштабах: (i) на уровне физиологии влияя на активность мозга (сплошные линии), (ii) на уровне развития организма через экспрессию генов в мозге и эпигенетические модификации (линия из точек), (iii) на эволюционном уровне через естественный отбор (пунктирная линия). Направление влияния: розовые стрелки от социальных отношений к изменению функций мозга и поведения, стрелки цвета морской волны от генов к социальному поведению. Изображенные животные (сверху по часовой стрелке): зебровая амадина (T. guttata), цихлида (A. burtoni), медоносная пчела (A. mellifera), дрозофила (D. melanogaster), прерийная полёвка (M. ochrogaster), крыса (R. norvegicus), огненный муравей (S. invicta). Курсивом на фотографиях даны названия генов, связанных с тем или иным видом социального взаимодействия. Изображение из обсуждаемой статьи Robinson et al.
Гены, мозг и социальное поведение связаны сложными отношениями. Эти отношения действуют на трех временных масштабах: (i) на уровне физиологии влияя на активность мозга (сплошные линии), (ii) на уровне развития организма через экспрессию генов в мозге и эпигенетические модификации (линия из точек), (iii) на эволюционном уровне через естественный отбор (пунктирная линия). Направление влияния: розовые стрелки от социальных отношений к изменению функций мозга и поведения, стрелки цвета морской волны от генов к социальному поведению. Изображенные животные (сверху по часовой стрелке): зебровая амадина (T. guttata), цихлида (A. burtoni), медоносная пчела (A. mellifera), дрозофила (D. melanogaster), прерийная полёвка (M. ochrogaster), крыса (R. norvegicus), огненный муравей (S. invicta). Курсивом на фотографиях даны названия генов, связанных с тем или иным видом социального взаимодействия. Изображение из обсуждаемой статьи Robinson et al.
Взаимоотношения между генами и социальным поведением могут быть крайне сложными и причудливыми. У красных огненных муравьев Solenopsis invicta есть ген, от которого зависит число цариц в колонии. Гомозиготные рабочие с генотипом BB не терпят, когда в колонии более одной царицы, и поэтому колонии у них маленькие. Гетерозиготные муравьи Bb охотно ухаживают сразу за несколькими самками, и колонии у них получаются большие. У рабочих с разными генотипами сильно различаются уровни экспрессии многих генов в мозге. Оказалось, что если рабочие BB живут в муравейнике, где преобладают рабочие Bb, они идут на поводу у большинства и смиряют свои инстинкты, соглашаясь заботиться о нескольких царицах. При этом рисунок генной экспрессии в мозге у них становится почти таким же, как у рабочих Bb. Но если провести обратный эксперимент, то есть переселить рабочих Bb в муравейник, где преобладает генотип BB, то гости не меняют своих убеждений и не перенимают у хозяев нетерпимость к «лишним» царицам.
Таким образом, у самых разных животных от насекомых до млекопитающих существуют весьма сложные и иногда во многом похожие друг на друга системы взаимодействий между генами, их экспрессией, эпигенетическими модификациями, работой нервной системы, поведением и общественными отношениями. Такая же картина наблюдается и у человека. Нейрохимия личных отношений
Взаимоотношения между людьми еще недавно казались биологам слишком сложными, чтобы всерьез исследовать их на клеточном и молекулярном уровне. Тем более что философы, теологи и гуманитарии всегда были рады поддержать подобные опасения. Да и тысячелетние культурные традиции, испокон веков населявшие эту область всевозможными абсолютами, «высшими смыслами» и прочими призраками, так просто не отбросишь.
Однако успехи, достигнутые в последние десятилетия генетиками, биохимиками и нейрофизиологами, показали, что изучение молекулярных основ нашей социальной жизни дело вовсе не безнадежное. О первых шагах в этом направлении рассказывает статья нейробиологов из Университета Эмори (Emory University) Зои Дональдсон и Ларри Янга (Zoe R. Donaldson, Larry J. Young).
Одно из самых интересных открытий состоит в том, что некоторые молекулярные механизмы регуляции социального поведения оказались на редкость консервативными они существуют, почти не меняясь, сотни миллионов лет и работают с одинаковой эффективностью как у людей, так и у других животных. Типичный пример система регуляции социального поведения и общественных отношений с участием нейропептидов окситоцина и вазопрессина.
Эти нейропептиды могут работать и как нейромедиаторы (то есть передавать сигнал от одного нейрона другому в индивидуальном порядке), и как нейрогормоны (то есть возбуждать сразу множество нейронов, в том числе расположенных далеко от точки выброса нейропептида).
Окситоцин и вазопрессин короткие пептиды, состоящие из девяти аминокислот, причем отличаются они друг от друга всего двумя аминокислотами. Эти или очень похожие на них (гомологичные, родственные) нейропептиды имеются чуть ли не у всех многоклеточных животных (от гидры до человека включительно), а появились они не менее 700 млн лет назад. У этих крошечных белков есть свои гены, причем у беспозвоночных имеется только один такой ген, и, соответственно, пептид, а у позвоночных два (результат генной дупликации).
У млекопитающих окситоцин и вазопрессин вырабатываются нейронами гипоталамуса. У беспозвоночных, не имеющих гипоталамуса, соответствующие пептиды вырабатываются в аналогичных (или гомологичных) нейросекреторных отделах нервной системы. Когда крысам пересадили рыбий ген изотоцина (так называется гомолог окситоцина у рыб), пересаженный ген стал работать у крыс не где-нибудь, а в гипоталамусе. Это значит, что не только сами нейропептиды, но и системы регуляции их экспрессии (включая регуляторные области генов нейропептидов) очень консервативны, то есть сходны по своим функциям и свойствам у весьма далеких друг от друга животных.
У всех изученных животных эти пептиды регулируют общественное и половое поведение, однако конкретные механизмы их действия могут сильно различаться у разных видов.
Например, у улиток гомолог вазопрессина и окситоцина (конопрессин) регулирует откладку яиц и эякуляцию. У позвоночных исходный ген удвоился, и пути двух получившихся нейропептидов разошлись: окситоцин влияет больше на самок, а вазопрессин на самцов, хотя это и не строгое правило (см.: Самцы после спаривания становятся спокойнее и смелее, «Элементы», 16.10.2007). Окситоцин регулирует половое поведение самок, роды, лактацию, привязанность к детям и брачному партнеру. Вазопрессин влияет на эрекцию и эякуляцию у разных видов, включая крыс, людей и кроликов, а также на агрессию, территориальное поведение и отношения с женами.
Если девственной крысе ввести в мозг окситоцин, она начинает заботиться о чужих крысятах, хотя в нормальном состоянии они ей глубоко безразличны. Напротив, если у крысы-матери подавить выработку окситоцина или блокировать окситоциновые рецепторы, она теряет интерес к своим детям.
Если у крыс окситоцин вызывает заботу о детях вообще, в том числе о чужих, то у овец и людей дело обстоит сложнее: тот же самый нейропептид обеспечивает избирательную привязанность матери к собственным детям. Например, у овец под влиянием окситоцина после родов происходят изменения в обонятельном отделе мозга (обонятельной луковице), благодаря которым овца запоминает индивидуальный запах своих ягнят, и только к ним у нее развивается привязанность.
У прерийных полевок, для которых характерна строгая моногамия, самки на всю жизнь привязываются к своему избраннику под действием окситоцина. Скорее всего, в данном случае имевшаяся ранее окситоциновая система формирования привязанности к детям была «кооптирована» для формирования неразрывных брачных уз. У самцов того же вида супружеская верность регулируется вазопрессином, а также нейромедиатором дофамином (см.: Любовь и верность контролируются дофамином, «Элементы», 07.12.2005).
Формирование личных привязанностей (к детям или к мужу), по-видимому, является лишь одним из аспектов (проявлений, реализаций) более общей функции окситоцина регуляции отношений с сородичами. Например, мыши с отключенным геном окситоцина перестают узнавать сородичей, с которыми ранее встречались. Память и все органы чувств у них при этом работают нормально.
Одни и те же нейропептиды могут совершенно по-разному действовать даже на представителей близкородственных видов, если их социальное поведение сильно различается. Например, введение вазопрессина самцам прерийной полевки быстро превращает их в любящих мужей и заботливых отцов. Однако на самцов близкого вида, для которого не характерно образование прочных семейных пар, вазопрессин такого действия не оказывает. Введение вазотоцина (птичьего гомолога вазопрессина) самцам территориальных птиц делает их более агрессивными и заставляет больше петь, но если тот же нейропептид ввести самцам зебровой амадины, которые живут колониями и не охраняют своих участков, то ничего подобного не происходит. Очевидно, нейропептиды не создают тот или иной тип поведения из ничего, а только регулируют уже имеющиеся (генетически обусловленные) поведенческие стереотипы и предрасположенности.
Этого, однако, нельзя сказать про рецепторы окситоцина и вазопрессина, которые располагаются на мембранах нейронов некоторых отделов мозга. В упомянутой выше заметке «Любовь и верность контролируются дофамином» рассказывалось о том, что ученые пытались, воздействуя на дофаминовые рецепторы, научить самца немоногамной полевки быть верным мужем, и у них ничего не вышло (я тогда заметил по этому поводу, что «нейрохимия семейных отношений продолжает хранить свои тайны»). Спустя три года (то есть уже в нынешнем году) нейробиологи все-таки подобрали к этой тайне ключик, и закоренелых гуляк превратили наконец в верных мужей. Для этого, как выяснилось, достаточно повысить экспрессию вазопрессиновых рецепторов V1a в мозге. Таким образом, регулируя работу генов возопрессиновых рецепторов, можно создать новую манеру поведения, которая в норме не свойственна данному виду животных.
У полевок экспрессия вазопрессиновых рецепторов зависит от некодирующего участка ДНК микросателлита, расположенного перед геном рецептора V1a. У моногамной полевки этот микросателлит длиннее, чем у немоногамного вида. Индивидуальная вариабельность по длине микросателлита коррелирует с индивидуальными различиями поведения (со степенью супружеской верности и заботы о потомстве).
У человека, конечно, исследовать всё это гораздо труднее кто же позволит проводить с людьми генно-инженерные эксперименты. Однако многое можно понять и без грубого вмешательства в геном или мозг. Удивительные результаты дало сопоставление индивидуальной изменчивости людей по микросателлитам, расположенным недалеко от гена рецептора V1a, с психологическими и поведенческими различиями. Например, оказалось, что длина микросателлитов коррелирует со временем полового созревания, а также с чертами характера, связанными с общественной жизнью в том числе с альтруизмом. Хотите стать добрее? Увеличьте в клетках мозга длину микросателлита RS3 возле гена вазопрессинового рецептора.
Этот микросателлит влияет и на семейную жизнь. Исследование, проведенное в 2006 году в Швеции, показало, что у мужчин, гомозиготных по одному из аллельных вариантов микросателлита (этот вариант называется RS3 334), возникновение романтических отношений вдвое реже приводит к браку, чем у всех прочих мужчин. Кроме того, у них вдвое больше шансов оказаться несчастными в семейной жизни. У женщин ничего подобного не обнаружено: женщины, гомозиготные по данному аллелю, счастливы в личной жизни не менее остальных. Однако те женщины, которым достался муж с «неправильным» вариантом микросателлита, обычно недовольны отношениями в семье.
У носителей аллеля RS3 334 обнаружено еще несколько характерных особенностей. Их доля повышена среди людей, страдающих аутизмом (основной симптом аутизма, как известно, это неспособность нормально общаться с другими людьми). Кроме того, оказалось, что при разглядывании чужих лиц (например, в тестах, где нужно по выражению лица определить настроение другого человека) у носителей аллеля RS3 334 сильнее возбуждается миндалина (amygdala) отдел мозга, обрабатывающий социально-значимую информацию и связанный с такими чувствами, как страх и недоверчивость (см. ниже).
Подобные исследования начали проводить лишь недавно, поэтому многие результаты нуждаются в дополнительной проверке, однако общая картина начинает прорисовываться. Похоже, что по характеру влияния окситоциновой и вазопрессиновой систем на отношения между особями люди не очень отличаются от полевок.
Вводить нейропептиды живым людям в мозг затруднительно, а внутривенное введение дает совсем другой эффект, потому что эти вещества не проходят через гематоэнцефалический барьер. Однако неожиданно оказалось, что можно вводить их перназально, то есть капать в нос, и эффект получается примерно таким же, как у крыс при введении прямо в мозг. Пока непонятно, почему так получается, и подобных исследований пока проведено совсем немного, но результаты, тем не менее, впечатляют.
Когда мужчинам капают в нос вазопрессин, лица других людей начинают им казаться менее дружелюбными. У женщин эффект обратный: чужие лица становятся приятнее, и у самих испытуемых мимика становится более дружелюбной (у мужчин наоборот).
Опыты с перназальным введением окситоцина проводили пока только на мужчинах (с женщинами это делать опаснее, так как окситоцин сильно влияет на женскую репродуктивную функцию). Оказалось, что у мужчин от окситоцина улучшается способность понимать настроение других людей по выражению лица. Кроме того, мужчины начинают чаще смотреть собеседнику в глаза.
В других экспериментах обнаружился еще один удивительный эффект перназального введения окситоцина повышение доверчивости. Мужчины, которым ввели окситоцин, оказываются более щедрыми в «игре на доверие» (этот стандартный психологический тест описан в заметке Доверчивость и благодарность наследственные признаки, «Элементы», 07.03.2008). Они дают больше денег своему партнеру по игре, если партнер живой человек, однако щедрость не повышается от окситоцина, если партнером является компьютер.
Два независимых исследования показали, что введение окситоцина может приводить и к вредным для человека последствиям, потому что доверчивость может стать чрезмерной. Нормальный человек в «игре на доверие» становится менее щедрым (доверчивым) после того, как его доверие один раз было обмануто партнером. Но у мужчин, которым закапали в нос окситоцин, этого не происходит: они продолжают слепо доверять партнеру даже после того, как партнер их «предал».
Если человеку сообщить неприятное известие, когда он смотрит на чье-то лицо, то это лицо впоследствии будет ему казаться менее привлекательным. Этого не происходит у мужчин, которым закапали в нос окситоцин.
Начинает проясняться и нейрологический механизм действия окситоцина: оказалось, что он подавляет активность миндалины. По-видимому, это и приводит к снижению недоверчивости (люди перестают бояться, что их обманут).
По мнению исследователей, перед обществом вскоре может встать целая серия новых «биоэтических» проблем. Следует ли разрешить торговцам распылять в воздухе вокруг своих товаров окситоцин? Можно ли прописывать окситоциновые капли разругавшимся супругам, которые хотят сохранить семью? Имеет ли право человек перед вступлением в брак выяснить аллельное состояние гена вазопрессинового рецептора у своего партнера?
Пока суд да дело, окситоцин продается в любой аптеке. Правда, только по рецепту врача. Его вводят роженицам внутривенно для усиления маточных сокращений. Как мы помним, он регулирует и роды, и откладку яиц у моллюсков, и многие другие аспекты репродуктивного поведения. Политологам пора учить биологию
Аристотель, которого считают основоположником научной политологии, называл человека «политическим животным». Однако до самых недавних пор политологи не рассматривали всерьез возможность влияния биологических факторов (таких как генетическая вариабельность) на политические процессы. Политологи разрабатывали свои собственные модели, учитывающие десятки различных социологических показателей, но даже самые сложные из этих моделей могли объяснить не более трети наблюдаемой вариабельности поведения людей во время выборов. Чем объясняются остальные две трети? Похоже, ответ на этот вопрос могут дать генетики и нейробиологи.
Первые научные данные, указывающие на то, что политические взгляды отчасти зависят от генов, были получены в 1980-е годы, но поначалу эти результаты казались сомнительными. Убедительные доказательства наследуемости политических убеждений, а также других важных личностных характеристик, влияющих на политическое и экономическое поведение, удалось получить в последние 34 года в ходе изучения близнецов (об одном из таких исследований рассказано в заметке Доверчивость и благодарность наследственные признаки, «Элементы», 07.03.2008).
Эти исследования показали, что политические пристрастия в значительной мере являются наследственными, но они ничего не сказали о том, какие именно гены влияют на эти пристрастия. В этом направлении пока сделаны только самые первые шаги. Удалось найти ряд корреляций между политическими взглядами и аллельными вариантами генов. Например, вариабельность гена, кодирующего дофаминовый рецептор DRD2, коррелирует с приверженностью той или иной политической партии. Правда, эти результаты являются предварительными и нуждаются в проверке.
«Политическое мышление», по-видимому, является одним из важнейших аспектов социального интеллекта (см.: Найдено ключевое различие между человеческим и обезьяньим интеллектом, «Элементы», 13.09.2007). В повседневной жизни нам (как и другим приматам) постоянно приходится решать задачи «политического» характера: кому можно доверять, а кому нет; как вести себя с разными людьми в зависимости от их положения в общественной иерархии; как повысить свой собственный статус в этой иерархии; с кем заключить альянс и против кого. Нейробиологические исследования показали, что при решении подобных задач возбуждаются те же самые участки мозга, что и при обдумывании глобальных политических проблем, вынесении суждений о том или ином политическом деятеле, партии и т. п.
Однако это наблюдается только у людей, разбирающихся в политике, например, у убежденных сторонников Демократической или Республиканской партии в США. Демократы и республиканцы используют для генерации политических суждений одни и те же «социально-ориентированные» участки мозга. Если же попросить высказаться о национальной политике людей, которые политикой не интересуются, то у них возбуждаются совсем другие участки мозга те, которые отвечают за решение абстрактных задач, не связанных с человеческими взаимоотношениями (например, задач по математике). Это вовсе не значит, что у политически наивных людей плохо работает социальный интеллект. Это значит лишь, что они не разбираются в национальной политике, и потому соответствующие задачи в их сознании попадают в разряд «абстрактных», и социально-ориентированные контуры не задействуются. Нарушение работы этих контуров характерно для аутистов, которые могут очень хорошо справляться с абстрактными задачами, но не могут общаться с людьми.
Крупномасштабные политические проблемы впервые встали перед людьми совсем недавно в эволюционном масштабе времени. Судя по всему, для решения мировых проблем мы используем старые, проверенные генетические и нейронные контуры, которые развились в ходе эволюции для регуляции наших взаимоотношений с соплеменниками в небольших коллективах. А если так, то для понимания политического поведения людей совершенно недостаточно учитывать только социологические данные. Политологам пора объединить свои усилия со специалистами по генетике поведения, нейробиологами и эволюционными психологами.
Источники: 1) Gene E. Robinson, Russell D. Fernald, David F. Clayton. Genes and Social Behavior // Science. 2008. V. 322. P. 896900. 2) Zoe R. Donaldson, Larry J. Young. Oxytocin, Vasopressin, and the Neurogenetics of Sociality // Science. 2008. V. 322. P. 900904. 3) James H. Fowler, Darren Schreiber. Biology, Politics, and the Emerging Science of Human Nature // Science. 2008. V. 322. P. 912914.
См. также: 1) З. А. Зорина, И. И. Полетаева, Ж. И. Резникова. Основы этологии и генетики поведения. 2) Политические убеждения зависят от пугливости, «Элементы», 26.09.2008. 3) Биохимические основы любви закладываются в младенчестве, «Элементы», 02.12.2005.
Авторы: Марков А.В. Книжная серия: Библиотека фонда «Династия» Элементы Библиографическая ссылка: Марков А.В. Эволюция человека. Кн.2: Обезьяны, нейроны и душа. М.: Астрель, Corpus, 2011. 512 с. 2011
Новая книга Александра Маркова это увлекательный рассказ о происхождении и устройстве человека, основанный на последних исследованиях в антропологии, генетике и эволюционной психологии. Двухтомник «Эволюция человека» отвечает на многие вопросы, давно интересующие человека разумного. Что значит быть человеком? Когда и почему мы стали людьми? В чем мы превосходим наших соседей по планете, а в чем уступаем им? И как нам лучше использовать главное свое отличие и достоинство огромный, сложно устроенный мозг? Один из способов вдумчиво прочесть эту книгу.
Александр Марков доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН. Его книга об эволюции живых существ «Рождение сложности» (2010) стала событием в научно-популярной литературе и получила широкое признание читателей.
Гены и поведение Эффект Болдуина: обучение направляет эволюцию Социальное поведение влияет на работу генов Нейрохимия личных отношений Эндорфины сделали нас людьми? Политологам пора учить генетику Доверчивость и благодарность - наследственные признаки В поисках "генов доброты"
ГЛАВА 3. ГЕНЕТИКА ДУШИ Гены и поведение
Факты, добытые нейробиологами, говорят о материальной, нейрологической природе психики. Но для того, чтобы душа во всех ее проявлениях могла эволюционировать, этого, строго говоря, еще недостаточно. Эволюционировать могут не все признаки, а только генетически обусловленные. Чтобы меняться под действием отбора, признак должен быть врожденным, и он должен быть подвержен наследственной изменчивости. Приобретенные признаки не наследуются и не эволюционируют (эта формулировка чересчур категорична, о чем немало говорилось в книге "Рождение сложности" (Марков, 2010). Но в первом приближении она все-таки верна, а для наших текущих целей этого достаточно).
Но что такое приобретенный признак? Бывают ли вообще признаки, совершенно не зависящие от генов? Вопрос может показаться странным: ясно ведь, что многое в нашем поведении и внешнем облике никак не связано с генами. Например, одежда, прическа, привычки, манера речи...
Хотя, если подумать, стиль одежды зависит от характера, от склада личности, желания или нежелания следовать моде, а склад личности он ведь может зависеть от генов? Пожалуй, не все здесь так уж очевидно.
Например, если вы научились доказывать теорему Пифагора, вы приобрели некое новое знание, новое свойство разума, новый признак, и его природа вполне материальна. В определенных отделах коры ваших больших полушарий выросли новые дендритные шипики, появились тысячи новых синапсов. В этих шипиках и синапсах закодировано ваше новое знание. Можно даже сказать, что они и есть ваше новое знание. Чтобы знать, как доказывается теорема Пифагора, необходимо и достаточно иметь такой (или аналогичный) набор шипиков и синапсов.
Впрочем, нет, не совсем достаточно. Аккуратно вырезанные из мозга кусочки, содержащие все специфические "пифагорейские" синапсы, не смогут доказать теорему. Они вообще ничего не смогут доказать. Нужно еще, чтобы весь мозг при этом нормально работал. И чтобы весь остальной организм был в порядке. А для нормальной работы организма необходима нормальная работа множества генов.
У нашего организма огромное количество наследственных, врожденных свойств, которые очень сильно зависят от генов. Многие из этих генетически обусловленных свойств необходимы для того, чтобы мы сумели выучить доказательство теоремы Пифагора. А также для того, чтобы мы захотели (или согласились) его выучить. Если какой-нибудь ген, необходимый для нормального развития мозга, выйдет из строя в результате мутации, наша способность выучить доказательство теоремы Пифагора может пострадать. А может произойти и такая мутация, благодаря которой эта способность улучшится.
Мутации, как известно, передаются по наследству. Теоретически вполне возможно методом искусственного отбора вывести породу людей, которые легко и быстро учатся доказывать теорему Пифагора, и другую породу, которая вообще не способна этому научиться.
Так что же, в конце концов, наследственный это признак или нет? Врожденный он или приобретенный? Эволюционирует он или нет? Это жутко каверзные вопросы, на которые нельзя дать однозначный ответ "в общем виде".
Дело в том, что степень врожденности и приобретенности признака на самом деле относительна: она зависит, с одной стороны, от вариабельности генов в популяции, с другой от вариабельности среды. Почему так? Попробуем разобраться.
Когда генетики говорят о наследуемости признака, они имеют в виду, собственно, не признак как таковой, а различия по этому признаку, существующие между особями в изучаемой популяции. Если различий нет, если все особи по данному признаку одинаковы (скажем, имеют абсолютно одинаковую степень агрессивности), то генетики не смогут даже подступиться к такому признаку.
Например, если в популяции нет особей с числом сердец, отличным от одного, и если никакие известные мутации и никакие изменения среды не приводят к появлению двух или трех сердец, то генетики не смогут понять, от каких генов зависит количество сердец. Ясно, что признак наследственный, то есть какие-то гены его все-таки определяют, но какие именно неизвестно. Ясно, что он не зависит от тех изменений среды, которые были проверены в эксперименте, но твердой уверенности в том, что он не зависит вообще ни от каких внешних воздействий, никогда не будет. Признаки такого рода абсолютно неизменчивые генетиками, как правило, вообще не рассматриваются. Правда, так бывает редко: по большинству признаков какая-то изменчивость, как правило, имеется, или ее можно получить искусственно, провоцируя мутагенез или меняя условия среды.
Изменчивость по любому признаку определяется отчасти генетическим разнообразием особей в популяции, отчасти разнообразием условий среды. Под степенью наследуемости признака генетики понимают ту часть изменчивости по этому признаку, которая объясняется генетическим разнообразием. Это можно определить по силе корреляции между наличием тех или иных аллелей и выраженностью признака. "Степенью приобретенности", соответственно, можно назвать обратную величину: ту долю фенотипической изменчивости, которая не объясняется генетической вариабельностью.
Отсюда напрямую вытекает относительность этих величин, то есть их зависимость от состояния генофонда популяции и вариабельности среды. Допустим, мы вывели "чистую линию" мышей или мух, у которых все гены одинаковы, как у однояйцевых близнецов. Если в этой лабораторной популяции и будет изменчивость по каким-то признакам, то вся она по определению будет объясняться только факторами среды (вновь возникающими мутациями мы пока пренебрежем). Иными словами, все признаки будут обладать нулевой наследуемостью.
Если же мы возьмем обычную, то есть генетически разнообразную, популяцию мышей и нам каким-то чудом удастся создать для всех особей абсолютно одинаковые условия развития, то наследуемость большинства признаков приблизится к единице.
Тут есть всякие осложняющие моменты, такие как стохастика индивидуального развития, эпигенетическое наследование, материнские эффекты и прочее, но давайте на минутку об этом забудем. Важно, что степень наследуемости любого признака может меняться в зависимости от ситуации. Между тем именно от нее, от этой вроде бы чисто формальной величины, зависят возможности эволюционных изменений данного признака. При нулевой наследуемости признак эволюционировать не может, как бы сильно он ни влиял на жизнеспособность и плодовитость. Отбор на такой признак действовать будет (например, особи с сильно развитым признаком будут оставлять больше потомства, чем особи со слабо развитым признаком), но это не приведет к эволюционным изменениям, потому что фенотипические различия, по которым идет отбор, не наследуются. Чем выше наследуемость, тем быстрее будут идти эволюционные изменения (то есть изменения частот аллелей в генофонде популяции) при фиксированной интенсивности отбора.
Все это имеет самое прямое отношение к человеку и его поведенческим признакам. Для наглядности воспользуемся мысленным экспериментом. Выше мы говорили о знании доказательства теоремы Пифагора как о примере явно приобретенного признака. Действительно, его наследуемость в современных человеческих популяциях, скорее всего, весьма мала. Можно ли вообразить ситуацию, в которой она станет высокой? Давайте попробуем.
Представим себе народ с такими культурными традициями, которые делают способность доказывать теорему Пифагора жизненно необходимым умением. Допустим, у них пифагорейский культ. Юноши и девушки в возрасте 14 лет проходят обряд инициации, во время которого всех, кто не может доказать теорему Пифагора пятью разными способами, приносят в жертву идолу Великой Матери-Гипотенузы.
Для этого народа неспособность доказывать теорему является тяжелейшим ментальным недугом, душевной болезнью, не оставляющей человеку права на жизнь. Мудрецы-медики назовут эту болезнь, допустим, апифагорией. Будут замечены разнообразные сопутствующие симптомы, иногда (но не всегда) наблюдающиеся у маленьких апифагориков: сниженный интеллект, замедленное развитие речи, увеличенный язык, очень большой или, наоборот, очень маленький объем черепной коробки и невесть что еще. Но все это второстепенные детали, они лишь помогают установить диагноз. Мудрецы- психологи будут разрабатывать методы ранней коррекции апифагории, и эти методы будут давать неплохие результаты: многих больных детей все-таки удастся к 14 годам научить необходимым пяти доказательствам. Мудрецы-фармакологи изобретут пилюли, оказывающие благотворный эффект в 2,34% случаев.
Дальше больше. Мудрецы-генетики обнаружат целый ряд генов, мутации в которых с высокой вероятностью приводят к апифагории. Журналисты примутся строчить статьи с броскими заголовками: "Ген апифагории наконец-то найден!" Вскоре ни у кого не останется сомнений, что апифагория наследственное заболевание. При помощи близнецового анализа (о котором мы подробнее поговорим ниже) генетики подтвердят, что степень наследуемости апифагории действительно весьма высока.
За несколько тысячелетий существования пифагорейской цивилизации частота встречаемости мутаций, ведущих к развитию неизлечимой апифагории, снизится до минимума благодаря интенсивному очищающему отбору. Частота мутаций, ведущих к легким формам заболевания, напротив, может вырасти, потому что развитие фармакологии и методов психокоррекции приведет к тому, что такие мутации не будут отсеиваться отбором перестанут быть "вредными". Практикующие психологи разбогатеют и станут уважаемыми людьми. Специалисты по генетике человека будут писать диссертации на тему "Эволюция апифагории в прошлом и настоящем".
Правы ли пифагорейские ученые, считая неумение доказывать теорему Пифагора наследственным, генетически обусловленным заболеванием? Безусловно. Ведь в их цивилизации каждого ребенка изо всех сил учат ее доказывать, сводя тем самым к минимуму вариабельность условий среды, от которых зависит этот признак. Та фенотипическая изменчивость, которая вопреки этим усилиям все-таки сохранилась в популяции, объясняется в основном генами.
Правы ли мы, считая такое неумение ненаследственным признаком, зависящим от воспитания и обучения? Да, и мы тоже правы. С нашей точки зрения, умение доказывать теорему Пифагора не является жизненно необходимым. Поэтому мы позволяем условиям среды оставаться вариабельными. Например, можем смотреть сквозь пальцы на плохую успеваемость ребенка по геометрии. В итоге фенотипическая изменчивость по данному признаку в нашей цивилизации зависит от среды сильнее, чем от генов. Наследуемость признака остается низкой.
Как всегда, главное тут не попасть в ловушку эссенциализма и категориальности, проще говоря не начать "играть в слова". Мы не раки, и у нас не два нейрона для принятия решений, а миллиарды. Четкой грани между врожденными и приобретенными признаками не существует. Каждый признак морфологический, физиологический или психический зависит и от генов, и от среды (культуры, воспитания). Некоторые признаки (например, количество рук) зависят от генов очень сильно, а от среды почти совсем не зависят. Но это только до тех пор, пока среда не выкинет какой-нибудь фокус! Включите в состав среды, в которой развивается эмбрион, лекарство под названием талидомид, которое некогда прописывали беременным женщинам в качестве снотворного и успокаивающего. Такое изменение среды запросто может привести к тому, что ребенок родится без рук, хотя гены у него в полном порядке. На самом деле талидомид приводит к разнообразным нарушениям развития конечностей, но давайте для простоты считать, что у него только один эффект безрукость. Если бы талидомид был рассеян повсюду и от него невозможно было спастись, то пошел бы отбор на выработку устойчивости к талидомиду. Отбор поддерживал бы мутации, блокирующие влияние талидомида на эмбрион. Гены, в которых закрепились бы такие мутации, мы стали бы называть генами двурукости или генами наличия рук, хотя такой ген на самом деле может быть просто геном фермента, расщепляющего талидомид. Но основное фенотипическое проявление этого гена будет состоять именно в том, что у ребенка будет две нормальные руки. И теперь мы уже не сказали бы, что у ребенка без этого гена "с генами все в порядке".
Другие признаки, как мы уже поняли на примере теоремы Пифагора, вроде бы зависят почти исключительно от среды, а их генетическая составляющая пренебрежимо мала но только до тех пор, пока мы не попадем в некие особые условия, в которых роль среды сойдет на нет, а генетическая составляющая выйдет на первый план.
Мораль в том, что абсолютно любой поведенческий или психологический признак в принципе находится под влиянием генов и при определенных условиях может эволюционировать. Поскольку эволюция (хотя бы за счет дрейфа случайных колебаний частот аллелей) идет постоянно и неизбежно, то можно даже сказать, что абсолютно все признаки, по которым есть минимальная наследственная вариабельность, хоть чуть-чуть, но эволюционируют. Вопрос в том, какие из них действительно это делают (или делали в прошлом) с ощутимой скоростью, а какие не очень. Какие менялись направленно, под действием положительного отбора полезных мутаций, какие лишь вяло колебались за счет дрейфа, а какие прочно удерживались на постоянном уровне за счет очищающего отбора, отбраковывавшего отклонения от "нормы" в любую сторону.
На сегодняшний день у биологов нет ни малейших сомнений в том, что поведение животных, включая человека, во многом зависит от генов. Но гены, конечно, определяют не поведение как таковое. Они определяют лишь общие принципы построения нейронных контуров, отвечающих за обработку поступающей информации и принятие решений, причем эти "вычислительные устройства" способны к обучению и постоянно перестраиваются в течение жизни.
Сложность и неоднозначность взаимосвязей между генами и поведением вовсе не противоречат тому факту, что определенные мутации могут менять поведение вполне определенным образом. При этом мы, конечно, понимаем, что каждый поведенческий (и вообще любой) признак в конечном счете зависит не от одного-двух, а от огромного множества генов, работающих согласованно. Если обнаруживается, что мутация в каком-то гене приводит к потере дара речи, это не значит, что "ученые открыли ген речи". Это значит, что они открыли ген, который наряду с множеством других генов необходим для нормального развития нейронных структур, благодаря которым человек может научиться разговаривать. И вовсе не факт, что изменения именно этого гена в ходе эволюции привели к появлению языковых способностей у наших предков. Это могло быть так, но могло быть и иначе. Эволюционное приобретение лингвистических способностей могло быть связано с закреплением мутаций либо в этом гене, либо в каком-то другом, либо в нескольких генах параллельно. Это были мутации, которые сделали эти гены такими, какие они есть сейчас. Не исключено, что эти мутации сегодня имеются у 100% людей. Поэтому "выловить" их, сравнивая между собой человеческие геномы, невозможно. Их можно обнаружить, лишь сравнивая геномы людей с геномами других приматов.
Яркие примеры того, как единичные изменения отдельных генов могут радикально менять поведение (причем не просто отбить какую-то способность, а создать что-то новое), известны у насекомых. Например, если пересадить небольшой фрагмент гена period от мухи Drosophila simulans другому виду мух (D. melanogaster), трансгенные самцы второго вида начинают во время ухаживания исполнять брачную песенку D. simulans. Крошечный кусочек ДНК "кодирует" такую сложную вещь, как брачная песня!
Другой пример ген for, от которого зависит активность поиска пищи у насекомых. Ген был впервые найден у дрозофилы: мухи с одним вариантом этого гена ищут корм активнее, чем носители другого варианта. Тот же самый ген, как выяснилось, регулирует пищевое поведение пчел. Правда, тут уже играют роль не различия в структуре гена, а активность его работы: у пчел, собирающих нектар, ген for работает активнее, чем у тех, кто заботится о молоди в улье. Как получилось, что один и тот же ген сходным образом влияет на поведение у столь разных насекомых, имеющих совершенно разный уровень интеллектуального развития? Это пока неизвестно. Ниже мы столкнемся и с другими примерами удивительного эволюционного консерватизма (устойчивости, неизменности) молекулярных механизмов регуляции поведения.
Нейробиолог и профессор Университета Калифорнии Джим Фэллон изучил образцы мозга множества известных психопатов-убийц, пытаясь объяснить биологическую природу их тяги к насилию. В ходе исследования ученый обнаружил удивительные закономерности, а T&P записали тезисы его выступления для TED.
Для того, чтобы ответить на вопрос, как человек становится убийцей-психопатом, Фэллон изучил образцы мозга множества известных маньяков. Он работал вслепую данные убийц поставлялись ему наравне с данными от нормальных людей. Фэллону удалось собрать множество статистической информации. Для исследования были обозначены следующие основные аспекты: взаимодействие генов (так называемый «эпигенетический эффект»), повреждения мозга и взаимодействие с окружающим миром.
Выяснилось, что у всех убийц была повреждена глазнично-лобная кора мозга, которая расположена прямо над глазами, а также внутренняя часть височной доли. Характер травмы мог немного различаться, но повреждения имели абсолютно все преступники.
Другой ключевой момент влияние генов насилия, таких как ген МАО-А. Разновидность этого гена есть и у нормальных людей. Он сцеплен с полом и содержится в Х-хромосоме в данном случае получить его можно только от матери. Дочь может получить вторую Х-хромосому от отца, тогда эффект гена как бы ослабляется. Возможно, поэтому большинство маньяков-убийц являются мужчинами.
Трагедия происходит, если ребенок вовлечен в болезненную сцену насилия, при этом переживая полноценный эффект присутствия. Так работает зеркальная нейронная система: наличия этого гена и созерцания мощного, беспощадного акта насилия будет достаточно, чтобы спровоцировать катастрофу.
Также свое влияние оказывает избыток серотонина во время развития зародыша. Обычно серотонин оказывает успокаивающее и расслабляющее воздействие. Но с геном МАО-А мозг, находясь в утробе, буквально купается в серотонине и становится целиком невосприимчив к нему в будущем. Теоретически для того, чтобы ген МАО-А проявился в такой жестокой форме, человек должен пережить в допубертатном периоде сильное травмирующие событие. Это должен быть не просто легкий стресс, к примеру, от слабой порки. Трагедия происходит, если ребенок вовлечен в болезненную сцену насилия, при этом переживая полноценный эффект присутствия. Так работает зеркальная нейронная система: наличия этого гена и созерцания мощного, беспощадного акта насилия будет достаточно, чтобы спровоцировать катастрофу.
В тех частях света, где постоянно царит агрессия, возможно появление целых поколений детей, которые окажутся к этому восприимчивы. При этом девушки из таких стран наверняка постараются найти себе сильных, агрессивных партнеров, которые смогут их защитить. Таким образом будет происходить концентрация генов насилия. Возможно, несколько поколений спустя мы будем сидеть на настоящей пороховой бочке.
Полностью посмотреть лекцию биолога Джима Фэллона можно на сайте TED.
Во многих проявлениях человеческой натуры сложно провести границу между врожденными особенностями, личным опытом и влиянием социума и культурного контекста. Тем не менее исследователи периодически находят связь между генами и определенным складом характера. The Washington Post опубликовала статью об исследовании, доказывающем существование гена, ответственного за более мрачное восприятие мира. «Теории и практики» выделили основные тезисы.
Группа американских ученых утверждает, что то, как люди воспринимают повседневность, может быть обусловлено генетикой. Определенный ген, принимающий участие в создании эмоциональных воспоминаний, также может повлиять на то, что в первую очередь привлекает внимание человека.
«Люди полагают, что существует объективная реальность, и наш мозг только рассказывает нам о ней, объясняет автор исследования, психолог Корнельского университета Адам Андерсон. Но то, что говорит нам мозг, проходит фильтрацию, а эмоции сильно влияют на то, как мы воспринимаем мир»
Люди с определенной разновидностью этого гена, лишенной некоторых аминокислот (эта особенность обнаружена примерно у половины европеоидов), имеют повышенную восприимчивость к негативной информации. Например, подобные люди, посмотрев на оживленную городскую улицу, скорее заметят подозрительную личность, околачивающуюся возле банкомата, чем ликующих ребятишек, играющих в парке. Или во время похода будут фокусироваться на скользких скалах, а не на захватывающем дух пейзаже.
Как правило, чем больше эмоций вызывает событие, тем живее будут воспоминания о нем подумайте, например, о вспышках в памяти, связанных с терактом 9/11 или убийством Кеннеди. Эти и другие эмоционально заряженные воспоминания впечатаны в мозг с помощью вещества под названием норадреналин. У индивидов с недостатком аминокислот в гене ADRA2B повышен уровень норадреналина, они интенсивнее переживают подобные «вспышки памяти».
Новые исследования показывают, что ген связан не только с живостью эмоциональных воспоминаний, но и со склонностью людей чаще замечать негативные вещи в реальном времени. Исследователи протестировали более 200 человек, показывая им списки слов в быстрой последовательности. Людей просили различить два слова, написанных зеленым цветом и показанных с промежутком в полсекунды. Первое слово было легко заметить, в то время как второе упускалось из виду в соответствии с феноменом «моргающего внимания». Наш мозг тоже «моргает» когда внимание приковано к чему-то одному, мозг начинает работать над этим и ему уже не хватает ресурсов на другой объект.
Поэтому справиться с задачей можно было, только если второе слово имело сильную эмоциональную окраску. Например, люди легче запоминали слова «изнасилование» или «оргазм», чем «дом» или «компьютер». Участники с вышеописанной разновидностью гена замечали негативно окрашенные слова намного лучше, чем позитивные, в то время как у остальных участников не было замечено подобной разницы в восприятии.
Полностью статью можно прочесть на сайте The Washington Post.
Палеонтолог и эволюционный биолог, доктор биологических наук Александр Марков автор математической модели эволюции и разнообразия видов. Его книга «Рождение сложности» вошла в шорт-лист премии «Просветитель» фонда «Династия». Старший редактор «HBR Россия» Евгения Чернозатонская беседовала с Александром Марковым о генетических основах человеческой психологии, о различиях между научными и ненаучными воззрениями и о том, зачем вообще нужно просвещать народ.
Значит ли это, что у разных рас разное происхождение и есть эволюционно более «продвинутые» и те, что ушли от предков не столь далеко?
Самые «чистокровные» Homo sapiens это негры, живущие к югу от Сахары. Но это не значит, что какие-то расы ближе к обезьяне: пройденное эволюцией «расстояние», то есть количество накопленных изменений, у нас у всех одинаковое.
Теперь стало понятно, какие именно направления отбора к каким генетическим изменениям приводили. В большой степени изменения связаны с психической сферой. Выявлены гены, которые влияют на эмоции и, соответственно, на мотивацию наших поступков. Сейчас нам все яснее генетические и нейробиологические основы некоторых аспектов морали, семейных отношений. Гены влияют на поведение, отношения людей, понимание, доброту и прочее.
То есть способность быть добрым и отзывчивым заложена в нас генетически? Неужели наши лучшие качества в той же степени врожденные, что цвет глаз или группа крови?
Все люди обладают генетической основой для формирования эмоциональных привязанностей: родительская любовь, любовь между супругами, дружба присущи человеку как виду. Но когда мы говорим, что какой-то признак наследуется, мы подразумеваем, что наблюдаемые различия в поведении связаны с вариантами генов. Ученые заинтересовались генетическими механизмами супружеской верности. На это свойство влияет гормон вазопрессин, его выделяет мозг всех млекопитающих и, более того, всех животных. Обнаружили ген, различия в котором определяют чувствительность клеток мозга к этому гормону. Стали смотреть, есть ли корреляция между вариантами гена у человека и устойчивостью его семьи. И представьте себе, нашли такую связь. Если мужчины несут в себе один вариант гена, то у них, во-первых, романтические отношения гораздо реже оканчиваются браком, во-вторых, менее развиты такие качества, как доброта и доверчивость и, в-третьих, их жены отмечают плохие отношения в семье. То есть носители этого варианта гена отчасти асоциальны, им труднее устанавливать добрые эмоциональные отношения с другими. А у женщин тот же вариант гена к таким поведенческим последствиям не приводит, потому что вазопрессин влияет на формирование привязанности именно у самцов.
Значит ли это, что психология сведется к биологии и генетике и всю предыдущую науку можно будет перечеркнуть?
Нельзя сказать, что в результате генетических открытий наше понимание человека радикально изменилось. То, что мы как личности сделаны из нейронов, а не из каких-то мистических эфирных субстанций, было ясно умным людям больше ста лет назад. Еще во второй половине XIX века в книге «Рефлексы головного мозга» великий русский ученый Сеченов убедительно доказал, что душа есть продукт работы мозга. Но и теорий, сформулированных в донейропсихологическую эру, никто не отменял. Просто они получили доказательную базу. Возьмем теорию Фрейда. Она сейчас не в большой чести, хотя бы из-за того, что правильность толкования того или иного сна невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Но некоторые вещи Фрейд угадал абсолютно верно: например, постулировал в структуре мозга супер-эго, заставляющее нас вести себя выгодным для общества образом и смиряющее эгоистические устремления. И был совершенно прав, утверждая, что отчасти это супер-эго находится в бессознательном. Именно из бессознательной, эмоциональной сферы исходят импульсы, которые запрещают антисоциальное поведение. Выявили участки мозга, в которых локализована мораль, и это не опровергло никакой научной теории психологии.
Научной теории не опровергло, но вот с религиозными представлениями стыкуется плохо. А вообще религиозные взгляды мешают восприятию эволюционной теории?
До определенного предела не мешают, ведь священные тексты можно перетолковать так, чтобы эволюция туда вписалась. Но вот об эволюционном происхождении души, о том, как психика обезьян связана с психикой человека, с верующими говорить нельзя, это для них чересчур. Здесь начинается взаимное отторжение. Кстати, многие биологи-эволюционисты верующие. Они просто не занимаются эволюционной психологией.
Есть ли у самой веры генетическая природа? Почему вообще люди верят тем, кто уверенно им что-то говорит?
Начать с того, что без веры в широком смысле цивилизации не было бы. Мы учимся у своих родителей и сородичей, принимая на веру, что и как делать. Все традиции основаны на вере. Да и у животных зачатки культуры строятся на вере. Шимпанзе, допустим, сами не проверяют, как лучше расколоть орех они делают так, как это принято в их сообществе. А в соседней стае делают по-другому, тоже в силу традиции. Но есть и нечто, свойственное только человеку. У нас очень долгое детство и очень большой мозг, который растет очень быстро в первые годы жизни. Люди рождаются недоразвитыми по сравнению с другими приматами, именно потому что у нас, как у вида, очень большой мозг. Человеческий детеныш лишь к году достигает той стадии развития мозга, с которой шимпанзенок рождается. Но женщина не смогла бы родить годовалого ребенка. И поэтому в ходе эволюции развились особые психологические адаптации для более эффективной передачи знания, быстрого обучения. Человеческие детеныши отличаются огромным доверием к тому, что им сообщают взрослые.
Хорошо это или плохо?
Это очень полезное адаптивное свойство иначе как бы мы передавали культуру из поколения в поколение? Но у доверчивости есть и оборотная сторона. Если по какой-то причине взрослый ребенку внушает чушь, то ребенок тоже поверит. Если ему с детства говорили: чтобы хорошо родилось сорго, нужно приносить в жертву черного козла, он так и будет делать, когда вырастет. Истинной и ложной информации он верит одинаково. Наш мозг лучшая питательная среда для распространения как знаний, так и суеверий.
Гены это хорошо. Но самая основная проблема жизни, это не потакать нашим инстинктам, а научится думать разумом и расти в духовном плане эволюции. Есть хорошее выражение! Самое главное не откуда мы, а главное кем мы хотим стать(с) Как говорится, человек с себя может слепить что угодно.
Сообщение отправляется. Пожалуйста, подождите...
После проверки сообщения модератором, оно будет добавлено в эту тему
Рекламный блок.
Загрузка. Пожалуйста, подождите...
Ваша реклама, здесь
