Генетика поведения: Когда поведение зависит от генов.

Исследователи смогли обнаружить, что некоторые черты характера, включая женскую интуицию, имеют наследственный характер. На волне интереса к «научным предсказаниям» приобрела популярность психогенетика – наука, изучающая взаимодействие наследственности и особенностей характера и поведения человека.

Это у вас наследственное

Психогенетика появилась еще во второй половине XIX века. Первым, кто изучал наследственную природу поведения, был двоюродный брат Дарвина – Френсис Галтон. Он написал немало трудов о наследовании умственных способностей и таланта. При этом сам термин «генетика» появился за два года до его смерти в 1909 году. Современная психогенетика использует несколько методов. Прежде всего, это изучение поведения близнецов, генеалогический метод, а также метод приемных детей, когда особенности характера ребенка сравниваются с характером биологических и приемных родителей.

При этом надо понимать, что гены не определяют черту человеческого характера как таковую. Гены отвечают за синтез того или иного типа белка, который в свою очередь может либо влиять на нервные центры, либо изменять концентрацию или действие других веществ в мозге человека.

Поведение человека, как и многие другие признаки, зависят не только от генетики, но и от внешних факторов. Так ген предрасположенности к эмфиземе может ни разу не проявить себя, если его носитель ни разу в жизни не курил и жил в горной местности с чистым воздухом.

В своих статьях под заголовками «Найден ген…» журналисты довольно часто забывают пояснить, что признаки в большинстве случаев определяются комбинацией генов, а такая сложная составляющая человека, как поведение, зависит в большей степени от нервной системы.

Тем не менее, кое-что уже удалось выяснить.

Неверность. Сотрудники Университета Джорджии обнаружили, что мутация гена, который отвечает на синтез рецепторов к вазопрессину, приводит к полигамному поведению у мышей полевок. Самцы с определенной формой гена постоянно меняли самок и редко оставались с каждой подолгу. Ученые сделали инъекцию рецепторов к вазопрессину в лобную долю полигамной мыши – результаты превзошли все ожидания.

Бывшие плейбои резко изменили свое поведение и сразу выбрали себе постоянную спутницу. Исследователи предположили, что факт верности объясняется уровнем удовольствия, которое самец испытывает при общении с самкой. Чем больше рецепторов, тем сильнее удовольствие, и тем меньше причин искать новую подружку.

Ухаживание. Этот ген обнаружили одновременно австрийские и американские ученые. В ходе исследования стало очевидно, что наличие этого гена заставляет самцов ухаживать за самками. Когда же ген внедряли в ДНК женских особей плодовых мушек, они начинали вести себя как самцы: приставать и сексуально доминировать. В то же время его удаление из ДНК самцов лишало их желания ухаживать за самками.
Одиночество. Ученые Университета Амстердама и Университета Чикаго пришли к выводу, что склонность к одиночеству имеет генетическую основу. В опросе приняли участие более восьми тысяч близнецов, которые отвечали на вопросы типа «я быстро теряю друзей» или «никто меня не любит». Исследователи обнаружили, что у однояйцовых близнецов ответы были более схожи, чем у разнояйцовых.

Женская интуиция. На самом деле речь идет не столько об интуиции, сколько о способности самостоятельно распознавать общественные нормы поведения. В Х-хромосоме был обнаружен ген, который улучшает восприятие невербальной информации женщинами, поэтому они быстрее ориентируются в системе ценностей. Это, по мнению ученых, и является проявлением женской интуиции. Мужчины, в свою очередь, невербальную информацию воспринимают гораздо хуже, и нормам поведения их приходится обучать.

Неверность. Ученые заметили, что если одна из сестер-близнецов изменяет своему мужу, то вероятность, что вторая заведет себе любовника, составляет 55%. Этот результат подтвердился при сравнении данных однояйцовых и разнояйцовых близнецов.

Альтруизм. Специалисты Еврейского университета в Иерусалиме недавно пришли к выводу, что люди становятся альтруистами не по доброте душевной. Ученые обнаружили, что мутация определенного гена снижает число рецепторов к вазопрессину в определенных зонах мозга. Это приводит к тому, что человек испытывает гораздо меньше удовольствия при совершении добрых дел. Глава группы Ричард Эбштейн высказал предположение, что жестокое и эгоистичное поведение некоторых людей объясняется тем, что они попросту не получают от своего мозга «награду» в форме удовольствия за альтруистичные поступки.

Агрессия. Проведено немало исследований, доказавших, что агрессия, высокий уровень тревожности и проблемное поведение подростков могут определяться мутациями генов, которые изменяют уровень серотонина или моноаминооксидазы А. Исследователи из Королевского колледжа Лондона обнаружили, что некоторые малолетние преступники являются носителями определенной формы гена. Она вызывает дефицит моноаминооксидазы, что (в сочетании с плохим питанием в детстве) сильно повышает вероятность антисоциального поведения у подростков.

Ген найден: что с ним делать?

У психогенетики есть масса этических проблем. C увеличением числа подобных исследований люди с определенными чертами характера или наклонностями могут подвергаться дискриминации. Например, потенциальных преступников могут заставить проходить обязательное корректирующее лечение. Уже появились несколько научных работ, заявивших о генетической природе гомосексуализма, и это разделило научное сообщество на две части. Одни считают, что выявление наследственной природы гомосексуализма приведет к большей толерантности по отношению к геям. Другие, и их сейчас большинство, сходятся во мнении, что общество начнет воспринимать гомосексуализм как болезнь, и снова начнут предприниматься попытки «вылечить» всех геев, что приведет к серьезному расколу в обществе.

Самым негативным последствием развития современной психогенетики может стать появление нового витка евгеники: процесса улучшения генофонда. Существуют опасения, что женщины начнут чаще делать аборты, если тесты покажут, что у ребенка, например, мало шансов стать интеллектуалом. С похожей проблемой уже столкнулся Китай: с введением правила «один ребенок в семье», женщины прерывали беременность, если УЗИ показывало девочку. В 2006 году власти страны официально запретили определение пола во время беременности, потому что соотношение населения стало сдвигаться в сторону мужского пола.

И все-таки всем, кто надеется, что достижения психогенетики смогут облегчить их жизнь или пролить свет на способности, с которыми «ничего не поделать», надо помнить одну принципиальную вещь. Даже если определенный ген есть у нас в ДНК, внешние факторы способны его как «включить», так и «выключить», поэтому многое в нашей жизни по-прежнему зависит только от нас.

Наталья Ростовцева

Исследование поведения человека испокон веков считается территорией, на которой молекулярщикам, генетикам и прочим приверженцам «механистического» взгляда на живое делать совершенно нечего: настолько всё это сложно, одухотворённо и вообще далеко от банального взаимодействия молекул. Однако постепенно такое табу остаётся в прошлом, и множество исследований уже начинает выхватывать из тьмы неизведанного отдельные детали, связывающие генетику и поведение. Эта заметка, основанная на небольшом обзоре, опубликованном в журнале Science , удачно дополнит материал «Гены управляют поведением, а поведение - генами », появившийся на сайте «Элементы» и основывающийся на статьях и обзорах, опубликованных в том же номере Science .

Сложно поверить, что поведение человека и другие аспекты высшей нервной деятельности могут быть как-то связаны с генами. Частенько можно услышать в ответ на высказывание о, например, половом (а значит генетически предопределённом) различии математических способностей раздражённое заявление навроде «ну тогда предъявите мне математический ген!» . Само собой, никакого «математического гена» не существует, однако это ещё не означает, что математические способности (равно как и более общие способности концентрировать внимание, воспринимать абстрактные логические построения и др.) никак не «закодированы» на уровне ДНК. Дело в том, что все сложные феномены, так или иначе связанные с высшей нервной деятельностью и не обусловленные напрямую каким-нибудь тяжёлым наследственным заболеванием, основываются на сложнейших эффектах взаимодействия множества генов, лишь создающих возможность формирования тех или иных нейронных структур и личностных характеристик, но уж никак не определяющих их на 100%. Обладай человек хоть тысячей копий «математического гена» (если б он существовал), без систематического развития способностей, само собой, ничего не получится, и мечтателям об этом стоит хорошенько помнить. Просто, наверное, у многих газетные заголовки типа «Открыт ген жестокосердия» или «Разводы предрешены генетически» могут создать такое впечатление, что и успехи, и провалы людей во всех сферах жизни уже можно объяснить на уровне генов (но знают ли читатели таких газет, что такое гены? ), а, следовательно, и напрягаться-то особо не стоит.

А что, удобно было бы объяснить плохую социальную адаптацию наследственностью, а поведение всех подрезающего и мечущегося из полосы в полосу «частника» геном воинственности. Да, кстати, а знаменитые депрессии Хемингуэя вызваны проблемами с рецептором дофамина? А может быть, супружеские измены являются прямым следствием особенности строения гена вазопрессинового рецептора? Исследования указывают на определённую связь между этими феноменами, хотя не стоит, конечно, свои промахи и чужие успехи объяснять исключительно этим.

Десятилетия исследований с участием семей и родственников, близнецов и приёмных детей показали, что определённая (и иногда довольно существенная!) связь между генотипом и предрасположенностью к определённому типу поведения в модельных ситуациях присутствует, но что по сравнению с поиском сложнейших закономерностей, определяющих эту связь, выявление мутаций, вызывающих развитие, например, болезни Гентингтона , выглядит просто детской забавой. Сейчас уже совершенно очевидно, что способность к беглой речи и изучению языков, отзывчивость и готовность помочь ближним и другие душевные качества не могут определяться каким-то одним геном, но формируются под влиянием множества факторов (из которых главным пока что, наверное, всё-таки является воспитание). Кроме того, один и тот же ген, скорее всего, будет участвовать сразу во многих процессах - например, предрасположенности к депрессиям, перееданию и импульсивному поведению, делая задачу установления однозначных связей почти невыполнимой. Изучение этих факторов, несомненно, - самая сложная задача, когда-либо встававшая перед генетиками, бихевиористами и психологами.

Любит - не любит...

Генетическое сканирование на крепость брачных уз? Что? Не слишком ли похоже на лозунг одного из магических салонов? Несмотря на солидный оттенок желтизны подобного заявления, одна канадская фирма действительно предлагает за 99 долларов проанализировать у обратившейся пары ген рецептора вазопрессина 1а (AVPR1a ), получивший скандальную известность как ген жестокосердия или ген развода . Однако же, как такой тест может оказаться более информативным, чем давно зарекомендовавшее себя гадание по ромашке?

Всего генами не объяснишь, однако в Швеции провели исследование с участием 500 однополых близнецов, каждый (или каждая) из которых состоял в государственном или гражданском браке в течение, по меньшей мере, пяти лет . Предметом исследования стала связь структуры промотора гена рецептора AVPR1a с результатами анкетирования, включавшего вопросы вроде «как часто вы целуете своего партнёра» или «как часто ваши интересы и интересы вашего партнёра пересекаются за пределами семейного круга» . (Этот опросник должен был дать оценку «температуре» семейных отношений.) Выяснилось, что для мужчин, последовательность промотора гена AVPR1a которых была короче (а было обнаружено несколько вариантов), характерна менее сильная привязанность к жёнам, чем для остальных. Эти мужчины реже женятся, а в браке их чаще постигает кризис семейных отношений. Так что же, «ген развода» всё-таки найден? Пожалуй, не стоит торопиться: реальность может оказаться сложнее этой удобной для гуляк схемы.

Однако ни в семейной жизни, ни в дружбе нет таких однозначных связей, как в патофизиологических состояниях (хотя...) , а, значит, и на «генетических гадалок» надеяться, пожалуй, не стоит.

I will survive

Некоторых людей называют слабовольными за то, что они не способны противиться окружающим их обстоятельствам, и их может расстроить даже незначительное происшествие, в то время как другие стойко преодолевают все невзгоды и неотвратимо движутся к намеченному. Однако и в такого рода стойкости, кажется, не обошлось без генетики: эмоциональные взлёты и падения связывают с нейромедиатором серотонином , о транспортёре которого (SERT) пойдёт речь далее.

В ставшей уже классической работе 1996 года Клауса-Петера Леща (Klaus-Peter Lesch ) было выявлено, что длина регуляторных последовательностей, предшествующих гену SERT , также связана с поведением людей . У тех из 505 добровольцев, которые были по опроснику классифицированы как подверженные неврозам (депрессиям, тревоге и проч.), была выявлена короткая регуляторная последовательность, присутствующая в одной или двух копиях, в то время как у более «спокойных» подопытных обнаружили длинный вариант промотора. «Короткая» форма промотора вызывает более активную секрецию серотонина в синапсы, что, как было показано и на животных, и на людях, вызывает тревогу и беспокойство. Не стоит, впрочем, обольщаться идеей абсолютно точно предсказать характер человека по результатам генотипирования: согласно статистической обработке, короткая форма промотора SERT ответственна лишь за 4% депрессий и негативных эмоций. Впрочем, психологи отмечают, что и 4% в случае личностных качеств - это уже очень много, поскольку до того учёным не удавалось обнаружить ни одного гена, вариации в котором давали хотя бы такой уровень причинной связи.

В другой работе, появившейся в 2003 году, анализировали связь между стрессорными событиями в жизни и связанными с ними переживаниями в группе из 847 человек, которых анкетировали на предмет наличия депрессий в возрасте между 20 и 26 годами. Среди испытуемых, которым не пришлось за этот период испытать «ударов судьбы» (таких как смерть близких людей, увольнение с работы, личные неудачи и пр.), существенной связи между геном SERT и вероятностью возникновения депрессии выявлено не было (а сама эта вероятность была низкой). Самое же интересное было в группе людей, переживших четыре и более стрессорных эпизода: 43% носителей «короткой» изоформы промотора SERT доложили о депрессивном периоде, связанном с неприятностями, в то время как среди обладателей «длинного» варианта число депрессий было почти в два раза ниже. Кроме того, было выявлено, что у людей с «коротким» промотором SERT в зрелом возрасте чаще возникает депрессия, если они в детстве сталкивались с жестоким обращением; у другой же части исследованной группы такой закономерности не наблюдалось.

Но и тут, конечно, преждевременно утверждать что-то конкретное. Многие учёные с цифрами в руках доказывают, что для таких слабых эффектов размер использованных выборок явно недостаточен, а влияние серотонина и его транспортёра на физиологию настолько широко - это и нарушения сна, и сердечно-сосудистая деятельность, и шизофрения, и аутизм, и состояние поиска острых ощущений, - что судить об их влиянии на поведение можно только в самых общих чертах.

Ген воинственности

В 2006 году было открыто, что за «знаменитое» воинственное поведение новозеландского племени маори может отвечать особая форма гена моноаминоксидазы-А , отвечающей за расщепление нейромедиаторов в мозгу. (Интересно, случайно ли аббревиатура МАО-А напоминает слово маори ?). По данным новозеландского исследователя Рода Ли (Rod Lea ), 60% азиатов (включая и маори) являются носителями особого, «воинственного» варианта гена МАО-А , в то время как у европеоидов этот показатель не превышает 40%. Однако сам Ли признаёт, что сваливать все социальные проблемы - такие как агрессивность, склонность к азартным играм и различные пагубные привычки - на один-единственный ген было бы чрезмерным упрощением.

В другом исследовании с помощью магнитно-резонансного сканирования мозга было продемонстрировано, что у носителей «воинственной» аллели МАО-А значительно сильнее возбуждается особый отдел мозга - миндалина (amygdala ) - в ответ на предъявление эмоциональных раздражителей, таких как изображения страшных или отвратительных лиц. (Миндалина, или миндалевидная железа - отдел мозга, обрабатывающий социально-значимую информацию, связанную с такими эмоциями, как страх и недоверчивость.) Обнаруженная активность, очевидно, доказывает, что таким людям труднее контролировать свои эмоции, и что они с большей вероятностью ответят агрессией на какие-либо эмоциональные раздражители.

В случае гена MAO-А , также как и для серотонинового транспортёра, было показано, что обладатели «воинственной» аллели будут иметь «проблемы с поведением» с большей вероятностью, если в детстве они сталкивались с жестоким обращением (а если нет - то вероятность «антисоциальности» оказывается почти в три раза ниже) . Каким образом события из сферы взаимоотношения людей - даже такие малоприятные, как жестокое обращение с детьми, - оказываются в состоянии повлиять на экспрессию генов - пока, кажется, остаётся загадкой.

Аналогично «ложке дёгтя» в случае «антисоциального» поведения действует тестостерон: при сравнении 45 мужчин-алкоголиков, да ещё и с криминальным прошлым, с контрольной группой «без отягчающих», выяснилось, что у «буянов» не только снижена экспрессия МАО-А (т. е., присутствует «воинственный» аллель), но ещё и повышено содержание тестостерона . И хотя «воинственный ген» вряд ли отвечает за весь спектр социальных проблем, некоторое влияние на поведение (особенно в «коктейле» с тестостероном) он определённо имеет.

Live fast, die young

Что объединяет Дженис Джоплин, Джими Хендрикса и Курта Кобейна кроме того, что все они являются членами мистически известного клуба 27 ? Мир рок-музыкантов - это, пожалуй, хорошее место для поиска людей с нарушенной (а иногда и напрочь съехавшей) системой положительных подкреплений, формирующей традиционную шкалу ценностей человека. В случае подобного нарушения человек перестаёт получать положительные эмоции от повседневных вещей, приятных большинству людей, и ударяется во все тяжкие в поиск нездоровых форм новых ощущений вроде пристрастия к алкоголю, табаку, наркотикам или азартным играм. Однако виновен ли в этом дофаминовый рецептор, реагирующий на нейромедиатор дофамин , недостаток которого и ведёт к нарушению системы положительных подкреплений?

Аллельная форма A1 дофаминового рецептора D2 «чувствует» дофамин не очень хорошо, что и приводит, возможно, к «притуплению» ощущений, сопровождающих повседневные действия. Некоторые учёные считают, что именно полиморфизм рецептора D2 является причиной пагубных привычек и отчётливо выраженного постоянного поиска острых ощущений, а также антисоциального поведения, включая проблемы во взаимоотношениях с другими людьми.

Исследование с участием 195 студентов одного из университетов штата Нью-Йорк показало, что носители аллели А1 раньше начинают половую жизнь, но в то же время менее способны к завязыванию длительных отношений. В другой работе показано, что мальчики - носители одной аллели А1 - имеют большую склонность к маргинальному и преступному поведению, нежели обладатели двух аллелей А2. Правда, гетерозиготные A1/A2 «подопытные» продемонстрировали ещё большую склонность подобного рода, несколько запутывая ситуацию. Один учёный даже выразился по поводу этого гена, что «тут пока больше дыма, чем огня».

Кстати, в последнем номере Science появилась даже работа, в которой проводят связи между вариантами гена DRD2 и приверженностью к определённой политической партии, утверждая, что люди с двумя «высокоэффективными» А2-аллелями оказываются более доверчивыми и легче вступают в какие-нибудь партии .

Понятно, что в генетике поведения практически ничего ещё не понятно. Однако понятно и другое - что психологам вскоре, кроме устаревших тестов Айзенка и прочих опросников, придётся вооружаться современными инструментами по анализу генетических особенностей участников их исследований.

Подготовлено по материалам новостей Science с сокращениями.

Литература

1. Идентифицированы белки, «слипающиеся» при болезни Гентингтона ;
2. Z. R. Donaldson, L. J. Young. (2008). Oxytocin, Vasopressin, and the Neurogenetics of Sociality . Science . 322 , 900-904;
3. Элементы: «Гены управляют поведением, а поведение - генами »;
4. H. Walum, L. Westberg, S. Henningsson, J. M. Neiderhiser, D. Reiss, et. al.. (2008). Genetic variation in the vasopressin receptor 1a gene (AVPR1A) associates with pair-bonding behavior in humans . Proceedings of the National Academy of Sciences . 105 , 14153-14156;
5. A. Knafo, S. Israel, A. Darvasi, R. Bachner-Melman, F. Uzefovsky, et. al.. (2008). Individual differences in allocation of funds in the dictator game associated with length of the arginine vasopressin 1a receptor RS3 promoter region and correlation between RS3 length and hippocampal mRNA . Genes Brain Behav . 7 , 266-275;
6. K.-P. Lesch, D. Bengel, A. Heils, S. Z. Sabol, B. D. Greenberg, et. al.. (1996). Association of Anxiety-Related Traits with a Polymorphism in the Serotonin Transporter Gene Regulatory Region . Science . 274 , 1527-1531;
7. A. Caspi. (2002). Role of Genotype in the Cycle of Violence in Maltreated Children . Science . 297 , 851-854;
8. J. H. Fowler, D. Schreiber. (2008). Biology, Politics, and the Emerging Science of Human Nature . Science . 322 , 912-914;
9. C. Holden. (2008). Parsing the Genetics of Behavior . Science . 322 , 892-895.

Л.И. Корочкин, Л.Г. Романова

ГЕНЕТИКА ПОВЕДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА И ЕВГЕНИКА

Л.И. Корочкин, Л.Г. Романова

Леонид Иванович Корочкин, член-корреспондент РАН.
Лариса Гурьевна Романова, кандидат биологических наук.

Нормальное поведение человека изучается в основном психологами, патологическое - психиатрами, биологические основы психических болезней - сфера нейробиологии. Очертить границы нормального поведения очень трудно, они зависят от понятия "норма", принятого в данном обществе. Однако исследования последних лет отчетливо показали, что основные психозы, скажем шизофрения, распространены во всех обществах.

Генетический анализ множества признаков убедительно продемонстрировал, что аномальные функции часто являются следствием единичных генетических дефектов, мутации одного гена. Нормальная же изменчивость обеспечивается системами генов в совокупности с влиянием внешней среды. Поэтому изучение генетики аномального поведения представляется более простой задачей, чем анализ генетических основ нормального поведения.

Самый простой и прямой подход к оценке генного вклада в изменчивость определенного признака заключается в сравнении по этому признаку моно- и дизиготных (однояйцовых - МЗ, и разнояйцовых - ДЗ) близнецов. Дизиготные близнецы генетически сходны не более чем обычные братья и сестры. Гены монозиготных близнецов идентичны, хотя не исключены небольшие различия между ними по некодирующим, в частности, по так называемым повторяющимся последовательностям ДНК, которые в геноме преобладают. В таких случаях незначительные различия между МЗ связаны с этими последовательностями или обусловлены какими-то внешними влияниями.

В свое время на многих ученых большое впечатление произвела идея Ф.Гальтона о том, что интеллект можно измерить, что статистическое сравнение близких родственников позволяет по-новому осмыслить проблему взаимодействия наследственности и воспитания в становлении интеллекта. Близнецовый метод был быстро освоен и стал излюбленным средством в исследованиях подобного рода. Самое малое сходство интеллекта наблюдалось у лиц, не связанных родством, самое высокое - у идентичных близнецов. Многочисленные исследования показали, что многие особенности коэффициента интеллекта IQ имеют генетическую основу: МЗ-близнецы демонстрируют высокое сходство умственного развития независимо от различий в условиях воспитания.

Генетические основы выдающихся достижений

Ф.Гальтон показал, что люди, которых в британском обществе того времени считали выдающимися, имели среди близких родственников мужского пола во много раз больше знаменитостей, чем можно было бы ожидать при случайном распределении высокой одаренности. С тех пор неоднократно предпринимались попытки подтвердить наследование гениальности или особых талантов. Изучались родословные знаменитых музыкантов, ученых, публиковались обширные статистические данные.

На основании своих исследований Ф.Гальтон пришел к такому заключению: вероятность того, что у выдающегося человека был талантливый отец, в 500 раз выше по сравнению с человеком обыкновенным. Можно представить, какой вред нанесли России большевики, методически расправлявшиеся с интеллигенцией и, в конце концов, практически уничтожившие интеллектуальную элиту страны. Последствия этих диких, варварских деяний мы расхлебываем до сих пор.

По некоторым прогнозам к 1936 году население России должно было составлять 247 млн. человек. В действительности в 1939 году в стране насчитывалось всего 167 млн. жителей. Таким образом, в результате красного террора, вынужденной эмиграции и войн мы лишились не менее одной трети соотечественников, притом их лучших представителей *.

* Акифьев А.П. Генетика и судьбы. М., 2001. Наши попытки обнаружить научные работы г-на Акифьева в сводных библиографических базах данных ИНИОН РАН ни к чему не привели - V.V.

Аномальное и социально нарушенное поведение

Известны многочисленные случаи наследственной социальной патологии. Как говорил Андрей Вознесенский: "Есть соль земли, есть сор земли". Например, семейство Джюков, возникшее в XVIII веке в Северной Америке от брака пьяницы рыбака и беспутной женщины. В их родословной более 50% слабоумных, воров, проституток, бродяг и т.п. В конце XIX века нанесенный США этим семейством ущерб был оценен в 1,2 млн. долларов - огромная сумма по тем временам. Известна также родословная бродяги, воровки и пьяницы Ады Юрке, родившейся в 1740 году. Среди ее потомков зарегистрированы 181 проститутка, 76 разного рода преступников, 142 ничтожные падшие личности.

Множество примеров, когда детей из неблагополучных семей брали на воспитание в нормальные, здоровые семьи. Как правило, результаты были плачевными: дети либо убегали, либо становились на путь своих биологических родителей *.

* Цит. соч.

В основе умственной отсталости лежат генетические дефекты. Так, среди лиц с тяжелой умственной отсталостью выявлены лица с нарушениями, сцепленными как с Х-хромосомой, так и с другими хромосомами. Синдром Дауна (нарушение в 21-й хромосоме) длительное время был самым распространенным диагнозом в этой патологической группе.

В 1929 году Ланге опубликовал монографию "Преступность как судьба". После нее появился ряд работ, в которых МЗ- и ДЗ-близнецов сравнивали на конкордантность (совпадение) в отношении преступного поведения. Оказалось, что конкордантность МЗ-близнецов по сравнению с ДЗ-близнецами выше во всех исследованиях, а в большинстве - существенно выше. Конкордантность у МЗ-близнецов по сравнению с ДЗ-близнецами значительно выше и по гомосексуальному поведению, психозам, шизофрении и др.

При анализе предрасположенности к совершению преступлений был использован семейный метод. Группу из 14427 осужденных сравнивали по частоте привлечения к уголовной ответственности с их биологическими и приемными родителями. Никакой корреляции между детьми и приемными родителями обнаружено не было, однако проявилась достоверная корреляция между частотой привлечения к ответственности детей и числом осуждений их биологических родителей *.

* Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2003.

Расстройство психики и нарушения социального поведения часто встречаются у больных с аномалиями половых хромосом X и Y. Многие соматические отклонения, выявляемые при этих синдромах, связаны с аномальным половым развитием. Расстройства психики не так тяжелы и иногда могут иметь особый характер.

Выявление удивительно высокой доли мужчин с XXY- и XYY-кариотипами среди определенных групп осужденных совпало с усилением в обществе беспокойства по поводу роста жестокости и насилия. Некоторые генетически обусловленные признаки присущи закоренелым преступникам-рецидивистам: глубоко посаженные маленькие глазки, низкий лоб, отвисшая нижняя челюсть. Еще одна особенность - пониженная болевая чувствительность: число болевых рецепторов на единицу площади тела у них резко снижено. Неудивительно поэтому их необычное по сравнению с нормальными людьми поведение: они могут зашить себе рот нитками, прибить себя к стулу, отрубить руку и т.п. - им не больно! Этим же объясняется их особая жестокость. Когда преступник наносит ножом множество ран, его раздражают крики жертвы, он не понимает, чем они вызваны, ведь ему боль неведома.

Нет никакого сомнения, что подобные особенности генетически детерминированы. Невозможно представить себе, как среда может влиять на развитие болевых рецепторов. Разговоры о перевоспитании закоренелых преступников, модные во времена Н.С.Хрущева и усиленно возрождаемые в наше время некоторыми "гуманистами" и "правозащитниками", лишены оснований и ничего, кроме огромного вреда обществу, принести не могут. Гуманное отношение к убийцам, проповедуемое некоторыми нашими либералами, фактическими покровителями уголовного мира, заботящимися о создании преступникам комфортных условий жизни в заключении, оборачивается пренебрежением к интересам общества. Помилованные убийцы, оказавшись на свободе, лишат жизни многих честных людей. Примеры серийных убийц подтверждают это.

Распространение пренатальной (до рождения) диагностики дает родителям возможность узнавать об аномалии по половым хромосомам еще до рождения ребенка. Надо ли в этом случае прерывать беременность? Рекомендации генетиков не должны носить директивного характера, решение может быть принято только родителями.

Агрессивность

Социально значимым проявлением психической деятельности человека является его агрессивность, уровень которой связан с организацией определенных отделов головного мозга, генетически контролируемой в ходе развития организма. Эта проблема была проанализирована К.Лоренцем в его книге "Агрессия" *. Он привел интересные данные социально-психологических исследований индейцев племени юта в Северной Америке. Оказалось, что они очень страдают от избытка агрессивных побуждений, которые не могут реализовать в условиях резервации. Индейцы в течение нескольких столетий промышляли войнами и грабежами. Очевидно, отбор усиливал их агрессивность.

* Лоренц К. Агрессия. М., 1994.

Вынужденное постоянное подавление агрессивности достаточно часто вызывает у индейцев юта неврозы, многие из них чувствуют себя больными. По мнению Лоренца, единственным путем избавления от болезней является замещение агрессивности другими видами деятельности, например спортом. Это один из инструментов, позволяющих обществу влиять на "направленность" проявления генетически детерминированных свойств человеческой личности. При наличии национальной вражды необходимо содействовать индивидуальной дружбе в спорте.

По мнению Лоренца, наука и искусство способствуют объединению людей, ранее разобщенных и проявлявших агрессивные намерения. Музыка и изобразительное искусство не знают языковых барьеров и для выполнения своего высокого предназначения должны оставаться аполитичными. Наука же изначально лишена идеологических предпочтений и хотя не общедоступна, способна связывать общим воодушевлением хотя и ограниченный круг людей, зато очень прочно.

Общество очень сильно влияет на индивида, как бы "высвечивая" направленность его деятельности, при этом способности человека решать те или иные задачи, добиваться успехов в науке, искусстве, спорте или политике, с той или иной степенью полноты проявлять себя как личность, в значительной степени определяются генетически. Общество, в зависимости от своего устройства, может подавлять генетически детерминированные качества высшей нервной деятельности или способствовать их развитию, сдвигать норму реакции в определенную сторону.

Генетическая предрасположенность к спорту

Одна из актуальных проблем современного спорта - правильный выбор спортсменом вида, которым он хочет заниматься. Множество судеб искалечено из-за неправильного выбора. Появились идеи создания "трансгенных спортсменов" - явно утопичные и асоциальные. Возникла идея использования методов биохимической и популяционной генетики в спортивной науке.

В 2000 году коллектив английских ученых под руководством Монтгомери опубликовал в журнале "Nature" итог трехлетней работы по исследованию вариаций гена АСЕ (гена ангиотензин-превращающего фермента *) у спортсменов различной специализации. Авторы утверждали, что успех в определенных видах спорта зависит именно от этого гена.

* Фермент, участвующий в биохимической регуляции артериального давления, поскольку ангиотензин является веществом, действующим на кровяное давление.

Ген АСЕ у человека может быть представлен одной из трех форм: I/I - со вставкой повторяющегося участка внутри гена на обеих хромосомах, D/D - с отсутствием таковой, I/D - с наличием вставки на одной из хромосом. Было показано, что лица, обладающие D/D формой, имеют повышенное кровяное давление, a I/I - пониженное. Таким образом, люди с D/D формой должны иметь сердце, приспособленное к тяжелым, но непродолжительным нагрузкам, a I/I - наоборот, к длительным, но не очень интенсивным. Именно такие данные и были получены Монтгомери при обследовании спортсменов: у стайеров и велосипедистов преобладала I/I-форма, а у спринтеров, тяжелоатлетов и пловцов - D/D-форма.

Профессор В.А.Рогозкин в совместной работе с англичанами провел широкомасштабное, не имеющее аналогов в мире исследование по плотности костной ткани, а также гена коллагена * и гена рецептора кальцитонина **, определяющих массу и прочность костей.

* Белок, составляющий основу соединительной ткани, в том числе костной, и обеспечивающий ее прочность.

** Гормон щитовидной железы, регулирующий кальциевый обмен. По химической природе - полипептид.

При исследовании полиморфизма генов сердечно-сосудистой системы было выявлено преобладание гетерозиготных (смешанных) вариантов трех из четырех исследуемых генов в группе гребцов по сравнению с контрольной группой. Это полностью соответствует представлению о том, что гребля - вид спорта, требующий как выносливости, так и силы сердца. Анализируя гены, ответственные за метаболизм костной ткани, авторы выявили преобладание у гребцов формы гена, которая обусловливает пониженную концентрацию кальция в кости и соответственно повышенную в мышцах. Кроме того, у гребцов реже встречалась форма гена, ответственного за повышенную плотность костной ткани, что для занятий греблей не нужно.

Таким образом, тестирование предложенных генов может уже на начальном этапе подготовки спортсмена дать тренерам первичную информацию для отбора ребят в спортивные секции и выбора индивидуального подхода к тренировкам. Поэтому в настоящее время обсуждаются перспективы и целесообразность анализа генетической предрасположенности в качестве одного из базисных способов формирования олимпийской сборной и других сборных команд, как способа повышения спортивных достижений.

Измерение интеллектуальных способностей

Рассматривая генетические аспекты эволюции, легко убедиться в большом сходстве между человеком и высшими приматами по хромосомам, белкам и многим другим генетически детерминированным признакам. Однако существенное отличие человека как вида состоит в его способности говорить и абстрактно мыслить. Поэтому анализ различий между человеком и другими видами должен быть направлен прежде всего на изучение мозга - органа мышления и речи. Именно благодаря его развитию биологическая эволюция нашего вида дополнена культурной эволюцией.

Развитие типично человеческого поведения у детей возможно лишь при их взаимодействии с другими индивидами и с окружающей средой в широком смысле слова, включая ее воздействие на органы чувств и органы движения. Ограничение их деятельности, особенно в критические периоды детства, может привести к изменению структуры нервных клеток и их связей.

Широко известны примеры, когда дети, оказавшись в силу тех или иных причин в полной или частичной изоляции (жертвы ленинградской блокады, бастарды - внебрачные королевские дети, которых держали в заточении, и т.п.), так и не стали нормальными. Все предметы внешнего мира ребенку должны быть названы, причем в строго определенный критический период развития. Воистину, "в начале было слово".

То обстоятельство, что поведенческие признаки могут развиваться только при тесном и непрерывном взаимодействии с окружающей средой, делает генетический анализ концептуально нелегким. Кроме того, имеются также и чисто практические препятствия, которые тормозят научный прогресс в этой области, в частности, для изучения генетической изменчивости обычно необходимо обследование большого количества индивидов.

Определению относительного вклада наследственности и среды в поведение человека посвящено множество исследований. Основным предметом изучения в психологии и генетике поведения долгое время были индивидуальные различия умственных способностей. Однако эти исследования всегда подвергались жесткой критике, в том числе известным российским генетиком Н.П.Дубининым.

Умственная отсталость и выдающиеся способности были определены с использованием социальных критериев: отсталость - то, что делает индивидов неспособными к независимой социальной адаптации, а выдающиеся способности - те, которые дают возможность их обладателю считаться среди коллег по профессии лидером.

Коэффициент интеллектуального развития IQ был введен Бине и использовался сначала для формирования групп учащихся в школах и для классификации степени умственной отсталости. Впоследствии, к неудовольствию Бине, акцент сместился в сторону классификации нормальных людей в соответствии с их IQ. Способствовала этому первая мировая война, предоставившая американским психологам возможность проверить большое число новобранцев. После войны интерес к количественной оценке интеллекта сохранился, а тесты стали более тонкими и объемными.

Современная система испытаний умственных способностей включает тесты, которые оценивают способность оперировать словами и вербальными конструкциями, обращаться с абстрактными понятиями и математическими задачами, применять пространственное воображение и память и пр. Такие тесты оказались очень полезными, несмотря на множество критических замечаний относительно их смысла. Они давали довольно надежный прогноз успехов в школе, институте, в выборе профессии и пр. Едва ли, однако, с их помощью можно определить и оценить творческий потенциал исследуемого субъекта. Скорее, они показывают степень сообразительности испытуемого, а отнюдь не способность ставить и решать какие-либо задачи.

Для оценки корреляций IQ и умственных способностей были разработаны различные методы статистического анализа. Опыты на однояйцовых и разнояйцовых близнецах продемонстрировали, что IQ однояйцовых близнецов идентичны, независимо от того, воспитывались они в одинаковых или принципиально разных условиях.

Генетика человека и евгеника

Когда появились методы количественной оценки интеллекта, первые исследователи в этой области пытались определить влияние наследственности и среды на нормальную изменчивость. Общественные настроения после первой мировой войны определялись евгеническим движением. На многих ученых-биологов оказали воздействие евгенические представления, выявившие большое влияние генетических факторов на развитие умственных способностей, а также на проявление умственной отсталости, психических болезней, алкоголизма, преступности и пр. Ученые пришли к убеждению, что человеческому виду следует заняться своим улучшением и для этого поддерживать воспроизводство людей, обладающих желаемыми качествами (позитивная евгеника), и препятствовать воспроизводству больных, умственно отсталых и калек (негативная евгеника).

Но здесь таилась потенциальная опасность: во времена нацизма в Германии (1933-1945) люди увидели, к каким ужасающим последствиям может привести искаженное толкование идеи об улучшении человеческого рода. До сих пор вопросом первостепенной важности, сегодня даже более важным, чем когда-либо, остается вопрос, впервые поставленный Гальтоном: каково биологическое будущее человечества.

Первое десятилетие XX века ознаменовалось развитием евгеники в Европе и США. Были организованы различные учреждения, занимающиеся исследованиями в этой области. Со временем большинство серьезных ученых-генетиков разочаровались в ней, хотя по разным причинам не говорили об этом. Но сторонники евгеники продолжали работать с большим энтузиазмом. Курсы евгеники были включены в программу многих колледжей в США, во многих штатах были введены евгенические законы, которые давали возможность насильственно стерилизовать людей при наличии у них преступных наклонностей. Однако вопрос о передаче по наследству таких качеств не имел достоверного научного обоснования. Ситуацию, которая привела к введению таких законов, иллюстрирует заявление верховного судьи США Холмса, провозгласившего, что "трех поколений имбецилов достаточно". Евгеника сыграла важную роль и в принятии законов, ограничивающих иммиграцию в США из Южной Европы и Азии.

В Германии евгеника стала называться "расовой гигиеной". Это движение было обусловлено страхом перед вырождением человечества в целом и немецкого народа в частности от алкоголизма, сифилиса, из-за увеличения рождаемости среди слабоумных и низших слоев общества. Такие взгляды разделяла значительная часть образованных людей в Германии. Основные евгенические положения были извращены и превратились в идейное обоснование расизма и национализма, причем, нередко поддерживались интеллектуалами, обеспокоенными биологическим будущим человечества. Ведущие германские специалисты по генетике человека так или иначе причастны к тому, что эта наука в извращенном виде была поставлена на службу нацистскому государству. Но утверждения, будто генетики поддерживали нацистский антисемитизм и массовые убийства в концлагерях, измышлены главным образом политиками или политизированными учеными.

В Советском Союзе евгеника возникла в 1920-е годы. Были организованы бюро по евгенике, общество евгеников и евгенический журнал. Вскоре обнаружилось расхождение евгенических представлений с государственной идеологией, и уже в конце 20-х годов эти работы были прекращены.

Большевистские власти фактически запретили изучать генетику человека, а заодно и медицинскую генетику, которая успешно развивалась такими выдающимися учеными, как С.Н.Давиденков, С.Г.Левит, И.И.Агол и др. Забота партии о науке заключалась, прежде всего, в приведении научной картины мира в соответствие с идеологией диалектического материализма и коммунистическими лозунгами. Какой трагедией обернулось это для народа, всем известно. Генетика же утверждала, что каждая личность уникальна и неповторима и что многие не только физические, но и психические качества определены от рождения и лишь частично поддаются влияниям среды и внешней коррекции. Диалектический же материализм оценивал научную теорию не с точки зрения ее соответствия фактам, а с точки зрения господствующих философских догм и соответствия ее атеистическому мировоззрению. Один из выдающихся философов современности П. Фейерабенд даже позволил себе сравнить науку с мифом, а ученых - со жрецами: научная концепция нередко уподобляется мифу, а ученые, как жрецы, охраняют сложившиеся догмы от инакомыслящих.

Интерес к применению достижений генетики в медицине сохранился дольше. В 20-е годы в Советском Союзе был организован крупный институт медицинской генетики. Однако его организатор и директор Л.Е.Левит в 1938 году был расстрелян, тогда же генетика человека была открыто провозглашена нацистской наукой. После августовской сессии ВАСХНИЛ 1948 года и установления в биологии диктатуры безграмотного агронома Лысенко все генетические исследования были запрещены. Возрождение генетики началось только в 1964 году. Выдающийся российский генетик М.Е.Лобашев очень четко высказался о роли евгеники в биологии:

"В целях управления эволюцией человечества требуется научно обоснованная регуляция ее. Для этого необходима специальная наука евгеника, предметом которой явилось бы изучение путей и методов особенностей эволюции человека, что осуществимо в полной мере только в условиях социального и экономического равенства людей... Некоторые биологи склонны отказаться от термина "евгеника", заменив его антропогенетикой или медицинской генетикой. С этим согласиться трудно. Медицинская генетика, изучающая наследственные болезни, их этиологию и лечение, является лишь частным разделом антропогенетики, которая изучает закономерности наследования свойств человека, как в норме, так и в патологии, не касаясь эволюции человека. Евгеника же должна заниматься изучением эволюции человека и путей избавления от неблагоприятных наследственных факторов, отягощающих человечество. Успехи евгеники будут зависеть от уровня цивилизации и организации общества".

И еще:

"Отбросив всякие социальные извращения научных основ, евгеника должна существовать и развиваться как наука, основанная на точных биологических и генетических знаниях" *.

Лобашев считал, что в действительности задачи евгеники включают поиск путей ограждения человека от наследственных болезней, повышение биологического образования самого человека и решение других проблем, связанных с оздоровлением человеческого общества.

* Лобашев М.Е. Генетика, Л., 1967.

Одно время даже бытовало мнение, будто евгеника стремится превратить человечество в конный завод. Конечно, это далеко не так. Н.К.Кольцов, один из активнейших сторонников евгеники, писал о том, что необходим поиск талантливых людей и

"...постановка всех этих талантов в такие условия, при которых они не только сами могли бы проявить эти способности в полной мере, но и прокормить и воспитать многочисленную семью..." *.

"Ни война, ни революция не имеют такого пагубного значения для евгеники как... ограничение потомства. ...Воздержание от деторождения евгенически гибельно..." **.

"Всякое принуждение к браку со стороны всегда будет возбуждать и должно возбуждать более или менее резкое противодействие со стороны человека, не терпящего насилия в этом отношении над своей личной свободой" ***.

"Но все же и теперь каждая отдельная нация может осуществлять евгеническую работу, Для этого требуется ставить в наилучшие условия существования тех граждан, которыми нация особенно дорожит, всех выделяющихся ценными наследственными задатками. Чем в более раннем возрасте нация умеет открывать эти задатки таланта среди своих членов, чем ранее она сумеет обеспечить существование для них и для их семьи, тем более можно рассчитывать на обогащение нации благородными генами" ****.

Таким образом Кольцов подчеркивает, что с точки зрения евгеники пагубны для человечества войны и революции, ограничение рождаемости и насильственное проведение в жизнь евгенических проектов. Он указывает на полезность для нации выявления талантливых людей (в разных областях человеческой деятельности) и обеспечения им возможности реализовать свой талант, прокормить семью и дать хорошее образование детям. Спрашивается, разве это плохо? Где здесь приписываемый евгеникам расизм?

* Евгеника. М., 2005. С. 303.

** Указ. соч. С. 311-312.

*** Указ. соч. С. 299.

**** Указ. соч. С. 313-314.

Конечно, в обществе недопустим подбор брачных пар, человек сам должен прийти к учету наследственных факторов. Тем не менее, отношение ученых к евгенике неоднозначно, здесь существуют значительные разногласия, как и по многим другим этическим аспектам биологических проблем. Поэтому в наши дни многие достижения биологов подвергаются этической экспертизе. Как известно, почти каждое научное достижение, от атомной энергетики до бактериологических исследований, может быть обращено как во благо, так и во зло. Да, некоторых генетиков не миновал соблазн: не попытаться ли использовать эту науку для улучшения человечества? Однако подобные идеи были чужды мировому сообществу генетиков.

Между тем, развитие генетики поведения совершенно необходимо, поскольку она позволяет понять механизмы патологических отклонений (в том числе преступности) в поведении человека, выявить способности в том или ином виде творческой деятельности.

Некоторые ученые делят человека в генетическом плане как бы на две части: первая - общая с животными и генетически детерминированная, вторая - отличная от животных, не подчиняющаяся законам генетики, целиком и полностью зависящая от социальной среды. Нам кажется, что никаких оснований для такого подразделения нет. Законы генетики, присущие всему органическому миру, распространяются и на человека, включая его высшую нервную деятельность.

Социальные аспекты генетики

Последовательное развитие биологической науки характеризуется обретением ею все большего и большего социального и даже в какой-то степени идеологического статуса. В XX веке пути ее развития совершенно неожиданно пересеклись с некоторыми мировоззренческими проблемами. Это стало особенно заметным после появления генетики, когда обозначились ее точки соприкосновения с философией и религией. Ничего удивительного в этом нет, ибо генетика вторглась в пределы религиозно-философских и идеологических сфер. Агрессивность и склонность к антисоциальным, противоправным действиям, умственные способности, обучаемость или интеллектуальная тупость, прочие социально значимые качества оказалось возможно изучать с точки зрения генетики.

В XXI веке этические аспекты биологических проблем привлекли к себе самое пристальное внимание в связи с публикацией результатов расшифровки генома человека. Геном человека содержит более 30000 генов, многие из них картированы и клонированы, т.е. известно их место в хромосомах и их нуклеотидный состав. Установление функциональной роли всех генов человека - дело, по-видимому, уже недалекого будущего.

В свете успехов генной инженерии евгеника получает новый смысл, и власть внимательно поглядывает на генетику, оценивая ее возможность так или иначе вмешаться в отлаженную уже систему общественной жизни и решая, в какой степени можно позволить или запретить это вмешательство. Хорошо известны значительные финансовые вливания в те отрасли генетики, которые приносят пользу сельскому хозяйству и медицине. Еще лучше известны запретительные меры, принимаемые не только в России, но и во всем мире. У нас в свое время запретили генетику в целом. В Америке хотели запретить генную инженерию, испугавшись, как бы она не создала возбудителей новых и страшных заразных болезней; в ряде стран разрабатываются запреты экспериментов по клонированию человека, что, по нашему мнению, справедливо, ибо всякие манипуляции с человеческими зародышами этически недопустимы.

Поскольку эксперименты, связанные с размножением человека, невозможны, следует, как полагал Лобашев, искать другие пути контроля над эволюцией человеческого рода. Можно сформулировать уже очевидные сейчас основные мероприятия в этой области.

• Стремление к социальному и экономическому равенству людей, что даст всем генотипам равную возможность реализовать свои наследственные задатки.
• Разработка методов ограждения человека от вредных влияний мутагенов, вызывающих наследственные и врожденные заболевания.
• Профилактика реализации наследственных и врожденных болезней и их лечение.
• Изучение и внедрение оптимальных условий обучения, передачи знаний и навыков от поколения к поколению.
• Составление подробных родословных семей, отягощенных наследственными заболеваниями или, наоборот, характеризующихся какими-либо положительными особенностями (музыкальные способности, другие виды одаренности), их регистрация и обследование.
• Медико-генетические консультации людей, вступающих в брак.
• Повышение культурного уровня всего общества.

Постепенно подобные меры входят в жизнь в разных странах и сообществах. Собственно говоря, уже многие евгенические рекомендации претворяются в жизнь. Так, злостные преступники - убийцы, насильники, гангстеры - приговариваются к пожизненному заключению, а то и к смертной казни (как в некоторых штатах США, требующих, однако, от других стран ее отмены), тем самым предотвращая их размножение и распространение "плохой" наследственности. Психически больные люди также изолируются от общества в специальных лечебницах, следовательно, они также лишаются возможности оставить потомство. Наконец, создается сеть медико-генетических консультаций, в которых новобрачные могут узнать о состоянии своего здоровья, том числе и психического, о своей наследственности, о возможности передачи потомкам какой-то патологии (если она имеется) и посоветоваться относительно целесообразности обзаведения потомством.

Иными словами, негативное отношение к евгенике себя не оправдывает. Евгеника - это своеобразная "профилактическая" генетика человека, которая в тесном взаимодействии с общей и медицинской генетикой способна принести пользу обществу.

1.2. История развития генетики поведения как науки.

1.3. Понятие признака в генетике поведения

1.4. Методы оценки признаков поведения (поведенческое фенотипирование).

1.5. Некоторые п ринципы генетического анализа поведения.

Глава 2. Пути реализации генетической информации на уровне поведения

2.1. Генетика морфологических особенностей нервной системы и их связь с изменчивостью признаков поведения.

2.2. Связь поведения с некоторыми биохимическими показателями.

2.3. Гормональная регуляция изменчивости признаков поведения и эндокринологическая генетика.

ЧАСТЬ П. СПЕЦИАЛЬНАЯ ГЕНЕТИКА ПОВЕДЕНИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ НЕКОТОРЫХ ТАКСОНОМИЧЕСКИХ ГРУПП.

Глава 3 . Генетика поведения бактерий.

3.1. Генетические основы социального поведения бактерий.

3.2. Генетика хемотаксиса у бактерий.

3.3. Самоидентификация и взаимное узнавание бактерий.

Глава 4. Генетика поведения одноклеточных животных

4.1. Особенности поведения одноклеточных животных.

4.2. Генетика поведения инфузорий

4.3. Генетика поведения Dictyostelium discoideum

Глава 5. Генетика поведения беспозвоночных животных.

5. 1. Генетика поведения круглых червей.

5. 2. Генетика поведения моллюсков.

5. 3. Генетика поведения насекомых

5.3.1. Насекомые как объект генетики поведения.

5.3.2. Влияние отдельных генов на поведение насекомых

5.3.3. Некоторые аспекты генетики поведения общественных насекомых.

5.3.4. Генетические основы нейрогуморальной регуляции поведения насекомых.

5.3.5. Эволюционные аспекты поведения насекомых.

5.3.6. Генетика полового поведения близких видов саранчовых (Acridoidea)

Глава 6. Генетика поведения дрозофилы.

6.1. История изучения поведенческих мутаций дрозофилы.

6.2. Зрительные мутации дрозофилы.

6.3. Мутации двигательной системы у дрозофилы.

6.4. Температурочувствительные мутации у дрозофилы

6.5. Мутации, нарушающие циркадные ритмы у дрозофилы

6.6. Мутации, изменяющие половое поведение дрозофилы.

6.7. Использование мозаиков для выявления структур, затронутых поведенческими мутациями.

6.8. Метод локализации фокуса действия мутации на карте презумптивных органов дрозофилы.

6.9. Селекционно-генетический метод в анализе поведения дрозофилы.

Глава 7. Генетика поведения птиц.

7.1. Птицы как объект генетического анализа поведения.

7.2. Средовая модификация некоторых форм врожденного поведения у птиц.

7.3. Импринтинг и его роль в постнатальном онтогенезе выводковых птиц.

7.4. Гибридологический анализ поведения птиц.

7.5. Отдельные гены и признаки поведения птиц.

7.6. Эволюционная модификация поведения птиц.

Глава 8. Генетика поведения млекопитающих.

8.1. Генетика поведения собак.

8.2. Генетика поведения грызунов.

8.3. Генетика поведения кошек.

8.4. Генетика поведения лошадей и крупного рогатого скота.

8.5. Генетика поведения лис.

Раздел 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ГЕНЕТИКИ ПОВЕДЕНИЯ.

Глава 1. Введение в генетику поведения животных.

1.1. Предмет, цели, задачи, методы и место генетики поведения в системе биологических наук.

Поведение - один из важнейших способов активного приспособления животных к многообразию условий окружающей среды. Оно обеспечивает выживание и успешное воспроизведение, как отдельной особи, так и вида в целом.

Поведением называют активность живого организма, направленную на взаимодействие с окружающей средой. Обычно под поведением понимают внешне проявляемое поведение, то есть те действия, которые могут быть замечены наблюдателем. В наиболее общем понимании поведение - это формируемый организмом отклик на сигналы, поступившие к нему от окружающей среды.

Поведение животных на организменном и надорганизменном уровне стало самостоятельным предметом научного исследования в конце XIX века. Термин «поведение животных» был введен в качество научного термина в 1898 году зоологами Ч. Уитманом и К.Л. Морганом.

Исследование поведения животных началось одновременно в рамках трех дисциплин: зоологии, психологии и физиологии. Зоологи сосредоточились главным образом на изучении видоспецифичного поведения животных, психологов интересовало поведение животных в связи с проявлением тех или иных психических способностей, а физиологи изучали нейрофизиологические механизмы поведения. С конца XIX века вся область исследования поведения и психики животных получила название зоопсихологии.

К середине ХХ века в области изучения поведения животных сформировались два ведущих направления: американская школа сравнительной психологии и европейская школа этологии.

Направление сравнительной психологии предполагало, что поведение животных почти целиком формируется внешней средой в процессе научения, представляя собой сочетание немногих безусловных и разнообразных условных рефлексов. Представители этологической школы считали, что поведение животных является генетически фиксированным, врожденным. Они также утверждали, что это поведение основано на сложных механизмах, не сводящихся только к рефлексам. Со временем оба направления стали осуществлять активный обмен идеями и взаимное заимствование методов исследования.

На рубеже 70-х гг. ХХ века появилось еще два зоологических направления в изучении поведения животных – социобиология и поведенческая экология. Сформировался интерес к изучению развития поведения в онтогенезе.

Таким образом, поведение животных давно привлекало внимание биологов. Им интересовались зоологи, экологи, физиологи, психологи. Поведение стало предметом изучения этологии и зоопсихологии, а с появлением науки генетики оно стало также и объектом генетического анализа.

Генетика поведения - сравнительно молодая область знаний, сформировавшаяся на стыке генетики, биологии развития и комплекса наук, который включает в себя психологию, зоопсихологию, этологию, экологическую физиологию и другие дисциплины. Она является по своей природе междисциплинарной областью знаний.

Таким образом, генетика поведения – это интегрированное направление науки, предметом которого является изучение онтогенеза обширного класса биологических функций организма, именуемых «поведением».

В процессе своего развития, генетика поведения оказалась связанной с такими науками как нейрофизиология, эндокринология, психиатрия, биохимия, антропология, селекция, эволюционная биология и многими другими науками, объединяя их вокруг своей проблематики.

Основной целью генетики поведения является выяснение роли генетических факторов в определении особенностей поведения. Достижение этой цели связано с решением ряда задач:

определение относительной роли и взаимодействия генетических и средовых влияний при формировании поведения в онтогенезе;

изучение наследуемости стереотипных форм адаптивного поведения;

исследование механизма действия генов, определяющих развитие нервной системы;

изучение механизмов реализации действия мутантных генов, затрагивающих функцию ЦНС;

изучение генетико-популяционных механизмов формирования поведения и его изменений в процессе микроэволюции.

Важной проблемой генетики поведения стало выяснение относительного вклада наследственности и влияния окружающей среды в формирование поведенческого фенотипа. Генетики соглашались с тем, что любая форма поведения яв­ляется генетически детерминированной нормой реакции на среду. Но для них было важно определить относительный вклад генетических и средовых факторов в развитие различных форм поведения.

Было обнаружено, что в различных средах возникают различные поведенческие эффекты, поскольку под влиянием среды генетические различия могут не только меняться, но и полностью подавляться. Хотя генотип животного остается постоянным в течение жизни, его поведенческие признаки могут существенно изменяться в процессе онтогенеза. Вероятно, и относительный вклад генотипа в индивидуальные различия может меняться в про­цессе развития организма. Меняется он и в процессе эволюционного развития. Будучи жестко генетически детерминированным у просто организованных животных, поведение, по мере продвижения организмов по ступеням эволюционного развития, постепенно освобождается от «диктата отдельных генов», приобретает большую пластичность, зависимость от среды, обеспечивающую адаптационные возможности вида в колеблющихся и меняющихся условиях. Это не означает, что наследственность теряет контроль над поведением, но формы этого контроля существенно изменяются, обеспечивая эволюционные выгоды для вида в целом.

Надо заметить, что термин «среда» в генетике поведения включает в себя множество факторов, влияющих на всех уровнях организации живого: молекулярном, клеточном, тканевом, организменном, надорганизменных уровнях.

К основным направлениям изучения генетики поведения относятся:

изучение детерминации онтогенеза поведения и генетической детерминации поведенческих реакций на уровне целого организма;

изучение корреляций между некоторыми биохимическими и поведенческими фенотипами, выявление физиологических и биохимических каналов, через которые реализуется генетическая информация на уровне поведения;

изучение роли поведения в микроэволюционных процессах и эволюционной модификации самого поведения;

изучение механизмов эволюционно-генетических преобразований домашних животных, и также анализ корреляционных связей между теми или иными свойствами поведения домашних животных и показателями продуктивности;

изучение генетических закономерностей, обусловливающих полиморфизм наследственных заболеваний нервной системы.

Существуют и другие направления. В современной генетике поведения лидирует направление, получившее название «нейрогенетика».

Нейрогенетика - это дисциплина, развившаяся на стыке генетики, нейробиологии и биологии развития. Это раздел генетики поведения, предметом которого является изучение наследственных механизмов деятельности нервной системы.

Нейрогенетика изучает экспрессию генов в связи с пластичностью поведения, занимается скринингом и позиционным клонированием мутаций, влияющих на поведение и функции мозга, осуществляет молекулярно-генетический анализ когнитивных процессов, изучает морфогенетические, молекулярные и физиологические механизмы развития и функционирования нервной системы и особенности формирования нервных сетей в онтогенезе. Для этого ученые используют молекулярно-биологические, биохимические, физиологические и морфологические методы.

Нейрогенетики исследуют самые разнообразные живые объекты. Это и млекопитающие, и насекомые, и моллюски, и амфибии. Но предпочтение отдается генетически хорошо изученным объектам, таким, например, как дрозофила (Рис.1.а.) и мышь (Рис.1.). В последнее время широко используются также быстро размножающиеся объекты - червь Caenorhabditis (Рис.2.) и рыбка Данио (Zebrafish) (Рис.3).

Рис.1.а. Drosophila melanogaster

Рис.1. Мышь Mus musculus

Рис.2. Нематода Caenorhabditis elegans

Рис.3. Zebrafish Danio rerio

Генетические исследования поведения и ней­рофизиологических процессов ведутся с использованием двух подходов:

подход «от гена к поведению» предполагает исследование функ­ции гена на молекулярном и физиологическом уровнях с последую­щим анализом влияния этого гена на поведение;

подход «от поведения к гену» направлен на изучение генетической компоненты изменчивости поведения с последующим анализом отдельных хромосом, генных комплексов и отдельных генов.

Подход «от гена к поведению» реализуется путем изучения генов, кодирующих ферменты и структурные белки, которые определяют общие и специфические признаки нервных клеток и клеток нейроглии, Изучаются также гены, кодирующие белки, связанные с функцией ЦНС как целого. Исследуется и влияние от­дельных локусов, детерминирующих взаимодействие мозга с эндо­кринной системой, а также генов, участвующих в синтезе веществ химической сигнализации и генов, детерминирующих специфику поведе­ния у беспозвоночных животных, в особенности у насекомых.

Подход «от поведения к генам», предполагает иные экспериментальные методы, отличающиеся от тех, которые используются при анализе работы отдельных генов. В таких исследованиях важен выбор адекватного признака для анализа и соблюдение правил генетического анализа поведения. Нужен признак, который представляет собой естественную «единицу» той или иной формы поведения. Успешный поиск такого признака связан с нейрофизиологическими основами поведения.

Внимание ис­следователей привлекали разные при­знаки у разных видов животных: предрасположенность к судорогам, общая возбудимость, локомоторная активность, ориентировочно-исследовательские реак­ции, разные аспекты репродуктивного поведения, классические и инструментальные условные реакции, реактивность к фармакологи­ческим веществам.

Для исследования роли генотипа в формировании поведения исследователи чаще выбирали либо те признаки, которые легко поддаются количественному учету (напри­мер, четкие видоспецифичные движения), либо те признаки, которые легко измерить по степени выраженности (например, уровень локо­моторной активности, измеряемый по длине пройденного живот­ным пути за фиксированное время опыта).

Дополнитель­ные трудности при проведении генетических исследований вызывало то, что многие признаки поведения весьма существенно зависят от ряда внеш­них по отношению к нервной системе факторов, например от сезо­на, гормонального фона организма и т.д. Кроме того, если в эксперимент берутся не клоны, то всегда присутствует еще и генетический компонент изменчивости признаков поведения. Многие из этих признаков могут варьировать, обнаруживая фенотипическую изменчивость в пределах нормы реакции, размах которой определяется генотипом.

Для поведенческих признаков характерна еще одна специфическая форма изменчивости – это изменчивость признаков поведения животных, которая связана с воздействием индивидуального опыта, т.е. с разными формами обучения, формированием представлений и т.д.

Генетика поведения пользуется самыми разными методами исследования: генетическими, молекулярно-биологическими, цитологическими, гистологическими, биохимическими, физиологическими, морфологическими и другими методами смежных наук. Основной группой методов, безусловно, являются генетические.

Методы изучения генетики поведения совершенствовались по мере разработки математических приёмов для оценки количественных признаков. Именно количественная природа многих поведенческих признаков позволяет широко использовать в генетике поведения классические методы количественной генетики и селекции. Например, анализ фенотипической вариансы, разложение ее на паратипическую и генотипическую компоненты; разложение генотипической компоненты на фиксируемую (обусловленную аддитивным взаимодействием) и нефиксируемую (зависящую от доминирования или эпистатического взаимодействия) составляющие.

Но применение методов количественной генетики при анализе поведения сопряжено со значительными трудностями, поскольку многие поведенческие признаки не поддаются строгой количественной оценке.

Классический гибридологический анализ в генетике поведения применяется ограниченно, а вот его модификация - диаллельные скрещивания - нашла очень широкое применение. Этот метод позволяет анализировать результаты системы множественных скрещиваний между собой нескольких линий животных. Суть метода заключается в оценке средних величин признака и их дисперсии у животных нескольких (минимум трёх) инбредных линий, а также гибридов всех возможных сочетаний. Результатом использования данного метода является получение величин компонент дисперсии и величин, характеризующих уровни ковариации признаков у разных генетических групп.

Помимо данных о характере генетической изменчивости признака поведения, результаты диаллельных скрещиваний иногда позволяют получить информацию, существенную для понимания физиологических процессов, лежащих в основе проявления этого признака.

Для изучения генетики поведения объектов, частная генетика которых хорошо изучена, становится возможным проведение дальнейших этапов генетического анализа: разложение генетической изменчивости на компоненты, зависящие от вклада отдельных групп сцепления.

Генетика поведения использует и селекционные методы . Первые селекционные эксперименты были посвящены исследованию способности крыс к обучению в лабиринте. В настоящее время осуществляется селекция многих поведенческих признаков: это двигательная активность, уровень эмоциональной реактивности, половое поведение, алкогольное предпочтение и др. Главные результаты селекционных экспериментов заключаются в создании контрастных по особенностям поведения линий животных. Наличие таких линий имеет особую ценность в генетических исследованиях поведения, так как, с одной стороны, позволяет направленно комбинировать зафиксированные путём отбора генотипы, а с другой - даёт возможность применять перекрестное воспитание и оценивать постнатальные материнские эффекты.

Но при отборе по сложным поведенческим признакам, в реализации которых принимают участие различные физиологические системы (сенсорные, ассоциативные, эффекторные), селекционный метод оказывается недостаточным.

Широко используемой моделью в генетике поведения животных является создание инбредных линий. Инбредные линии представляют собой популяции практически идентичных генетически особей, полученные путём скрещивания полных братьев и сестёр в ряду поколений. В последнее время исследователи научились получать инбредные линии путём клонирования.

Генетики изучают генетически идентичные линии в разных условиях. Поскольку все особи инбредной линии считаются генетически одинаковыми, то наблюдаемые различия в поведении могут быть обусловлены пре- или постнатальными средовыми факторами.

Но информация, которую можно получить в результате простого сравнения инбредных линий, отличающихся по особенностям поведения, довольно противоречива. Поэтому ученые заняты поиском корреляций поведенческих признаков с нейрофизиологическими и биохимическими признаками.

Современный этап развития науки обогатил генетику поведения такими методами как метод рекомбинантных инбредных линий (РИЛ) и сравнения характера распределений значений различных признаков в группе РИЛ (strain distribution pattern), метод QTL (quantitative trait loci) анализа, методы создания и исследования мозаичных и химерных животных, методы создания трансгенных организмов и животных-нокаутов.

Метод рекомбинантных инбредных линий в ряде случаев позволяет выявить небольшое число «главных» генов, обеспечивающих наибольший вклад в изменчивость данного полигенного признака, а также дать информацию об их локализации в хромосоме.

Активное развитие молекулярно-биологических методов и накопление данных, полученных с их помощью, позволило существенно усовершенствовать метод РИЛ и успешно проводить картирование локусов количественных признаков (QTL анализ).

Эффективной молекулярной технологией, которая существенно повысила эффективность анализа сложно наследуемых признаков, стал анализ микрочипов (microarray analysis), метод, который позволяет исследовать тысячи генов одновременно. При использовании этого метода геном организма экстрагируется и помещается в определённые участки на чипе, который предварительно выдерживается в растворе, содержащем молекулы РНК, экспрессированные в определённых типах клеток, и флуоресцентную метку. Если данный ген экспрессируется в данном типе клеток, молекулы РНК из раствора комплементарно с ним связываются (пригибридизуются), что обусловливает свечение соответствующего сегмента. Чем сильнее экспрессия гена, тем ярче флуоресценция.

Используются в генетике поведения и мутационные модели , поскольку оперируя одним геном, исследователь имеет больше возможностей для выяснения механизмов воздействия этого генам на поведенческие признаки. При этом используют несколько подходов. Один их них – это изучение поведенческих эффектов уже известных мутаций, например тех, для которых уже выяснен биохимический механизм их проявления, например блокирование активности определённых ферментов. Второй подход предполагает использование имеющихся или выделение новых нейрологических мутаций.

По мере возрастания интереса к эволюционной и популяционной генетике поведения, усиливается тенденция использования в опыте диких животных. В подобных исследованиях изучают различия в поведении, возникшие в результате биологической специализации близких видов животных или внутривидовой дивергенции и используют методы эволюционной и популяционной генетики.

Интересные результаты при изучении генетики поведения показало использование метода нокаутов (knockout study). Этот метод хорошо разработан для применения на мышах, но для более крупных млекопитающих он разработан слабо, и совсем не применим в исследованиях на человеке. Метод нокаутов предполагает инактивацию конкретного гена в стволовых клетках. Эти клетки затем помещаются в эмбрион, который имплантируется в матку самки. Гаметы появившегося потомства проверяют на наличие выключенного гена. И те, которые его несут, используют в дальнейшей селекции для получения линии мышей-нокаутов, т.е. линии все животные в которой имеют нехватку конкретного гена. Поведение этих животных сравнивают с интактными. Если поведение отличается, делают вывод о том, что исследуемый ген влияет на данную поведенческую реакцию.

С помощью метода нокаутов можно вставлять или инактивировать даже небольшие сегменты ДНК, для того, чтобы определить функции составных частей гена. Исследователи также могу перемещать ген из одной точки генома в другую, что бы понять, как место расположения гена влияет на его экспрессию.

Среди поведенческих признаков мыши, изученных методом нокаута, двигательная активность, исследовательское поведение, обучение и память, социальные взаимодействия и стресс ответ.

Для анализа поведенческих признаков человека активно и успешно используются классические методы генетики человека: семейный (генеалогический) анализ, близнецовый метод, метод приёмных детей, анализ сцепления, анализ ассоциаций.

Несмотря на разнообразие методов, исторически сложилось всего несколько подходов в изучении генетики поведения и анализа наследования поведенческих признаков.

Первый подход заключается в определении поведенческих различий между различными линиями того же самого вида или между тесно родственными видами.

Второй подход связан с селекцией животных по определенным поведенческим признакам.

Третий подход предполагает изучение влияния отдельных генов на поведение.

Но при любом их этих подходов ученые, занимающиеся генетикой поведения, сталкиваются с одинаковыми трудностями.

Первая трудность – это трудность унификации условий эксперимента. Различия в жизненном опыте, накопленном животными до эксперимента, влияют на их поведение во время эксперимента. Поэтому необходим тщательный контроль практически всех условий эксперимента, это является совершенно необходимым условием в исследованиях по генетике поведения.

Вторая трудность связана с трудностью объективных измерений. Элемент субъективности, который может быть сведен к минимуму при анализе биохимических, физиологических и морфологических признаков, серьезно влияет на исследования в области генетики поведения.

И, наконец, ученые, занимающиеся генетикой поведения, сталкиваются с явлениями научения и рассудочной деятельности , а других областях генетики с этим обычно дела не имеют. Это обстоятельство можно считать наиболее существенной уникальной особенностью генетики поведения как специфической отрасли генетики.

Изучать генетические основы поведения сложно, прежде всего, потому, что для поведенческих признаков характерна широкая норма реакции и высокая онтогенетическая лабильность. Поэтому генетика поведения не приобрела еще той стройности и логической структурированности, которые характерны для других областей генетики. Но она тесно взаимодействует с ними, объединяя вокруг своей тематики множество смежных наук. Эта интеграционная функция и определяет место генетики поведения среди других генетических наук.

Некоторые признаки определяются единичными генами, но большинство характеристик человека зависят от многих генов, т. е. они являются полигенными. Такие свойства, как интеллект, рост и эмоциональность, нельзя отнести к четко определенным категориям; они непрерывно изменчивы. Большинство людей не относится ни к тупым, ни к выдающимся умам; интеллект простирается очень широко, и большинство людей находятся где-то в середине его пространства. Иногда определенный генетический дефект может привести к умственной отсталости, но в большинстве случаев интеллектуальные возможности человека зависят от множества генов, которые влияют на факторы, лежащие в основе различных способностей. Конечно, то, что произойдет с этим генетическим потенциалом дальше, зависит уже от условий окружения (Plomin, Owen & McGruffin, 1994).

Селекционное выведение. Один из методов изучения наследуемых характеристик у животных - селекционное выведение. Животных с сильным или слабым проявлением той или иной характеристики скрещивают друг с другом. Например, при изучении наследования способности к научению самок крыс, которые плохо учатся проходить лабиринт, скрещивают с самцами, которые тоже плохо справляются с этим, а самок, которые научаются хорошо, скрещивают с такими же самцами. Потомство от этого скрещивания испытывают в том же лабиринте. На основании полученных результатов лучшие особи повторно скрещиваются с лучшими и худшие - с худшими. (Чтобы убедиться в неизменности условий окружения, потомство «тупых» матерей иногда отдают на воспитание «умным» матерям; таким образом проверяется именно генетическая одаренность, а не адекватность материнской заботы). Через несколько поколений можно получить «умную» и «тупую» породы крыс (рис. 2.21).

Рис. 2.21.

Средние показатели ошибок у «умных» и «тупых» крыс, выведенных путем отбора по способности к прохождению лабиринта (по: Thompson, 1954).

Селекционное выведение применялось для проверки наследования целого ряда характеристик поведения. Например, собаки отбирались так, чтобы их потомство было или возбудимым, или апатичным, петухи - чтобы оно было агрессивным и сексуально активным, фруктовые мухи - по тому, больше или меньше их привлекает свет, а мыши - по большей или меньшей тяге к алкоголю. Если на ту или иную характеристику влияет наследственность, значит, ее можно изменить путем селекции. Если же селекция не влияет на данную характеристику, значит, последняя определяется в основном факторами окружения (Plomin, 1989).

Исследования близнецов. Поскольку, по этическим соображениям, на людях селекционную работу нельзя проводить, вместо этого можно обратиться к сходству поведения у индивидуумов, находящихся в родственных отношениях. Некоторые характерные черты часто являются семейными. Но члены семьи связаны не только генетически, у них также общее окружение. Если в семье распространен музыкальный талант, то нельзя сказать, объясняется ли это наследственной способностью или же здесь больше повлияло родительское внимание к музыке. У сына отца-алкоголика алкоголизм разовьется с большей вероятностью, чем у сына неалкоголика. Чему принадлежит здесь ведущая роль: генетической тенденции или окружающей среде? В попытке ответить на подобные вопросы психологи обратились к изучению близнецов.

Идентичные близнецы развиваются из одного оплодотворенного яйца и поэтому обладают одной и той же наследственностью; их также называют монозиготными, поскольку они появились из одной зиготы, или оплодотворенного яйца. Родственные близнецы развиваются из различных яйцеклеток, и генетическое сходство у них не больше, чем у обычных братьев и сестер; их называют также дизиготными, или двуяйцевыми. Родственные близнецы встречаются примерно вдвое чаще идентичных. Сравнительные исследования идентичных и родственных близнецов помогают развести влияние окружения и влияние наследственности. У идентичных близнецов отмечается большее сходство по уровню интеллекта, чем у родственных, даже если первые были разлучены при рождении и воспитывались в разных домах (см. гл. 13). Кроме того, идентичные близнецы более сходны, чем родственные, в отношении некоторых личностных качеств и подверженности психическому заболеванию шизофренией (см. гл. 15). Изучение близнецов оказалось очень полезным методом исследования генных влияний на поведение человека.

Молекулярная генетика поведения. В последние годы некоторые ученые высказывают предположение, что определенные человеческие черты, например некоторые аспекты личности, испытывают влияние специфических генов, которые, по мнению ученых, воздействуют на те или иные нейротрансмиттерные рецепторы (Zuckerman, 1995). В большинстве исследований этого типа идентифицируются члены семей, обладающие определенной психологической чертой, и сравниваются с другими членами семьи, у которых данная черта отсутствует. Используя методы молекулярной генетики, исследователи пытаются обнаружить гены или фрагменты хромосом, коррелирующие с наличием изучаемой психологической черты. Так, появились сообщения о том, что комбинация черт, известная как «стремление к новизне» (то есть тенденция к импульсивному, исследовательскому и вспыльчивому поведению, измеряемому с помощью личностных шкал), связана с геном, контролирующим рецептор допамина D4 (Benjamin et al, 1996).

В отдельных случаях данный тип анализа проводился при изучении крайне специфических поведенческих черт. В частности, мы уже упоминали о том, что сыновья отцов-алкоголиков с большей вероятностью сами становятся алкоголиками, чем произвольно выбранные индивидуумы. Недавно появилось сообщение о том, что, употребляя алкоголь, сыновья алкоголиков также выделяют большее количество эндорфина (природный опиат - нейротрансмиттер, связанный с вознаграждениями), чем другие люди (Gianoulalis, Krishnan & Thavundayil, 1996); это позволяет предположить, что, возможно, существует биологическая предрасположенность к алкоголизму.

Однако такой анализ иногда может вводить в заблуждение, поэтому к нему следует относиться с осторожностью. Например, было сделано заявление, что ген рецептора допамина D2 встречается только у заядлых алкоголиков и, таким образом, представляет собой генетическую базу алкоголизма. Дальнейшие исследования этого гена показали, однако, что он также встречается у индивидуумов, использующих многие другие виды получения удовольствия, и может быть связан со злоупотреблением наркотиками, тучностью, компульсивной тягой к азартным играм и другими формами «несдержанного поведения» (Blum, Cull, Braveman & Comings, 1996).

Понимание нами роли этого гена и его взаимосвязи с поведением с очевидностью изменилось за несколько лет, прошедших после его открытия, и может измениться снова при появлении новых данных. Это указывает на необходимость ожидать дальнейших подтверждений, прежде чем делать заключение о том, что обнаружена генетическая база тех или иных форм поведения. В некоторых случаях то, что представлялось очевидным генетическим объяснением, позднее оказалось не соответствующим действительности.

Влияние окружения на действие генов. На наследственный потенциал индивида, вступающего в жизнь, очень сильно влияет окружение, с которым он при этом встречается. Мы еще вернемся к разъяснению такого взаимодействия в последующих главах, а сейчас ограничимся двумя примерами. Предрасположенность к развитию диабета является наследственной, хотя точный механизм передачи неизвестен. Диабет - болезнь, при которой поджелудочная железа не вырабатывает достаточно инсулина, чтобы сжигать карбогидраты в качестве источника энергии для организма. Ученые полагают, что выработка инсулина определяется генами. Но у людей с генетической предрасположенностью к диабету эта болезнь развивается не всегда; например, если диабет есть у одного из идентичных близнецов, у второго она появится примерно в половине случаев. Пока что известны не все факторы окружения, способствующие возникновению диабета, но есть твердая уверенность, что одним из них является тучность. Тучному человеку для усвоения карбогидрата нужно больше инсулина, чем худому. Следовательно, у человека, несущего ген диабета, развитие этой болезни более вероятно, если у него избыточный вес.

Сходная ситуация наблюдается в отношении заболевания шизофренией. Как мы увидим в гл. 15, имеется достаточно свидетельств, что у этого психического заболевания есть наследственная составляющая. Если у одного из идентичных близнецов шизофрения, то высока вероятность, что и у другого проявятся некоторые признаки психического расстройства. Но разовьются ли эти признаки у второго близнеца в полное заболевание или нет, зависит от ряда факторов окружения. Гены могут создавать предрасположенность, но окончательный результат формируется окружением.

1. Базовой единицей нервной системы является специализированная нервная клетка - нейрон. Из клеточного тела нейрона вырастает ряд коротких ответвлений, называемых дендритами, а также тонкий трубчатый отросток, называемый аксоном. Стимуляция дендритов и тела клетки вызывает нервный импульс, идущий вдоль аксона. Сенсорные нейроны передают сигналы от органов чувств к головному и спинному мозгу; моторные нейроны передают сигналы от головного и спинного мозга к мышцам и железам. Нерв - это пучок длинных аксонов, принадлежащих сотням и тысячам нейронов.

2. Идущий по нейрону импульс - электрохимический; он направляется от дендритов к концу аксона. Этот движущийся импульс, или потенциал действия, вызывается самоподдерживаемым процессом деполяризации, при котором изменяется проницаемость клеточной мембраны для различных типов ионов (электрически заряженных атомов и молекул), дрейфующих в клетке и вокруг нее.

3. После своего возникновения потенциал действия проходит по аксону ко множеству утолщений на его конце, которые называются синаптическими окончаниями. Они выделяют химические вещества - медиаторы, отвечающие за передачу сигнала от одного нейрона к соседнему. Медиаторы проникают через узкую щель в месте контакта двух нейронов (она называется синаптической щелью или синапсом) и связываются с рецепторами клеточной мембраны воспринимающего нейрона. Некоторые соединения медиатора и рецептора вызывают деполяризацию клеточной мембраны, а некоторые - поляризацию. Если деполяризация достигает порогового уровня, возникает потенциал действия, который распространяется вдоль воспринимающего нейрона. Возникновение потенциала действия происходит по закону «все или ничего». Существует большое разнообразие взаимодействий медиаторов с рецепторами, которые помогают объяснить целый ряд психических явлений.

4. Существует много различных типов взаимодействия нейротрансмиттер-рецептор, с помощью которых мы можем объяснить целый ряд психологических феноменов. Наиболее важные трансмиттеры - ацетилхолин, норэпинефрин, допамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и глутамин.

5. Нервная система подразделяется на центральную (спинной и головной мозг) и периферическую (нервы, соединяющие спинной и головной мозг с другими частями тела). Периферическая нервная система делится на два подотдела: соматический (передает сообщения к органам чувств, мышцам и кожному покрову, а также от них) и автономный, называемый также вегетативным (соединен с внутренними органами и железами).

6. Головной мозг человека состоит из трех концентрических слоев: центрального ствола, лимбической системы и большого мозга. К центральному стволу относятся: продолговатый мозг, отвечающий за дыхание и постуральные рефлексы; мозжечок, имеющий отношение к моторной координации; таламус - станция переключения поступающей сенсорной информации; и гипоталамус, играющий важную роль в эмоциях и поддержании гомеостаза. Ретикулярная формация, проходящая через некоторые из вышеперечисленных структур, контролирует в организме состояния бодрствования и возбуждения.

7. Лимбическая система контролирует некоторые виды инстинктивной активности (питание, нападение, избегание опасности, спаривание), регулируемые гипоталамусом; она играет также важную роль в эмоциях и памяти.

8. Большой мозг состоит из двух мозговых полушарий. Извилистая поверхность полушарий - кора мозга играет решающую роль в распознавании, принятии решений, научении и мышлении, т. е. в высших психических функциях. Некоторые области коры являются специфическими центрами приема сенсорных сигналов или специфическими центрами управления движениями. Остальная часть коры мозга состоит из ассоциативных зон.

9. Разработан ряд техник, позволяющих получить детальные изображения человеческого мозга без причинения пациенту нежелательного стресса и повреждений. Эти техники включают компьютерную аксиальную томографию (сокращенно КАТ или просто КТ), магнитно-резонансные изображения (МРИ) и позитронную эмиссионную томографию (ПЭТ).

10. Если рассечь мозолистое тело (толстый пучок нервных волокон, соединяющий два полушария мозга), в работе полушарий произойдут существенные изменения. Левое полушарие специализируется на речевых и математических навыках. Правое полушарие немного понимает язык, но не способно к речевому общению; у него сильно развито чувство пространства и структуры.

11. Термин «афазия» используется для описания нарушения речи, вызванного поражениями головного мозга. Лица с поражениями зоны Брока испытывают трудности с правильным произношением слов и говорят медленно и с усилием. Лица с поражениями зоны Вернике могут слышать слова, но не понимают их значения.

12. Автономная нервная система состоит из симпатического и парасимпатического отделов. Ее роль особенно важна в эмоциональных реакциях, поскольку ее волокна опосредуют работу гладкой мускулатуры и желез. Симпатический отдел активен при возбуждении, а парасимпатический - в состоянии покоя.

13. Эндокринные железы выделяют в кровоток гормоны, влияющие на эмоциональное поведение и мотивацию. Они дополняют нервную систему в деле интеграции поведения и их работа тесно связана с активностью гипоталамуса и автономной нервной системы.

14. Наследственный потенциал человека передается хромосомами и генами и влияет на его психику и физические характеристики. Гены - это фрагменты молекулы ДНК, хранящие генетическую информацию. Некоторые гены являются доминантными, некоторые - рецессивными, а некоторые связаны с полом.

15. Селекционное выведение (скрещивание животных по принципу присутствия у них определенного признака, слабо или сильно выраженного) - один из методов изучения влияния наследственности. Еще один метод анализа раздельного влияния наследственности и окружения - изучение близнецов, при котором сравниваются характеристики идентичных близнецов (имеющих одну и ту же наследственность) и родственных близнецов (генетически сходных не более обычных братьев и сестер). Поведение определяется взаимодействием наследственности с окружением: гены задают границы потенциала человека, но то, что с этим потенциалом происходит дальше, зависит от окружения.

Ключевые термины

Нейротрансмиттер

Потенциал действия

Центральная нервная система

Периферическая нервная система

Соматическая (нервная) система

Автономная (нервная) система

Задний отдел головного мозга

Средний отдел головного мозга

Передний отдел головного мозга

Центральный ствол

Гомеостаз

Лимбическая система

Большой мозг

Генетика поведения

Хромосома

Вопросы для размышления

1. Лишь около одной десятой клеток мозга являются нейронами (остальную часть составляют глиальные клетки). Означает ли это, что мы используем лишь одну десятую часть мозга в процессе мышления? Вероятно, нет. Каковы другие возможные варианты?

2. Местная анестезия, например используемая при лечении зубов, действует путем блокировки натриевых шлюзов в нейронах, находящихся в районе укола. Естественно, зубные врачи и хирурги, как правило, делают уколы в часть тела, ближе всего расположенную к источнику боли. Как вы думаете, какое воздействие может оказать подобный препарат при введении в головной мозг? Будет ли он блокировать только болевые и тактильные ощущения, и ничего кроме них, или же он будет действовать иным образом?

3. Почему мозг симметричен (имеется в виду внешнее сходство левого и правого полушария)? В вашем мозге есть левая и правая моторная кора, левый и правый гиппокамп, левый и правый мозжечок и так далее. В каждом случае левая сторона является зеркальным отражением правой стороны (точно так же, как левый глаз является зеркальным отражением правого глаза, а левое ухо - зеркальным отражением правого уха, и т. д.). Можете ли вы назвать причину такого симметричного строения мозга?

4. У пациентов с расщепленным мозгом, чье мозолистое тело было рассечено, левая и правая стороны мозга после операции, по-видимому, функционируют независимо. Например, слово, предъявленное одной стороне, может быть прочитано и вызвать реакцию без знания другой стороны о том, какое это было слово. Обладает ли такой пациент двойным разумом, каждый из которых способен знать о различных вещах? Или же такой пациент также обладает лишь одним разумом?

5. Практически каждый год сообщается об открытии нового «гена алкоголизма» или гена, ответственного за наркотическую зависимость, шизофрению, сексуальную ориентацию, импульсивность либо другую сложную психологическую черту. Однако при проведении дальнейших исследований выясняется, что данный ген связан с соответствующей чертой только у некоторых индивидуумов, а не у всех. Нередко также оказывается, что ген связан и с другими поведенческими чертами помимо той, с которой он первоначально ассоциировался. Можете ли вы назвать какую-либо причину, по которой гены могут влиять на психологические черты таким образом? Иными словами, почему отсутствует строгое однозначное соответствие между присутствием гена и выраженностью конкретной психологической черты?