Текст книги "Секреты наследственности человека"

Автор книги: Сергей Афонькин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 23 (всего у книги 26 страниц)

Коварные соблазны евгенизма

Многомерность мира вытекает из генетического разнообразия человека и данной ему свободы воли.

М. Д. Голубовский

– Убийства детей в Греции

– Изгнание и сегрегация недостойных

– Практика стерилизации

– Выведем наследственную аристократию!

– Информация о генах – врачебная тайна?

Темная сторона отбора

Палеонтологи и антропологи не совсем правы, утверждая, что человек со времен палеолита не подвергается действию законов эволюции, которые царят в мире живых организмов. Их убеждение строится на том, что чисто внешне люди практически не изменились за последние десятки и даже сотни тысяч лет. Судя по ископаемым останкам, если какого-нибудь кроманьонца постричь, побрить и одеть в цивильное, он ничем не будет выделяться среди горожан, фланирующих по Невскому проспекту или по Бродвею. Так что же? Эволюция человека как биологического вида прекратилась? В экономически развитых странах с их надежной системой здравоохранения подавляющее большинство рождающихся детей благополучно достигают половой зрелости и затем образуют собственные семьи. Значит, отбор на людей уже не действует? Это не совсем так, если считать, что результатом отбора является не только постепенное приобретение новых полезных черт и признаков.

Со школьной скамьи мы помним, что теория эволюция по Дарвину прочно стоит на трех китах: наследственность, изменчивость, отбор. При этом оптимистично полагается, что под отбором имеется в виду преимущественное выживание и размножение наиболее жизнеспособных особей, в идеале обладающих полезными признаками. Это, так сказать, светлая составляющая отбора. Экспериментально убеждаться в справедливости упомянутого механизма изменения видов нелегко. Тем не менее, множество людей верит, что эволюция происходит именно благодаря такому отбору.

Однако у отбора есть и другая сторона – темная, зловещая, но необходимая. Имеется в виду постоянное отсекание нежизнеспособных особей, неспособных выживать в окружающих их условиях. Такой отбор действовал до самого последнего времени и в человеческом обществе. Вспомните о высокой детской смертности в средние века. В то время, для тот чтобы оставить после себя наследников, необходимо было рожать не пару детей, как нынче, а, по меньшей мере, с добрый десяток. Большую их часть неизбежно уносили инфекционные заболевания, против которых тогда не было эффективных методов борьбы. Выживали лишь дети, иммунная система которых, возможно в силу их генетических особенностей, работала особенно эффективно.

Подобный «отсекающий отбор» действует и в наши дни, только работает он на более ранних стадиях развития. Как показывают исследования, до половины самопроизвольно абортированных зародышей человека обладают серьезными генетическими дефектами. Природа просто не позволяет появиться на свет таким детям. Петь указания, что определенный процент оплодотворенных яйцеклеток человека погибает на очень ранних стадиях развития. Женщины в этих случаях даже не успевают почувствовать, что беременны. Вероятно, раннюю блокировку эмбриогенеза также можно объяснить генетическими дефектами, несовместимыми с жизнью.

В наше время шанс умереть от холеры или оспы чрезвычайно мал. Более того, успехи медицины позволяют теперь спасать людей не только от различных инфекций, но и сглаживать последствия генетически врожденных заболеваний, которые в прошлом почти всегда служили смертным приговором для их обладателей. Классический пример – гемофилия. Благодаря современным лекарственным средствам, носители дефектных генов, вызывающих это заболевание, благополучно взрослеют, и даже обзаводятся семьями.

Не вызывает сомнения, что дальнейший прогресс биологии и медианы позволит в ближайшем будущем эффективно справляться со все более широким спектром врожденных генетических заболеваний человека. Такой оптимизм, однако, вызывает и определенные опасения. Они связаны с тем, что в обществе неизбежно начнут накапливаться «вредные» гены, носители которых раньше просто не доживали до репродуктивного возраста.

Что делать в такой ситуации? Можно ли поставить какой-то заслон этой новой опасности, угрожающей в недалекой перспективе человечеству генетическим вырождением? Не превратятся ли люди грядущих веков в подобие домашних животных, уже не способных самостоятельно выживать без посторонней помощи?

Идея изменения человеческой породы в лучшую сторону имеет древние корни. Подобные мысли высказывал еще древнегреческий философ Платон. Практика убийства слабых детей в некоторых городах Древней Греции – исторически зафиксированный факт. Великий философ, Аристотель прямо и бескомпромиссно писал по этому поводу: «Ни одного ребенка-калеку не следует растить». В Древнем Риме существовал закон, согласно которому слабого болезненного новорожденного можно было умертвить, если на то были согласны пятеро соседей. Перед лицом мыслителей всегда стояли примеры удачной селекции среди домашних животных. При взгляде на них, у оригинально думающих людей не раз появлялась мысль о том, что человеческий род можно улучшить сходным образом: подбирая удачные пары и ограничивая размножение негодных. Однако всерьез о подобных мероприятиях заговорили лишь в XIX веке, который считается временем зарождения научных взглядов на эволюцию и наследственность. Не случайно идею об искусственном улучшении «качества» людских рас впервые стал настойчиво высказывать Френсис Гальтон – двоюродный брат знаменитого эволюциониста Чарльза Дарвина. Гальтон даже придумал название для новой науки, основателем которой себя считал. Он называл ее евгеникой (от греч. eu – истинный и genos – происхождение).

Размножение интеллектуальной аристократии

В своих сочинениях Гальтон писал именно об улучшении рас, а не о благе всего человечества в целом. Понять его мотивы несложно. Гальтон принадлежал к английской аристократии XIX века и был подданным королевы Виктории. В то время Великобритания была могущественной империей, колониальные владения которой простирались от Атлантического до Тихого океанов. Дальтон совершил несколько путешествий, во время которых мог наглядно убедиться, сколь обширен мир с его разнообразным населением, и как мала по сравнению с ним его родина, претендующая на господствующее место в этом мире.

Гальтон размышлял о многодетных семьях жителей колоний, сравнивая их с семьями английских аристократов. При этом он неизбежно приходил к неутешительному для себя выводу, что представители британской элиты явно менее плодовиты, хотя, по его мнению, более одаренны от природы. В период между 1864 и 1874 годами он опубликовал три работы, в которых изучал проблему «наследственности таланта». В них он подметил, что «…наиболее одаренные индивидуумы очень часто бывают близкими родственниками людей, которые также высоко одарены». При этом под одаренными личностями он, естественно. Подразумевал британцев, принадлежавших к социальной элите государства. Подсознательно Гальтон, вероятно, просто опасался, что британцы со временем будут численно «задавлены» быстро размножающимися представил елями третьего мира.

В 1883 г. Гальтон обобщил свои выводы в статье «Изучение способностей человека и их развитие». В ней он впервые писал о евгенике – «науке об улучшении потомства, которая отнюдь не ограничивается вопросами разумна скрещиваний, но, особенно в случае человека, занимается всеми воздействиями, которые способны дать наиболее одаренным расам максимальные шансы превалировать над расами менее одаренными». Гальтон ратовал за создание «интеллектуальной аристократии» путем отбора наиболее достойных граждан и стимулирования их к размножению. В то же время он предлагал осуществлять изгнание и сегрегацию «недостойных». В этих его формулировках уже крылись проблемы, которые впоследствии тормозили развитие евгеники, наталкиваясь на протесты со стороны общественности.

В самом деле, где доказательства, что существуют «более одаренные расы»? Как мы хорошо знаем, такие утверждения прямо ведут к самому оголтелому расизму! И что значит «всеми воздействиями»? Идея улучшения человеческой породы в целом многим кажется вполне разумной. Однако если мы признаем наличие «хороших генов», возникает проблема – что делать с «плохими генами» и с их носителями? Гальтон считал, что многие проблемы общества, например рост преступности, могут быть решены только путем жесткого контроля над наследственностью. Ему позже вторил Р. Фишер, один и основателей популяционной генетики, который был воинствующим евгенистом. Он считал, что наиболее одаренные граждане должны получать государственные пособия. В то же время следует вводить в практику принудительную стерилизацию неполноценных личностей!

Этот последний пример очень характерен для понимания проблем евгеники. С точки зрения Фишера, нет смысла стимулирован, размножение наиболее способных и одаренных, если их неизбежно захлестнет темная волна бездарей и генетически неполноценных личностей. Некоторые воинствующие евгенисты шли еще дальше. Например, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине М. Бернет считал, что, используя возможности современной генетики и медицины, а также прибегая к социальным мерам, можно полностью изолировать в репродуктивном плане высшие и низшие расы, В 1935 г. другой лауреат Нобелевской премии, известный физиолог Алексис Каррель опубликовал книгу «Это неизвестное существо человек», которая на время стала настоящим бестселлером в Европе и США. В ней он утверждал, что действие естественного отбора на современных людей ослаблено, и поэтому долг ученых восстановит его, целенаправленно занимаясь выведением «биологической наследственной аристократии». При этом он предлагал применять крайние меры по отношению к тем, кто «убивал, грабил с оружием в руках, похищал детей, обирал бедных, кто серьезно обманул общественное доверие». Каррель прямо советовал применять к таким людям эвтаназию – безболезненное умерщвление.

Запах газовой камеры

Мысль – это эмбрион действия. Неудивительно поэтому, что уже в начале XX века предпринимались попытки воплотить в жизнь некоторые радикальные идеи, которые высказывали евгенисты, придерживающиеся крайних взглядов. Например, в штате Индиана (США) была введена в судебную практику принудительная стерилизация умственно отсталых мужчин путем перерезания у них семенных канатиков. Вслед за этим и многие другие штаты ввели закон, согласно которому следовало стерилизовать «наследственных дегенератов». К 1935 г. число таких проделанных операций перевалило за 20 тысяч!

Еще дальше реализация некоторых крайних идей евгенистов зашла в нацисткой Германии, где, как известно, была предпринята попытка целенаправленного и сознательного физического уничтожения «неполноценных рас». В своей книге «Mein Kampf» Гитлер не случайно ссылайся на биологию размножения и теорию эволюции, пытаясь подвести под свою политику геноцида теоретическую базу. Подобная практика оттолкнула подавляющее большинство ученых от идей евгеники, которые теперь прекрасно понимали, к чему могут привести попытки реализации таких концепций на практике. Всемирно известный биолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Питер Медавар заметил по этому поводу, что над евгеникой витает «нестерпимый запах газовой камеры».

Как избежать генетической дискриминации?

Проблема постепенного накопления в человеческом обществе генетических дефектов не исчезла. Она существует, и с ней необходимо что-то делать. При этом надо помнить, что любые попытки решать эту проблему, прибегая к санкциям со стороны государства, скорее всего, ни к чему хорошему не приведут. В лучшем случае они выльются в очередной повод для дискриминации, а в худшем – приведут к прямому насилию над личностью. Характерный в этом плане пример – не слишком удачная попытка борьбы с серповидноклеточной анемией в США.

Это врожденное генетическое заболевание вызвано мутацией в гене, кодирующем структуру гемоглобина. Оно передается по рецессивному типу, то есть проявляется в явной форме у гомозигот, в клетках которых имеется сразу две мутантные аллели. При низком давлении эритроциты больных серповидноклеточной анемией принимают форму серпа, в результате чего снижается концентрация кислорода в крови. У гетерозигот, несущих лишь один мутантный аллель, наблюдается лишь незначительная анемия, которая не мешает таким людям вести нормальный образ жизни.

В США среди афроамериканского населения страны распространенность аллелей серповидно-клеточной анемии достаточно велика. Согласно оценкам, каждый двенадцатый афроамериканец является носителем мутации, которая у гомозигот вызывает изменение формы эритроцитов. В 1972 г. на борьбу с этим недугом было выделено 115 млн. долларов, большая часть из которых пошла на тестирование населения и информационную кампанию. Мотив изначально был благой – предупредить супружеские пары, от которых могли с большой вероятностью рождаться больные дети. В результате же страховые компании воспользовались этой информацией в своих целях и повысили взносы для людей, которые были лишь носителями одною мутантного аллеля. Многие американские фирмы перестали принимать таких людей на работу, ссылаясь на их потенциальную анемичность. Этот пример доказывает, что информация о генах человека должна составлять часть врачебной тайны и не подвергаться публичному разглашению. Подобный подход вряд ли вызовет возражения, учитывая, что, по статистике, каждый десятый человек на планете является носителем тех или иных генетических дефектов. Если же учесть мутации, которые существенно не влияют на работоспособность белков, то, вряд ли среди всего населения планеты сыщется хотя бы один индивид, у которого все гены будут «нормальными».

Уже сейчас в результате медико-генетического консультирования можно получить много сведений о состоянии собственных генов, которые могут стать причиной врожденных болезней и аномалий развития у потомства. Не вызывает сомнения, что в первой половине XXI века, возможности экспресс-диагностики резко возрастут. Тогда одна капля крови или соскоб со слизистой поверхности щеки человека станут быстрым источником информации о сотнях и тысячах его генов. Данные подобного рода будут записаны на пластиковую магнитную карточку наподобие телефонной. Доступ к ним будет обеспечен только ее владельцу. Потенциальные молодожены смогут сравнивать свои генетические карточки с помощью компьютерной программы, которая будет выдавать им вероятностный прогноз возможных заболеваний их будущих детей. Как пользоваться таким прогнозом, и что делать, если он окажется по многим пунктам неблагоприятным, в каждом конкретном случае должны решать будущие супруги.

Как сохранить свои гены?

Побочным результатом этого метода было клонирование, позволившее выращивать нормальным организм из клеток, взятых откуда угодно – из носа, пятки, эпителия полости рта и т. п.; а так как происходило это без всякого оплодотворения, налицо определенно была биотехника непорочного зачатия, вскоре получившая применение в промышленном масштабе.

Станислав Лем. Звездные дневники Ийона Тихого

– Возможность клонирования людей разработана

– Причина скандала – мыши

– Кролики могут быть химерами

– Клонирование гитлеров

– Клетки – собственность человека?

Криоконсервирование

Будущее нельзя предвидеть, но его можно изобрести.

Денис Габор

Коварные кристаллы

Характерная примета любого цивилизованного общества – культура хранить и преумножать свои богатства – традиции, материальные ценности, научные данные, позитивный опыт. С древнейших времен задачу хранения личных или общественных богатств выполняли банки. Слово «банк» до последних десятилетий было связано в головах людей с бронированными сейфами, поземными хранилищами, слитками золота и различными ценными бумагами. Но мир стремительно меняется, и вместе с ним меняется наше представление о банках. Банк информации, банк идей, банк генов – это уже что-то почти нематериальное, невесомое, способное уместиться на дискете компьютера или в низкотемпературном холодильнике. Тем не менее, такие банки подчас хранят ценности не меньшие, чем обычные сейфы или кованные сундуки с золотыми дублонами.

Проблема длительного и надежного хранения клеток, а точнее клеточных линий, возникла в конце сороковых годов XX века. Именно тогда стало возможным выделять клетки из тканей и культивировать их на специальных питательных средах в стеклянных сосудов – in vitro, как говорят биологи и врачи.

Человеческий разум сумел освободить клетки от их зависимости от хозяина-организма. Количество различных типов клеток, которые можно было выращивать в пробирках, стремительно нарастало. Достаточно скачать, что сейчас в мире счет различных линий клеток, культивирующихся вне организмов, идет уже на тысячи. Непростой груд для простого поддерживания такой гигантской коллекции грозил постепенно поглотить все свободное время исследователей и лаборантов.

Необходим был надежный способ надолго законсервировать клетки, да так, чтобы они сохраняли все свои уникальные свойства. Способ, который позволил бы в любое время получить для работы нужную линию клеток из уже имеющегося арсенала. Таким способом во всем мире стала криоконсервация и создание криобанков.

Kryos на греческом означает «холод», «лед», «мороз». Способность живых организмов при низких температурах как бы приостанавливать протекание всех биологических процессов, впадать в анабиоз, была известна людям еще издревле. Три века назад знаменитый итальянский естествоиспытатель Ладзаро Спалланцани занялся изучением, влияния отрицательных температур на живые организмы. Он установил важную связь между высушиванием и охлаждением.

Без воды нет жизни. Эта же самая вода из друга превращается в страшного врага для любого существа, подвергающегося низкотемпературному замораживанию. Вода, из которой на три четверти состоит любой человек, таит в себе две опасности, коварно проявляющиеся при замораживании. Первая – объемное расширение. Кто не и и дел бутылку с водой, лопнувшую на морозе, или искореженные трубы парового отопления, в которых замерзла вода. Против такой опасности клетки могли бы еще бороться – ведь их поверхностные пленки (мембраны) достаточно эластичны. По-настоящему страшна вторая опасность – кристаллы! Они образуются при замораживании воды. Именно кристаллы рвут и режут, как скальпелем, тело клеток – разрывают мембраны, разрушают пузырьки-вакуоли. После отогревания такая клетка уже не жилец.

Неудивительно поэтому, что подвергающаяся медленному охлаждению клетка стремится изо всех своих клеточных сил от этой ставшей коварной воды избавиться. Уже одноклеточные существа (например, амебы), боровшиеся с тяготами земной жизни задолго до появления первых многоклеточных научились при охлаждении, да и при прочих неблагоприятных для жизни условиях, активно избавляться от лишней воды – дегидратировать себя (греч. hydor – вода). Многие амебы, жгутиконосцы и инфузории способны образовывать окруженные многослойными стенками цисты покоя. В таких капсулах они переносят вмораживание в лед и хранятся там годами, не теряя жизнеспособности. На первых этапах образования такой цисты из клеток активно откачивается вода! Обезвоженной клетке уже ничего не страшно. Она может смело замерзать.

Клеткам высших теплокровных животных в жизни редко грозит переохлаждение. Тем не менее, они сохранили способность к дегидратации при охлаждении. Этот своеобразный «рудиментарный» процесс облегчает работу криобиологов и криоконсерваторов. Но если бы острые кристаллы льда были единственной опасностью, грозящей клеткам при замораживании! Кристаллизация воды внутри и вне клеток вызывает также дегидратацию (обезвоживание) макромолекул. Нередко при этом они переходят из растворимого состояния в нерастворимое. Другими словами выпадают в осадок. При замораживании происходит и множество других неприятных событий – например, изменяется концентрация солей. В ответ многие белки раскручиваются, денатурируют. Похожий процесс идет при варке яиц. Сваренный вкрутую белок уже никакими силами не сделаешь снова жидким, растворимым в воде. Следовательно, жизнь из такого яйца улетучилась навсегда.

Подвести краткий итог этим рассуждениям можно одной фразой. Замораживание – серьезнейшее испытание клетки на прочность.

Ледяные протекторы

Природа часто демонстрирует нам оригинальность и мудрость решений собственных задач и проблем. Исследователю остается лишь обнаружить путь, уже проторенный в течение миллионов лет эволюции. Так случилось и с криопротекторами – веществами, защищающими организм от неблагоприятных последствий при охлаждении. Люди давно замечали, что некоторые холоднокровные существа способны без особого для себя вреда буквально вмерзать в лед. За примерами не надо далеко ходить – кто не слышал о «стеклянных» лягушках, выкопанных зимой из смерзшегося ила. Другой, менее известный пример – земноводные сибирские углозубы, впаянные в линзы льда вечной мерзлоты. Без особого вреда переносят ледяной плен многие низшие ракообразные. Все эти очень опасные для теплокровных трюки их холоднокровные собратья проделывают за счет накопленных у них в крови специальных веществ-криопротекторов. К ним относится глицерин, различные сахара.

Уже упоминавшиеся лягушки перед зимовкой резко увеличивают количество глюкозы в крови, превращаясь на время как бы в диабетиков. В результате их кровь хотя и охлаждается ниже нуля, но не замерзает. Подобный опыт можно легко проделать самостоятельно – поставьте в морозильную камеру холодильника два стакана. Один с обычной водой, а в другой добавьте пять-шесть ложек сахара и размешайте. В каком стакане вода замерзнет раньше? Криопротекторы хорошо известны и автомобилистам. Чтоб жидкость в радиаторе машины не замерзала, в нее добавляют специальные вещества.

Итак, добавляя к клеткам обычную глюкозу или глицерин, можно обезопасить их от действия коварных ледяных кристаллов, образующихся в воде при замораживании. В криобиологии применяются и другие вещества, способные обезопасить клетки от повреждений – диметилсульфоксид, лактоза, метанол и другие. К сожалению, подбирая тот или иной криопротектор, ученым часто приходится работать «на ощупь» – в этой области науки еще много неясного.

Холод холоду рознь. Клетка – коллоидная система. Ее содержимое похоже на густой клейстер. Для того чтобы ее хорошенько заморозить, нужны очень низкие температуры – ниже -150 °C. Самые мощные холодильники такой холод обеспечить не в состоянии. Успех криоконсервации обязан технологии получения сжиженных газов. Жидкий азот, кипящий при -196 °C – вот основа любого криокомплекса. Другие криогенные жидкости либо пожароопасны, либо легко взрываются. Сжиженные же инертные газы (гелий, например) пока стоят дороже золота. Промышленное же производство одного литра жидкого азота стоит очень дешево.

Сверхнизкие температуры не только мгновенно останавливают протекание всех биологических процессов в клетках, они также позволяют уберечь клетки от уже упоминавшихся коварных кристаллов льда. Очень быстро помещая клетки в жидкий азот, буквально «выстреливая» в него микрокаплями жидкости с находящимися внутри клетками, можно добиться сверхбыстрого замораживания. Скорость падения температуры достигает при этом фантастической цифры – 500–1000 градусов в секунду! При такой скорости заморозки кристаллы льда просто не успевают образоваться! Наступает так называемое «стеклование» – образование своеобразного аморфного состояния замороженной цитоплазмы. В таком состоянии замороженные клетки можно хранить годами.