Человек завтрашнего дня

Вырождаемся ли мы с вами?

В начале века Ф. Гальтон, а затем многие другие генетики высказывали мнение, что человечество биологически вырождается. Объясняли это давлением мутаций и отсутствием естественного отбора. Ведь если нет отбора, борьбы за существование, то вполне могут выжить и малоприспособленные особи, которые наверняка погибли бы в процессе естественной эволюции. Ну а раз так, то человек, снявший с себя железные обручи естественного отбора, быстро идет к биологической гибели.

Такой взгляд привел его сторонников к признанию, что все факторы, подрывающие остаточные проявления отбора у человека, такие, как общее улучшение условий жизни, проведение санитарно-гигиенических мероприятий и влияние медицины, только убыстряют этот процесс. В подобных рассуждениях вроде бы и присутствует логика. Ведь действительно медицина позволяет выжить больным, отягощенным наследственными дефектами людям, которые, оставляя потомство, распространяют "вредные", испорченные мутацией гены в генофонде человечества.

Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. Проблема эта очень важна и требует спокойного анализа. Вопрос о наличии мутаций в природных популяциях диких видов был поставлен С. С. Четвериковым, установившим, что дикие особи дрозофилы в скрытом виде нередко несут ранее возникшие мутации. Однако понадобились дальнейшие исследования, чтобы обнаружить существование в популяциях категорий особо вредных дефектных генов. Это второе фундаментальное явление в генетике популяций, получившее название генетического груза, было открыто еще в 1934 году.

Ученые обнаружили, что внешне нормальные, вполне приспособленные особи несут 3 - 4 летальных гена и несколько генов, ослабляющих жизнеспособность. Стало ясно, что часть потомков каждого поколения погибает, а часть рождается с разнообразными дефектами. Это как раз те самые особи, в которых летальные и полулетальные гены перешли в гомозиготное состояние, то есть несут два одинаковых аллеля.

Позже оказалось что существование генетического груза свойственно множеству популяций самых различных видов животных и растений. Обязательность такого груза - следствие протекания в природе естественного мутационного процесса. Мутации - это необходимость, их появление неустранимо, ибо молекулярные основы генетической информации вовлечены в процессы жизни клетки и организма. Без явления мутаций невозможна была бы общая эволюция видов и создание приспособительных свойств популяций в ответ на разнообразие экологических и географических условий существования.

Однако за сам процесс мутаций, приводящий, как мы уже выяснили, к вредным изменениям, популяции вынуждены платить рождением генетических жертв, которые отличаются от своих прародителей далеко не в лучшую сторону.

При определенном темпе мутаций и коэффициенте естественного отбора устанавливается оптимальный уровень генетического груза. Это касается популяций всех диких видов. Человек в определенной мере также приносит генетические жертвы в виде появления на свет детей с наследственными уродствами и заболеваниями. В прошлом таких детей рождалось в среднем около 4 процентов.

Если имеющийся темп мутаций сохранится без изменений, то, по-видимому, и уровень генетического груза не увеличится в ряду поколений человечества. И все различия между людьми создадут огромную, ни с чем не сравниваемую, ускользающую от действия отбора наследственную изменчивость: по группам крови, цвету глаз, строению наружного уха, формам носа, особенностям в структуре волос, способности ощущать горький вкус и многое другое - все бесконечное разнообразие биохимических, физиологических и других особенностей, которые в обычных условиях не нарушают жизнедеятельности человека.

Медицинская генетика имеет дело с распознаванием и лечением наследственных болезней, то есть с теми мутациями у человека, которые входят в состав генетического груза. Вполне понятно, что, если удается найти способы вылечивать данную наследственно обусловленную болезнь, ликвидируется вредное проявление гена, который теряет способность нарушать развитие человека и переходит в категорию нейтральных наследственных изменений.

Но в отношении многих тяжелых заболеваний медицина пока бессильна и не в состоянии излечивать наследственно-отягощенных людей. Вот как раз поэтому и возникает вопрос: а не наносится ли урон наследственному здоровью человечества, коль скоро медицина помогает сохранять в популяции вредные гены? Иногда говорят, что, выхаживая больные ростки жизни, мы как бы подтачиваем общую наследственность человечества и, заботясь о здоровье отдельной личности, наносим вред здоровью рода.

Однако подобные утверждения упускают из виду основы современного учения о генетике популяций человека. Если в популяциях имеется рецессивный (скрытый) ген в определенной концентрации, то при нормальном размножении людей всех трех генотипов, то есть внешне нормальных, носителей рецессивного аллеля в скрытом, как говорят, гетерозиготном состоянии и людей с явными признаками болезни, частота вредного аллеля не будет изменяться. Это показывает, что медицина, повышая выживаемость больных людей, может довести концентрацию данного гена всего лишь до равновесного уровня и не более. Как влияние медицины, так и давление мутаций при отсутствии отбора могут создать условия только для исключительно медленного роста частоты болезнетворного гена среди людей.

Возьмем для примера какой-нибудь аллель, представленный в популяциях человека в концентрации 0,01. С такой частотой в наши дни встречается ген альбинизма. Когда этот ген переходит в гомозиготное состояние, рождаются люди, лишенные пигмента, с красными глазами. Такие люди, альбиносы, в популяциях при концентрации аллеля, равной 0,01, рождаются примерно 1 на 10 000 нормальных людей. Этот ген находится в населении уже в равновесной концентрации, поскольку люди-альбиносы оставляют в среднем то же количество детей, что и пигментированные.

Рассчитаем скорость насыщения мутационным аллелем альбинизма населения. Частота естественных мутаций для такого гена известна, она равна 3.3-7×10^-5. Можно ее округлить до величины, равной 1 на 100 000 половых клеток (гамет). Очевидно, что при этих условиях удвоение концентрации аллеля произойдет через тысячу поколений человека, то есть через 25 000 лет, если принять длительность одного репродуктивного поколения за 25 лет. Значит, если в исходном поколении количество альбиносов составляло 1 на 10 000 человек, то через 25 000 лет это число будет равно 4.

Такова картина для аллеля, не подвергающегося отбору. Вполне понятно, что когда дело касается вредных генов, носители которых оставляют меньше потомства в сравнении со здоровыми людьми, тогда весь этот процесс завоевания человечества мутантами будет протекать еще дольше.

Причина такой "медлительности" кроется в двух явлениях. С одной стороны, сама частота появления мутаций данного гена в популяции очень невелика. С другой стороны, каждый аллель в силу исторического существования популяции уже накоплен в известной концентрации. Поэтому, чтобы образовать за счет новых мутаций ту концентрацию, которая уже имеется в популяции, требуется длительное время.

Но давайте попробуем представить себе такую фантастическую картину: на нашу Землю спускаются инопланетяне. И что же они видят? Вся планета заселена бледными, полупрозрачными существами с белыми волосами и красными глазами. Театр приведений, да и только!

Однако разберемся, возможно ли такое в принципе и сколько потребовалось бы времени, чтобы альбиносами стали все жители Земли. В этом случае давление мутаций, начиная от исходной концентрации, равной 0,01, должно было бы подняться до 100 процентов. Для осуществления этого как минимум понадобится времени в 100 раз больше в сравнении с тем, которое необходимо для удвоения концентрации аллеля. Получается цифра поистине астрономического масштаба - два с половиной миллиона лет.

На самом же деле процесс этот значительно более длителен. Не надо забывать, что мутации идут не только от нормы к альбинизму, но и обратно. Причем мутантные аллели, конечно же, будут подвергаться и положительному отбору.

Можно ли после этого в наше время всерьез выражать опасения, что современная медицина, улучшение санитарно-гигиенических условий и общее повышение жизненного уровня народа якобы в угрожающей степени подтачивают здоровье рода человеческого? Конечно, нет! Медицина, борясь с проявлениями вредных генов, находя способы излечения врожденных болезней, никакого вреда наследственности человечества в целом не наносит. Вряд ли можно сомневаться, что в будущем люди сумеют справиться с тем минимальным отрицательным эффектом, который может появиться через 10 - 20 тысяч лет. Такое влияние мутаций будет исключено, хотя бы с помощью антимутагенов или через регуляцию репаративных систем клетки, подавляющих течение процесса естественного мутирования.

Кроме рецессивных мутаций возникают доминантные изменения и мутации хромосом, которые не могут находиться в скрытом состоянии, они сразу проявляются у детей при появлении мутаций. Однако их число невелико, и, как правило, люди, получившие подобные мутации, сильно поражены. Такие изменения практически не имеют шансов хоть сколько-нибудь заметно накапливаться в популяциях.

Все это показывает, что основным в генетической структуре современного человека является ее хотя и относительная, но очень длительная сохранность. Причем эта особенность в генетике популяций сочетается с тем фундаментальным фактом, что человек как биологический вид отличается фантастической личной пластичностью каждого индивида. Это касается как восприятия социальной программы, так и адаптации к влияниям среды. Еще недавно на пилота, летающего со скоростью 100 километров в час, смотрели как на выдающегося человека. Сейчас мы все спокойно покупаем билет на лайнер, скорость которого 900 километров в час. Космонавты уже летают со скоростью 11 тысяч метров в секунду. Рост же социальной программы создает условия для быстрого ее восприятия, духовного совершенствования личности.