Генетики: один и тот же ген позволяет нам чувствовать кислый вкус и сохранять равновесие. А вы знаете, что такое гены? Изменения хромосом в процессе деления клетки

Глава 6. Генное братство

Эгоистичный ген? Что это такое? А это всего лишь один-единственный физический кусочек ДНК. Точно так же, как и в первичном бульоне, это все реплики одного определенного кусочка ДНК, распространенные по всему свету. Если мы позволяем себе вольность говорить о генах как о сознательных существах, обладающих душой (постоянно успокаивая себя, что при желании мы в любой момент можем вернуться от наших неряшливых выражений к приличным терминам), то правомерно задать вопрос: что же пытается совершить каждый отдельный эгоистичный ген? Он старается стать все более многочисленным в данном генофонде. В принципе он делает это, помогая программировать тела, в которых он находится, на выживание и размножение. Но здесь мы подчеркиваем, что «он» - это некий фактор, существующий одновременно во многих телах. Главная мысль этой главы заключается в том, что каждый данный ген, возможно, способен помогать своим репликам, находящимся в других телах.

В таком случае можно говорить о неком индивидуальном альтруизме, обусловленном, однако, эгоистичностью гена.

Рассмотрим ген, детерминирующий альбинизм у человека. На самом деле существует несколько генов альбинизма, но я говорю лишь об одном из них. Это рецессивный ген, т.е. для того, чтобы быть альбиносом, человек должен содержать двойную дозу данного гена. Альбиносы встречаются среди нас с частотой примерно 1:20000. Однако у одного человека из 70 ген альбинизма содержится в единичной дозе, и эти люди не альбиносы. Поскольку ген альбинизма имеется у многих людей, теоретически он мог бы обеспечить свое сохранение в генофонде, программируя тела этих людей так, чтобы они относились альтруистично к другим альбиносам, раз известно, что они несут тот же ген. Ген альбинизма был бы очень доволен, если бы некоторые из тел, в которых он обитает, умирали, при условии, что это помогло бы выжить другим телам, содержащим тот же ген. Если бы ген альбинизма мог заставить одно из содержащих его тел спасти жизни десяти альбиносам, то даже гибель одного альтруиста была бы полностью компенсирована повышением числа генов альбинизма в генофонде.

Должны ли мы в таком случае ожидать, что альбиносы будут хорошо относиться друг к другу?

На это, вероятно, следует ответить «нет». Для того чтобы понять, почему нет, оставим на время нашу метафору, представляющую ген как фактор, наделенный сознанием, потому что в данном контексте это положительно собьет нас с толку. Нам следует вернуться пусть к скучным, но корректным выражениям. Гены альбинизма на самом деле не «хотят» выжить или помогать другим генам альбинизма. Но если ген альбинизма хотя бы побуждает тела, в которых он обитает, вести себя альтруистично по отношению к другим альбиносам, то волей-неволей это автоматически приведет к увеличению его численности в генофонде. Однако для того, чтобы это случилось, упомянутый ген должен оказывать на тела два независимых воздействия. Он должен не только вызывать свой обычный эффект, т.е. отсутствие пигментации покровов, но и побуждать тела проявлять избирательный альтруизм по отношению к индивидуумам с очень слабой пигментацией. Такой ген, обладающий двумя эффектами, если бы он существовал, мог бы весьма успешно действовать в популяции.

Как уже подчеркивалось в гл. 3, гены действительно обладают множественными эффектами. Теоретически возможно возникновение гена, детерминирующего какую-то внешнюю «метку», например бледную кожу, или зеленую бороду, или что-нибудь столь же приметное, и одновременно тенденцию особенно хорошо относиться к носителям такой метки. Это возможно, но маловероятно. С равной вероятностью зеленобородость может быть сцеплена со склонностью к врастанию ногтей на пальцах ног или с любым другим признаком, а симпатия к зеленым бородам - с неспособностью воспринимать аромат фрезий. Маловероятно, чтобы один и тот же ген детерминировал данную метку и соответствующий ей тип альтруизма. Тем не менее то, что можно было бы назвать «эффектом альтруизма к зеленой бороде», теоретически допустимо.

Произвольная метка вроде зеленой бороды - просто один из способов, с помощью которого ген мог бы «узнавать» о наличии в других индивидуумах копий самого себя. Есть ли какие-либо другие способы?

Да, и наиболее прямой из них состоит в следующем. Обладателя какого-либо альтруистичного гена можно было бы узнать просто потому, что он совершает альтруистичные акты. Ген мог бы процветать в генофонде, если бы он «сказал» своему телу нечто вроде: «Тело, если А тонет при попытке спасти кого-то другого, прыгай и спасай A». Причина, по которой такой ген мог бы действовать столь благородно, состоит в том, что вероятность наличия у А тех же самых альтруистичных генов - генов - спасателей - выше, чем средняя. Тот факт, что А пытался спасти кого-то другого, представляет собой метку, эквивалентную зеленой бороде. Она менее надуманна, чем зеленая борода, но тем не менее кажется довольно неправдоподобной. Существуют ли какие-то заслуживающие доверия способы, которые позволяли бы генам «узнавать» свои копии в других индивидуумах?

Да, существуют.

Нетрудно показать, что у близких родственников вероятность наличия общих генов выше средней. Давно стало ясно, что именно по этой причине столь обычен альтруизм родителей по отношению к своим детям. А Р. Фишер, Дж. Холдейн и в особенности У. Гамильтон поняли, что это распространяется и на других близких родственников - сестер и братьев, как родных, так и двоюродных, племянников и племянниц. Если индивидуум умирает, чтобы спасти десять близких родственников, то одна копия гена, определяющего альтруизм в отношении близких родственников (кин-альтруизм), может погибнуть, однако гораздо большее число копий того же гена будет спасено.

«Большее число» - это весьма неопределенно, равно как и «близкие родственники». Как показал Гамильтон, возможна и большая определенность. Две его работы, опубликованные в 1964 г., принадлежат к числу самых значительных вкладов в социальную этологию из когда-либо написанных, и я никогда не мог понять, почему этологи так пренебрегают этими работами (имя Гамильтона даже не упоминается в указателях двух больших учебников этологии, опубликованных в 1970 г.). К счастью, в последнее время интерес к его идеям начинает возрождаться. Работы Гамильтона насыщены математикой, однако их основные принципы схватываются интуитивно, без строгих математических рассуждений, хотя при этом неизбежно некоторое переупрощение. Нам предстоит вычислить вероятность наличия данного определенного гена у двух индивидуумов, например у двух сестер.

Допустим для простоты, что мы рассматриваем гены, редко встречающиеся в генофонде в целом. У большинства людей имеется «ген, определяющий невозможность быть альбиносом», независимо от того, связаны люди родством или нет. Такое широкое распространение этого гена объясняется тем, что в природе вероятность выживания для альбиносов ниже, чем для неальбиносов, хотя бы потому, что солнце ослепляет их и им относительно трудно заметить приближающегося хищника. Нас не интересуют причины преобладания в генофонде таких явно «хороших» генов, как ген «не-альбинизма». Мы стремимся объяснить успех генов, обусловленный именно их альтруизмом. Поэтому мы можем допустить, что по крайней мере на ранних стадиях этого эволюционного процесса такие гены редки. Здесь важно отметить, что даже ген, редкий в популяции в целом, может часто встречаться в отдельной семье. И у меня, и у вас имеется некоторое число генов, редко встречающихся в популяции в целом. Шансов на то, что вы и я несем одинаковые редкие гены, очень мало. Однако весьма вероятно, что у моей сестры имеется тот же самый редкий ген, что и у меня, и столь же вероятно, что вы и ваша сестра тоже несете один и тот же редкий ген; шансы в данном случае составляют ровно 50%, и объяснить причины этого нетрудно.

Допустим, что в вашем генотипе имеется одна копия гена С. Вы могли получить ее либо от своего отца, либо от матери (для простоты можно отбросить различные редко встречающиеся возможности: что ген С - новая мутация; что этот ген имелся у обоих ваших родителей или же в двойной дозе у одного из них). Пусть вы получили ген С от своего отца. В таком случае каждая из обычных клеток его тела содержала по одной копии этого гена. Как вы, вероятно, помните, каждый сперматозоид, образующийся у мужчины, содержит половину его генов. Таким образом, вероятность того, что в сперматозоид, зачавший вашу сестру, попадает ген С, равна 50%. Если же вы получили ген С от своей матери, то из точно таких же рассуждений вытекает, что половина ее яйцеклеток должна была содержать ген С; и опять-таки вероятность получения гена С вашей сестрой равна 50%. Это означает, что если у вас есть 100 братьев и сестер, то примерно 50 из них должны обладать любым имеющимся у вас редким геном. Это означает также, что если у вас есть 100 редких генов, то примерно 50 из них имеются в теле любого из ваших братьев или сестер.

Аналогичные вычисления можно произвести для лиц, связанных родством любой степени. Важные зависимости существуют между родителями и детьми. Если у вас имеется одна доза гена Н, то вероятность наличия этого гена у каждого из ваших детей равна 50%, потому что он содержится в половине ваших половых клеток, а каждый из ваших детей был зачат при участии одной из этих половых клеток. Если у вас имеется одна доза гена J, то вероятность того, что этот ген имелся также у вашего отца, равна 50%, потому что вы получили половину своих генов от него, а половину - от матери. Для удобства мы пользуемся коэффициентом родства, выражающим вероятность наличия данного гена у двух родственников. Коэффициент родства между двумя братьями равен 1/2, поскольку половина генов, имеющихся у одного из братьев, будет обнаружена и у другого. Это средняя цифра: в результате мейотического драйва у данных двух братьев может быть больше или меньше общих генов. Коэффициент родства между родителем и ребенком всегда равен точно 1/2. Проделывать всякий раз все эти вычисления с самого начала довольно скучно. Существует грубое, но эффективное правило для установлена коэффициента родства между двумя индивидуумами, А и В. Оно может оказаться вам полезным при составлении завещания или для объяснения явных случаев сходства в семье. Оно пригодно для всех простых ситуаций, но не действует при кровосмесительных браках и, как мы увидим, у некоторых насекомых.

Установим сначала всех общих предков А и В. Например, общие предки двух двоюродных братьев или сестер - это их общие дед и бабка. По логике вещей все предки этих общих предков также будут общими для А и В. Однако мы пренебрежем всеми общими предками, кроме самых недавних. В этом смысле у двоюродных братьев и сестер только два общих предка. Если B - прямой потомок А, например его правнук, то сам А и есть тот «общий предок», которого мы ищем.

Найдя общего предка(ов) А и B, займемся вычислением генерационного расстояния (число разделяющих поколений) между ними. Для этого, начав с A, нужно взобраться вверх по генеалогическому древу до общего предка, а затем спуститься вниз до В. Суммарное число шагов вверх, а затем вниз по древу и составит генерационное расстояние. Если, например, А приходится В дядей, то генерационное расстояние равно 3. Общий предок в данном случае - отец А и дед В. Начав с A, вам следует подняться на одно поколение, чтобы дойти до общего предка. Затем, чтобы дойти до B, вы должны спуститься на два поколения на другой стороне древа. Поэтому генерационное расстояние равно 1 + 2 = 3.

Найдя генерационное расстояние между А и В через конкретного общего предка, можно вычислить ту долю их коэффициента родства, которая обусловлена этим предком. Для этого нужно умножить 1/2 на себя столько раз, сколько шагов в генерационном расстоянии. Если генерационное расстояние равно трем шагам, то надо умножить 1/2 x 1/2 х 1/2, или возвести 1/2 в третью степень. Если генерационное расстояние через конкретного общего предка равно g шагам, то доля коэффициента родства, обусловленная этим предком, будет равна (1/2)g.

Это, однако, лишь часть коэффициента родства между А и В. Если у них окажется больше одного общего предка, то мы должны добавить эквивалентную величину для каждого предка. Обычно у данных двух индивидуумов генерационное расстояние для всех общих предков одинаково. Поэтому, установив коэффициент родства между А и B, обусловленный любым из их общих предков, вам достаточно лишь умножить его на число этих предков. Например, у двоюродных братьев или сестер имеются два общих предка и генерационное расстояние через каждого из них равно 4. Поэтому коэффициент родства равен 2 x (1/2) 4 = 1/8. Если A - правнук B, то генерационное расстояние равно 3, а число общих «предков» равно 1 (сам В), так что коэффициент родства составляет 1 x (1/2) 3 = 1/8. Аналогичным образом, у вас равные шансы «пойти» как в своего дядю (коэффициент родства = 2 (1/2) 3 = 1/4), так и в своего деда (коэффициент родства =1 x (1/2) 2 = 1/4).

В случае такого далекого родства, как четвероюродные братья или сестры , вероятность наличия у них общих генов приближается к вероятности того, что некий ген, имеющийся у А, будет обнаружен у индивидуума, выбранного наудачу из популяции. В том, что касается гена альтруизма, четвероюродный брат мало отличается от какого-нибудь старины Тома, Дика или Гарри. Троюродный брат (коэффициент родства = 1/32) всего лишь чуть ближе, а двоюродный - еще несколько ближе (1/8). Родные братья и сестры и родители и дети очень близки (1/2), а однояйцовые близнецы (коэффициент родства = 1) совершенно идентичны. Тетки и дядья, племянники и племянницы, деды или бабки и внуки, а также единоутробные и единокровные братья и сестры занимают промежуточное положение (коэффициент родства = 1/4).

Теперь мы имеем возможность рассуждать о генах кин-альтруизма гораздо более конкретно. Ген, определяющий самоубийственное спасение пятерых двоюродных братьев и сестер, не станет более многочисленным в популяции, но численность гена, определяющего спасение пятерых родных братьев и сестер ценой собственной гибели, повысится. Минимальное условие, необходимое гену самоубийственного альтруизма для успеха, состоит в том, чтобы спасти больше двух своих сибсов (или детей, или родителей), либо больше двух полусибсов (или дядьев, теток, племянников, племянниц, дедов, бабок, внуков), либо более восьми двоюродных сибсов и т.д. Такой ген в среднем продолжает жить в телах достаточного числа индивидуумов, спасенных альтруистом, чтобы компенсировать гибель его самого.

Если бы некий индивидуум был уверен, что данное лицо является его идентичным близнецом, он заботился бы о его благополучии точно так же, как о своем собственном. Любой ген близнецового альтруизма имеется у обоих близнецов, поэтому если один из них героически гибнет, спасая другого, ген продолжает жить. Девятипоясные броненосцы обычно рождают идентичную четверню. Насколько мне известно, ни о каких актах героического самопожертвования, совершаемых молодыми броненосцами, не сообщалось; однако высказывалось мнение, что у них определенно следует ожидать каких-то сильных проявлений альтруизма.Если кто-нибудь собирается ехать в Южную Америку, то стоило бы заняться этим.

Теперь нам понятно, что забота о потомстве - всего лишь частный случай кин-альтруизма. С генетической точки зрения взрослый индивидуум должен уделять совершенно столько же заботы и внимания своему осиротевшему брату-младенцу, как и собственным детям. Коэффициент его родства с обоими младенцами совершенно одинаков, 1/2. С точки зрения генного отбора ген, детерминирующий альтруистичное поведение старшей сестры, должен иметь столько же шансов распространиться в популяции, как и ген родительского альтруизма. На самом деле это очень сильное упрощение (по многим причинам, которые мы рассмотрим позднее), а братская или сестринская забота отнюдь не столь обычна в природе, как родительская. Здесь, однако, я хочу показать, что с генетической точки зрения нет ничего особенного во взаимоотношениях родители/дети по сравнению со взаимоотношениями братья/сестры. Тот факт, что родители действительно наделяют своих детей генами, а сестры не наделяют ими друг друга, не имеет.значения, поскольку обе сестры получают идентичные реплики одних и тех же генов от одних и тех же родителей.

Некоторые авторы используют термин кин-отбор для того, чтобы отличать этот тип естественного отбора от группового отбора (дифференциальное выживание групп) и индивидуального отбора (дифференциальное выживание индивидуумов). Кин-отбор ответствен за внутрисемейный альтруизм; чем теснее родство, тем сильнее отбор. В термине кин-отбор нет ничего плохого, но, к сожалению, от него, возможно, придется отказаться ввиду того, что в последнее время его совершенно неправильно употребляют и в будущем это может привести биологов в полное замешательство. Э.Уилсон (E.O.Wilson) в своей, в остальном прекрасной, книге «Социобиология. Новый синтез» определяет кин-отбор как особый случай группового отбора. В книге есть схема, которая ясно показывает, что с точки зрения Уилсона кин-отбор занимает промежуточное положение между «индивидуальным отбором» и «групповым отбором» в общепринятом смысле, т.е. в том смысле, в каком я их употреблял в гл. 1. Между тем групповой отбор - даже по определению самого Уилсона - означает дифференциальное выживание групп индивидуумов. Конечно, в некотором смысле семья - это особый тип группы. Однако вся суть рассуждений Гамильтона сводится к тому, что различие между семьей и несемьей не есть нечто определенное и нерушимое, а зависит от математической вероятности. Теория Гамильтона отнюдь не утверждает, что животные должны относиться альтруистически ко всем «членам семьи» и эгоистически - ко всем другим. Между семьей и несемьей нельзя провести строгую границу. Нам не надо решать, следует ли, например, относить к числу членов семьи троюродных братьев и сестер или считать их чужими: мы просто ожидаем, что вероятность проявления альтруизма в отношении троюродных братьев или сестер должна составлять 1/16 вероятности альтруизма в отношении потомков или сибсов. Кин-отбор никак нельзя считать особым случаем группового отбора.

Это особое следствие генного отбора.

Уилсоновское определение кин-отбора содержит и другой, еще более серьезный недостаток. Оно преднамеренно исключает потомков: они не считаются родственниками!. Разумеется, Уилсон прекрасно знает, что потомки связаны родством со своими родителями, но предпочитает не взывать к теории кин-отбора для того, чтобы объяснить альтруизм, проявляемый родителями в заботе о собственных потомках. Он, конечно, вправе определять термин так, как считает нужным, но это определение создает сильную путаницу, и я надеюсь, что в последующих изданиях своей действительно очень ценной книги он его изменит. С генетической точки зрения родительская забота о потомстве и братско-сестринский альтруизм возникли в процессе эволюции по совершенно одной и той же причине: в обоих случаях велика вероятность наличия в теле опекаемого индивидуума гена альтруизма.

Я прошу прощения у читателя-неспециалиста за эту небольшую обличительную речь и спешу вернуться к нашей главной теме. До сих пор я слишком сильно упрощал изложение, но настало время ввести некоторые оценки. Я говорил просто о генах, детерминирующих самоубийство ради спасения жизни определенного числа родственных индивидуумов, коэффициент родства с которыми точно известен. Совершенно очевидно, что в реальной действительности животные неспособны точно сосчитать, сколько родственных индивидуумов они спасают, или провести в уме гамильтоновские расчеты, даже если бы они могли каким-то образом наверняка знать, что данные индивидуумы в самом деле их родные, двоюродные и т.п. братья и сестры.

В реальной жизни верное самоубийство и несомненное «спасение» жизни должны быть заменены статистическим риском гибели как для самого себя, так и для других. Может статься, что имеет смысл спасать даже четвероюродного брата, если риск для самого себя при этом очень невелик. Кроме того, как вы, так и родственник, которого вы собираетесь спасать, в любом случае в один прекрасный день несомненно умрете. Для каждого индивидуума существует некая «ожидаемая продолжительность жизни», которую страховая компания может вычислить с некоторой степенью точности. Спасение жизни родственника, который скоро умрет от старости, окажет меньшее влияние на будущий генофонд, чем спасение жизни столь же близкого родственника, у которого большая часть жизни еще впереди.

Наши изящные симметричные вычисления коэффициентов родства придется модифицировать с учетом путаных и сложных взвешиваний, производимых статистиками страховых компаний. Деды и бабки, с одной стороны, и внуки - с другой, в генетическом смысле имеют равные основания проявлять друг к другу альтруизм, поскольку их гены на 1/4 одинаковы. Но поскольку ожидаемая продолжительность жизни внуков больше, гены альтруизма дедов и бабок по отношению к внукам имеют более высокую селективную ценность, чем гены альтруизма внуков по отношению к дедам и бабкам. Вполне возможно, что чистый выигрыш от помощи, оказанной молодому дальнему родственнику, будет выше чистого выигрыша от помощи пожилому близкому родственнику. (Кстати сказать, ожидаемая продолжительность жизни у дедов и бабок вовсе необязательно должна быть меньше, чем у внуков. У видов с высокой смертностью в раннем возрасте возможно обратное соотношение.)

Продолжая «страховочную» аналогию, можно рассматривать индивидуумов как лиц, страхующих жизнь. Данный индивидуум может рискнуть известной частью своего состояния на страховку жизни другого человека. При этом он принимает во внимание коэффициент своего родства с этим человеком, а также его «надежность» в смысле его ожидаемой продолжительности жизни по сравнению со своей собственной. Строго говоря, следовало бы заменить «ожидаемую продолжительность жизни» на «ожидаемую репродуктивность» или еще строже - на «общую способность благоприятствовать собственным генам в течение будущей жизни». В таком случае для эволюции альтруистичного поведения суммарный риск для альтруиста должен быть меньше, чем суммарный выигрыш для реципиента, умноженный на коэффициент родства. Риск и выигрыш следует вычислять упомянутым выше сложным способом, применяемым страховыми обществами.

Но можно ли ожидать, что бедная машина выживания будет способна произвести эти сложные вычисления, да еще в спешке! Даже великий матбиолог Дж. Холдейн (в опубликованной в 1955 г. работе, где он предвосхитил концепцию Гамильтона, постулировав распространение гена, детерминирующего спасение тонущих родственников) заметил: «...в тех двух случаях, когда я вытаскивал из воды с минимальнейшим риском для себя людей, которые могли бы утонуть, у меня не было никакого времени на подобные вычисления». К счастью, как это хорошо знал Холдейн, предполагать, что машины выживания сознательно производят в уме вычисления, нет необходимости. Совершенно так же, как мы применяем логарифмическую линейку, не сознавая, что мы на самом деле используем логарифмы, животное может быть запрограммировано таким образом, что оно ведет себя, как если бы оно производило сложные вычисления.

Вообразить это не столь уж сложно, как может показаться. Когда человек подбрасывает мяч высоко в воздух и вновь ловит его, он ведет себя так, как если бы он решал систему дифференциальных уравнений, определяющих траекторию мяча. Он может не знать, что такое дифференциальное уравнение, и не стремиться узнать, но это никак не отражается на его искусстве играть с мячом. На каком-то подсознательном уровне происходит что-то, равноценное математическим вычислениям. Точно так же, когда человек принимает трудное решение, предварительно взвесив все «за» и «против» и все последствия своего решения, которые он может вообразить, его действия функционально равноценны вычислению «взвешенной суммы», производимому компьютером.

Если бы нам надо было составить программу, моделирующую на компьютере поведение образцовой машины выживания, которая принимает решения о том, следует ли ей вести себя альтруистически, мы, вероятно, действовали бы примерно следующим образом. Сначала надо составить список всех альтернативных типов поведения животного. Затем для каждого типа поведения составить программу вычисления взвешенной суммы. Все выигрыши, получаемые в результате поведения данного типа, помечаются знаком плюс, а все связанные с ним риски - знаком минус; все выигрыши и все риски перед суммированием следует взвесить путем умножения на соответствующий коэффициент родства. Для простоты мы можем прежде всего не проводить другие взвешивания, например связанные с возрастом и состоянием здоровья. Поскольку коэффициент родства данного индивидуума с самим собой равен 1 (т.е. он содержит, как это совершенно очевидно, 100% собственных генов), риски и выигрыши для самого себя вообще не надо снижать, и в вычисления они должны входить с полным весом. Общая сумма для каждого из альтернативных типов поведения будет выглядеть следующим образом:

Чистый выигрыш при данном типе поведения = Выигрыш для себя - Риск для себя + 1/2 Выигрыша для брата - 1/2 Риска для брата + 1/2 Выигрыша для другого брата - 1/2 Риска для другого брата + 1/8 выигрыша для двоюродного брата - 1/8 риска для двоюродного брата + 1/2 Выигрыша для ребенка - 1/2 Риска для ребенка + и т.д.

Результатом такого суммирования выигрышей будет число, называемое оценкой чистого выигрыша при данном типе поведения. Затем модельное животное вычисляет эквивалентную сумму для каждого альтернативного типа поведения, имеющегося в его репертуаре. Наконец, оно выбирает и реализует поведение того типа, при котором достигается наивысший чистый выигрыш. Даже если все оценки оказываются со знаком минус, оно выбирает наилучшую форму поведения, т.е. связанную с наименьшим риском. Помните, что любое позитивное действие сопряжено с затратами энергии и времени, которые можно было бы израсходовать на другие дела. Если ничегонеделанье оказывается тем «поведением», при котором достигается наивысший выигрыш, то модельное животное будет бездельничать.

Это в высшей степени упрощенный пример, в данном случае выраженный в форме субъективного монолога, а не компьютерной модели. Предположим, что я животное, нашедшее в лесу место, где растет 8 грибов. Прикинув их питательную ценность и несколько уменьшив оценку ввиду наличия риска, хотя и очень незначительного, что они, возможно, ядовитые, я решил, что каждый гриб «стоит» +6 единиц (единицы - произвольно установленные выигрыши, как в гл. 5). Грибы такие большие, что я мог бы съесть лишь три из них. Должен ли я известить кого-то другого о своей находке? Кто может меня услышать? Мой брат В (коэффициент его родства со мной = 1/2), двоюродный брат С (коэффициент родства = 1/8) и D (он мне, в общем, не родственник, коэффициент его родства со мной выражается такой малой величиной, что ее практически можно приравнять к нулю). Если я промолчу о своей находке, то мой чистый выигрыш составит +6 за каждый из трех съеденных мной грибов, т.е. всего +18. Чтобы оценить чистый выигрыш в том случае, если я объявлю о своей находке, нужно будет произвести некоторые расчеты. Восемь грибов придется разделить поровну на четверых. Выигрыш, который я получу от двух съеденных мной самим грибов, по +6 единиц каждый, составит + 12. Но я получу также некоторый выигрыш от того, что мой родной и двоюродный братья съедят по два гриба каждый, поскольку у меня с ними есть общие гены. Мой суммарный выигрыш составит (1 x 12) + (1/2 12) + (1/8 x 12) + (0 x 12) = 19 1/2. Соответствующий чистый выигрыш при эгоистичном поведении был равен + 18. Результаты практически совпадают, но приговор ясен. Я должен подать сигнал, что найдена пища, проявленный мной альтруизм в этом случае обернется выигрышем для моих эгоистичных генов.

Я упростил ситуацию, сделав допущение, что индивидуальное животное вычисляет, какой образ действий будет оптимальным для его генов. На самом же деле генофонд пополняется генами, под действием которых тела ведут себя так, как если бы они производили подобные вычисления.

Во всяком случае эти вычисления - лишь весьма предварительное первое приближение к тому, какими они должны быть в идеале. Мы пренебрегли многими факторами, в том числе возрастом производящих эти вычисления индивидуумов. Кроме того, если я перед тем, как обнаружить грибы, плотно поел, чистый выигрыш от оповещения о моей находке будет выше, чем если бы я был голоден. В лучшем из миров возможностям прогрессивного усовершенствования вычислений нет конца. Но реальная жизнь протекает не в лучшем из миров. Мы не можем ожидать, что реальные животные, выбирая оптимальное решение, будут учитывать абсолютно все детали. Путем наблюдений и экспериментов в природных условиях нам предстоит выяснить, сколь близко на самом деле реальные животные подходят к достижению идеального анализа расходов-доходов.

Просто для того, чтобы убедить себя, что субъективные примеры не слишком сильно увели нас в сторону, вернемся ненадолго к генному языку. Живые тела - это машины, запрограммированные теми генами, которые выжили. Гены, которые выжили, сумели сделать это в условиях, которые в среднем были характерны для среды данного вида. Поэтому оценки расходов и доходов основаны на прошлом «опыте», точно так же, как у человека, принимающего решение. Однако опыт в этом случае означает опыт гена или, точнее, условий, в которых ген сумел выжить в прошлом. (Поскольку гены, кроме того, наделяют машины выживания способностью к научению, можно сказать, что некоторые оценки расходов-доходов производились также на основе индивидуального опыта.) До тех пор, пока условия изменяются не слишком сильно, эти оценки будут оставаться надежными оценками и машины выживания будут в среднем принимать верные решения. В случае коренных изменений условий машины выживания будут склонны принимать ошибочные решения и их гены будут расплачиваться за это. Именно так оно и бывает: если человек принимает решения, основанные на устаревшей информации, то эти решения обычно оказываются ошибочными.

В оценки коэффициентов родства также могут вкрасться ошибки и неточности. До сих пор в наших упрощенных расчетах мы исходили из того, что машинам выживания как бы известно, кто связан с ними родством и каков коэффициент этого родства. В реальной жизни такая твердая уверенность иногда существует, но чаще коэффициент родства можно оценить лишь как некую среднюю величину. Допустим, например, что А и В могут быть с равной вероятностью либо единоутробными, либо родными братьями. Их коэффициент родства равен либо 1/4, либо 1/2, но поскольку нам не известно, являются ли они единоутробными или родными братьями, эффективно можно использовать только среднее значение, т.е. 3/8. Если же твердо известно, что мать у них одна, но вероятность общего отца составляет всего 1 к 10, то можно на 90% быть уверенными в том, что они единоутробные братья и на 100% - что они родные братья, эффективный коэффициент родства составляет в этом случае (1/10 x 1/2) + (9/10 x 1/4) = 0,275.

Но говоря о 90%-ной уверенности, кого мы имеем в виду? Натуралиста, который обрел ее после длительных полевых исследований, или самих животных? При благоприятных обстоятельствах это почти одно и то же. Для того чтобы понять это, нам надо подумать, каким образом животные могли бы распознавать своих близких родственников.

Мы знаем, кто наши родственники, потому что нам сказали об этом, потому что у них есть имена, потому что у нас существуют формальные браки, а также соответствующие записи и просто хорошая память. Многие социальные антропологи поглощены выяснением «кровного родства» в обществах, которые они изучают. Они имеют при этом в виду не подлинное генетическое родство, а субъективные и культурные представления о родстве. В обычаях и ритуальных обрядах различных племен придается большое значение кровному родству; широко распространено поклонение предкам, во многих областях жизни доминируют чувство долга и верность семье. Кровную месть и, войны между кланами легко интерпретировать в свете генетической теории Гамильтона. Запрет на кровосмешение доказывает осознание человеком значения кровного родства, хотя генетические преимущества, которые дает этот запрет, не имеют никакого отношения к альтруизму, он, вероятно, связан с пагубными эффектами рецессивных генов, проявляющимися при родственных браках. (Почему-то многим антропологам не нравится это объяснение.)

Как дикие животные могли бы «знать», кто приходится им родственниками, или, иными словами, каким правилам они должны следовать в своем поведении, чтобы его косвенным эффектом была именно способность распознавать кровных родственников? Нужно, чтобы животные получали от своих генов какое-то простое правило действия, правило, которое не связано с полным осознанием конечной цели данного действия, но которое тем не менее работает по крайней мере при средних условиях. Нам, людям, знакомы эти правила и они столь могущественны, что если мы не слишком дальновидны, то подчиняемся правилу как таковому, даже когда прекрасно видим, что оно не сулит ни нам, ни кому-либо другому ничего хорошего. Например, некоторые правоверные евреи или мусульмане готовы лучше голодать, чем нарушить запрет на свинину. Каковы те простые практические правила, которым могли бы подчиняться животные и косвенный эффект которых при нормальных условиях направлен на благо их близких родственников?

Если бы животные были склонны к альтруизму по отношению к индивидуумам, сходным с ними физически, они могли бы косвенно приносить своим родственникам некоторую пользу. Многое зависело бы от конкретных особенностей данного вида. Такое правило в любом случае привело бы лишь к «верным» решениям в статистическом смысле. Если бы условия менялись (если, например, данный вид стал бы жить гораздо более обширными группами), это могло бы приводить к ошибочным решениям. Можно допустить, что расовые предрассудки - это иррациональное обобщение выработавшейся в процессе кин-отбора тенденции данного индивидуума идентифицировать себя с индивидуумами, физически сходными с собой, и плохо относиться к индивидуумам, имеющим иной внешний облик. Представитель вида, члены которого перемещаются мало или перемещаются небольшими группами, имеет хорошие шансы на то, что каждый случайно встретившийся ему индивидуум является его довольно близким родственником. В этом случае правило «Относись хорошо к каждому члену данного вида, которого ты встретишь», могло бы иметь положительную ценность для выживания в том смысле, что ген, предрасполагающий своих носителей подчиняться этому правилу, мог бы стать более многочисленным в генофонде. Может быть, именно по этой причине так часты сообщения об альтруистическом поведении в стадах обезьян и китов. Киты и дельфины тонут, если они не имеют возможности дышать воздухом. Неоднократно наблюдали, как детенышей китов и раненых животных, которые были не в состоянии сами подплыть к поверхности воды, поддерживали товарищи по стае, спасая их от гибели. Мы не знаем, имеются ли у китов какие-то способы распознавать своих близких родственников, но это, возможно, не имеет значения.

Быть может, полная вероятность того, что случайный член данного стада - родственник спасающих его индивидуумов, так велика, что затраты на альтруизм оправдывают себя. Между прочим, известен по крайней мере один хорошо документированный случай спасения тонущего человека диким дельфином. Можно считать, что в этом случае правило спасения тонущих членов своего стада дало осечку. Содержащееся в этом правиле «определение» члена стада, который тонет, могло бы звучать примерно следующим образом: «Нечто длинное, барахтающееся, задыхающееся у поверхности воды».

Сообщалось, что взрослые самцы павианов рискуют жизнью, защищая остальных членов стада от хищников, например от леопардов. Вполне возможно, что у каждого взрослого самца имеется в среднем довольно большое число генов, имеющихся также у других членов данного стада. Ген, который «говорит» своему носителю нечто вроде: «Тело, если ты оказалось взрослым самцом, защищай это стадо от леопардов», может стать более многочисленным в данном генофонде. Прежде чем покончить с этим часто приводимым примером, справедливости ради следует добавить, что по крайней мере один уважаемый автор сообщает совершенно иные факты. По ее данным, при появлении леопарда первыми скрываются за горизонтом именно взрослые самцы. Цыплята кормятся вместе, следуя всем выводком за матерью. Их звуковые сигналы делятся на два главных типа. Кроме громкого пронзительного писка, о котором я уже упоминал, они во время кормежки мелодично щебечут. На писк, означающий призыв о поморщи, обращенный к матери, остальные цыплята не реагируют. Однако щебетанье привлекает их внимание. Это означает, что когда один цыпленок находит пищу, к ней устремляется также и остальные цыплята: в свете рассмотренного ранее гипотетического примера щебетанье - это сообщение о наличии пищи. Как и в том случае, очевидный альтруизм цыплят можно объяснить с помощью кин-отбора. Поскольку в природе все цыплята данного выводка - родные братья и сестры, ген, детерминирующий издавание этого сигнала, будет распространяться, при условии, что потери для издающего сигнал цыпленка меньше, чем половина чистого выигрыша для остальных цыплят. Поскольку выгода распределяется между всеми членами выводка, число которых обычно больше двух, нетрудно представить себе, что это условие выполняется. Конечно, правило нарушается, если речь идет о домашних условиях или о фермах, где кур заставляют насиживать не только свои, но иногда даже индюшачьи или утиные яйца. Однако вряд ли курица или ее цыплята догадываются об этом. Их поведение формировалось в условиях, обычно преобладающих в природе, а в природе, как правило, не сталкиваешься с чужаками в своем гнезде.

Время от времени, однако, такого рода ошибки возникают в природных условиях. У видов, которые живут стадами или стаями, осиротевший детеныш или птенец может быть усыновлен чужой самкой, скорее всего той, которая потеряла собственного детеныша. Те, кто наблюдает за поведением обезьян, иногда называют такую самку «теткой». В большинстве случаев не удается обнаружить никаких признаков, указывающих на то, что она в самом деле тетка или вообще родственница: если бы наблюдатели больше знали о генах, они никогда не применяли бы так необдуманно столь серьезное слово, как «тетка». Быть может, однако, в большинстве случаев усыновление, несмотря на всю его трогательность, следует рассматривать как некий сбой в заложенном природой порядке вещей, поскольку великодушная самка, заботясь о сироте, не приносит никакой пользы собственным генам. Она попусту расходует время и энергию, которые могла бы вкладывать в жизнь своих родственников, в особенности собственных детей. По-видимому, эта ошибка возникает слишком редко, чтобы естественный отбор «снизошел» до изменения правила, сделав материнский инстинкт более избирательным. Между прочим, во многих случаях сироту никто не усыновляет и, предоставленный самому себе, он гибнет.

Есть пример ошибки, столь экстремальный, что вы, возможно, предпочтете считать его не ошибкой, а фактом, свидетельствующим против теории эгоистичного гена. Речь идет об убитых горем самках обезьян, лишившихся собственных детенышей: наблюдались случаи, когда такая мать крала детеныша у другой самки и ухаживала за ним. Я рассматриваю это как двойную ошибку, поскольку приемная мать не только попусту теряет время: она при этом снимает с самки-соперницы все тяготы, связанные с выращиванием детеныша, давая ей возможность быстрее родить другого малыша. Этот пример представляется мне очень серьезным и заслуживает исчерпывающего анализа. Необходимо выяснить, как часто возникают подобные ситуации, какова средняя степень родства между приемной матерью и детенышем и каково истинное отношение к этому родной матери - ведь в конечном счете ей выгодно, чтобы ее детеныша усыновили; а может быть, матери намеренно пытаются обмануть молодых неопытных самок, заставляя их усыновлять своих детенышей? (Высказывались также предположения, что самки, усыновляющие или крадущие чужих детенышей, извлекают из этого выгоду, приобретая ценный опыт в искусстве выращивания детенышей.)

В отличие от чаек кайры узнают свои яйца по характеру расположения на скорлупе темных пятнышек и активно выбирают их для насиживания. Это, вероятно, связано с тем, что кайры гнездятся на плоских камнях, где яйца могут раскатываться и перемешиваться с яйцами из других кладок. Но почему же, спрашивается, кайры стараются опознать свои яйца и насиживать только их? Ведь если бы каждая птица заботилась о том, чтобы насиживать чье-то яйцо, то не имело бы значения, сидит ли каждая данная самка на собственных или на чужих яйцах. Так рассуждает приверженец группового отбора. Посмотрим, к чему привело бы образование такого кружка группового насиживания. В среднем кладка кайры состоит из одного яйца. Это означает, что для успешной деятельности кружка взаимного насиживания каждый взрослый индивидуум должен был бы сидеть на одном яйце. Допустим теперь, что кто-то сжульничает и вместо того, чтобы тратить время на высиживание, использует его для откладки новых яиц. Прелесть системы состоит в том, что другие, более альтруистичные индивидуумы будут заботиться об этих яйцах вместо той, которая их отложила. Они будут честно следовать правилу: «Увидев около своего гнезда заблудившееся яйцо, подкати его к гнезду и садись на него». Таким образом, ген, детерминирующий такую систему, распространился бы в популяции и милый дружественный кружок высиживания птенцов распался бы.

Ну, а если честные птицы в ответ на это отказались бы поддаваться шантажу и твердо решили насиживать одно и только одно яйцо? Это расстроило бы планы жуликов: они увидели бы, что их собственные яйца лежат на скалах и никто их не насиживает. Это быстро образумило бы их. Увы, этого не произойдет. Ведь мы постулируем, что насиживающие птицы не отличают одни яйца от других; поэтому, если добропорядочные птицы введут эту систему в действие с тем, чтобы противостоять жульничеству, яйца, оказавшиеся беспризорными, с равной вероятностью могут оказаться как их собственными, так и яйцами жуликов. Жулики тем не менее останутся в выигрыше, потому что они отложат больше яиц и оставят больше выживших потомков. Единственный способ, с помощью которого честная чайка могла бы победить жуликов, это активно проявлять пристрастие к собственным яйцам. Иными словами, отказаться от альтруизма и блюсти собственные интересы.

Пользуясь языком Мэйнарда Смита, «стратегия» альтруистичного усыновления не является эволюционно стабильной стратегией. Она нестабильна в том смысле, что не может быть усовершенствована эгоистичной стратегией противника, состоящей в откладывании большего числа яиц, чем положено каждой особи, и последующем отказе насиживать их. Эта эгоистичная стратегия в свою очередь нестабильна, потому что нестабильна эксплуатируемая ею альтруистичная стратегия, и она исчезнет. Единственная эволюционно стабильная стратегия для кайры состоит в том, чтобы узнавать свое собственное яйцо и насиживать только его. Именно это она и делает.

Вернемся теперь к сопоставлению той «оценки» степени родства с другими членами своей группы, которую дает само животное, с оценкой, сделанной опытным полевым натуралистом. Брайан Бертрам (Brian Bertram) посвятил много лет изучению образа жизни львов в Национальном парке Серенгети. На основании имеющихся у него данных о биологии размножения львов он оценил среднюю степень родства между индивидуумами, входящими в состав прайда. Его данные сводятся к следующему. Типичный прайд состоит из семи взрослых самок - наиболее постоянных членов прайда - и двух взрослых самцов, которые бродяжничают. Примерно половина самок приносят котят в одни и те же сроки и выращивают их совместно, так что определить, кому именно принадлежит данный детеныш, затруднительно. Самка, как правило, приносит трех львят. Отцовские обязанности обычно равномерно распределяются между взрослыми самцами, входящими в прайд. Молодые самки остаются в прайде, заменяя старых, которые умирают или уходят. Молодых самцов изгоняют из прайда довольно рано. Достигнув зрелости, они бродят небольшими группами или парами, прибиваясь то к одной, то к другой стае, но, как правило, не возвращаются в родной прайд.

На основании этих и других фактов и допущений удается вычислить среднюю оценку степени родства между двумя индивидуумами из типичного львиного прайда. Бортрам считает, что она равна 0,22 для двух случайно взятых самцов и 0,15 - для таких же самок. Иными словами, степень родства между самцами данного прайда в среднем чуть меньше, чем между единокровными или единоутробными братьями, а между самками - несколько меньше, чем между двоюродными сестрами.

Разумеется, любые два индивидуума могут оказаться родными братьями, но Бертрам не располагал никакими возможностями для выявления этого, и можно смело утверждать, что львам это также неизвестно. Вместе с тем средние оценки, полученные Бертрамом, в некотором смысле доступны и самим львам. Если эти оценки действительно типичны для среднего львиного прайда, то в таком случае любой ген, предрасполагающий самцов вести себя по отношению к другим самцам так, как если бы они были почти полубратьями, должен иметь положительное значение для выживания. Любой ген, который зашел бы слишком далеко, заставляя самцов вести себя по отношению друг к другу так, как это подобает скорее родным братьям, в среднем был бы «оштрафован», точно так же, как и ген, определяющий недостаточно дружеские отношения, как, например, между троюродными братьями. Если обстоятельства жизни львов таковы, как их описывает Бертрам, и, что столь же важно, если они были такими на протяжении многих поколений, то можно ожидать, что естественный отбор благоприятствовал уровню альтруизма, соответствующему средней степени родства в типичном прайде. Именно это я имел в виду, когда говорил, что оценки родства, сделанные животным и опытным натуралистом, могут оказаться довольно близкими.

Итак, мы приходим к выводу, что «подлинное» родство, возможно, играет меньшую роль в эволюции альтруизма, чем самая точная оценка родства, на которую способны животные. Этот факт, вероятно, может послужить ключом к пониманию того, почему родительская забота о потомстве настолько чаще встречается в природе и гораздо более самоотверженна, чем забота братьев и сестер друг о друге, а также того, почему животные могут ценить себя выше, чем даже нескольких братьев. То, что я хочу сказать, сводится к следующему: помимо коэффициента родства, мы должны учитывать нечто вроде индекса «уверенности». Несмотря на то, что генетическая близость между родителями и детьми не теснее, чем между братьями и сестрами, уверенность в ней больше. Обычно человек гораздо более уверен в том, что сын или дочь - это действительно его дети, чем в том, что его брат в самом деле приходится ему братом. И еще больше он уверен в том, кем является он сам!

У многих видов мать может быть более уверена в своих потомках, чем отец. Мать откладывает видимое глазом, осязаемое яйцо или же вынашивает детеныша. У нее прекрасные шансы знать наверное носителей ее собственных генов. Бедный отец гораздо меньше застрахован от обмана. Следует ожидать поэтому, что отцы будут прилагать меньше усилий, чем матери, в заботе о потомках. В гл. 9 («Битва полов») мы увидим, что есть и другие причины ожидать этого. Точно так же бабушки с материнской стороны могут быть гораздо более уверены в своих внуках, чем бабушки со стороны отца, и можно ожидать, что они будут проявлять больше альтруизма, чем последние. Это объясняется тем, что они могут быть уверены во внуках, рожденных их дочерьми, тогда как сыновья могут оказаться рогоносцами. Деды с материнской стороны уверены в своих внуках совершенно в такой же степени, как бабушки с отцовской стороны, потому что оба они могут испытывать уверенность в отношении одного поколения и неуверенность в отношении другого. Точно так же дядья с материнской стороны должны быть более заинтересованы в благополучии племянников и племянниц, чем дядья с отцовской стороны, и в общем должны быть столь же альтруистичны, как и тетки. В самом деле в обществе, в котором супружеская неверность широко распространена, дядья с материнской стороны должны быть более альтруистичны, чем «отцы», поскольку у них больше оснований быть уверенными в своем родстве с ребенком. Они знают, что мать ребенка уж по крайней мере их единоутробная сестра. «Законный» же отец не знает ничего. Я не располагаю никакими данными по этому поводу, но я высказываю эти соображения в надежде, что такие данные могут быть у кого-то другого или же кто-то займется их поисками. В частности, интересные сведения могут нам сообщить социальные антропологи.

Тот факт, что родительский альтруизм гораздо более обычен, чем братский, представляется разумным объяснять с точки зрения «проблемы идентификации». Однако при этом не получает объяснения сама асимметрия взаимоотношений родители/дети. Родители больше заботятся о своих детях, чем дети о своих родителях, хотя генетические взаимосвязи симметричны и уверенность в степени родства одинаково велика в обоих направлениях. Одна из причин состоит в том, что родители чисто практически имеют больше возможностей помогать своим детям, поскольку они старше и обладают большим жизненным опытом. Даже если ребенок захотел бы кормить своих родителей, у него нет для этого материальных возможностей. Во взаимоотношениях родители/дети есть и другая асимметрия, отсутствующая во взаимоотношениях братья/сестры. Дети всегда моложе своих родителей. Это часто, хотя и не всегда, означает, что ожидаемая продолжительность жизни у них больше. Как я уже подчеркивал выше, ожидаемая продолжительность жизни - очень важная переменная, которую в этом лучшем из миров животные должны учитывать в своих «вычислениях», когда они «решают», стоит им или нет проявлять альтруизм. Если для данного вида средняя ожидаемая продолжительность жизни у детей выше, чем у родителей, то любой ген, детерминирующий альтруизм детей, оказывается в невыгодном положении. Он будет детерминировать альтруистичное самопожертвование, направленное на благо индивидуумов, которые ближе к смерти от старости, чем сам альтруист. В отличие от этого ген родительского альтруизма получит при этом соответствующее преимущество, постольку поскольку это касается ожидаемой продолжительности жизни.

Иногда говорят, что кин-отбор прекрасен в теории, однако реальные примеры его действия очень немногочисленны. Такое мнение может высказывать лишь тот, кто не понимает, в чем состоит смысл кин-отбора. На самом деле все примеры заботы родителей о потомстве и его защиты, а также связанные с этим органы (млечные железы, сумки кенгуру и т.п.) - это примеры действия кин-отбора в природе. Критики кин-отбора, конечно, знакомы с широко распространенной в природе заботой родителей о потомстве, но они не могут понять, что эта забота - такой же пример кин-отбора, как проявление альтруизма братья/сестры. Когда эти критики требуют привести им примеры, они имеют в виду, что это должны быть примеры, не относящиеся к заботе о потомстве, а таких примеров действительно немного. Я выдвинул ряд возможных причин этого. Я мог бы привести множество примеров альтруизма братья/сестры. Но я не хочу этого делать, так как это подкрепило бы ошибочное представление (которое, как мы видели, поддерживает Уилсон), что кин-отбор касается именно взаимоотношений иного типа, нежели взаимоотношения родители/дети.

Причины возникновения этой ошибки в значительной степени исторические. Эволюционное преимущество, которое дает забота о потомстве, столь очевидно, что нам не надо было дожидаться, пока Гамильтон укажет нам на него. Это было понятно со времен Дарвина. Когда Гамильтон продемонстрировал генетическую равноценность других взаимоотношений и их эволюционное значение, он, естественно, делал упор на эти другие взаимоотношения. В частности, он приводил в качестве примеров таких общественных насекомых, как муравьи и пчелы, у которых особенно важную роль играют отношения сестра/сестра, как мы это увидим в одной из последующих глав. Я даже слышал от некоторых людей, что, как им казалось, теория Гамильтона относится только к общественным насекомым.

Если кто-то не хочет соглашаться с тем, что забота о потомстве представляет собой пример кин-отбора в действии, то на него ложится бремя создания такой общей теории естественного отбора, которая предсказывала бы родительский альтруизм, но при этом не предсказывала бы альтруизм между родственниками по боковой линии. Я думаю, что это ему не удастся.

С развитием естественных наук, которое произошло в начале 20 века, удалось выявить принципы наследственности. В этот же период возникли новые термины, описывающие, что такое гены и геном человека. Геном называют единицу наследственной информации, отвечающую за формирование в организме носителя какого-либо свойства. В живой природе именно передача этой информации является основой всего процесса размножения. Этот термин, как и само определение, что такое гены, впервые был использован ботаником Вильгельмом Йогансеном в 1909 году.

Структура гена

На сегодняшний день установлено, что гены - это отдельные участки ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислоты. Каждый ген отвечает за передачу в организме человека данных о строении РНК (рибонуклеиновой кислоты) или белка. Как правило, в составе гена присутствует несколько участков ДНК. Структуры, которые берут на себя передачу наследственной информации, называют кодирующими последовательностями. Но при этом в ДНК есть и такие структуры, которые влияют на проявление гена. Данные участки называются регуляторными. То есть гены включают кодирующие и регуляторные последовательности, которые в ДНК расположены отдельно друг от друга.

Геном человека

В 1920 году Ганс Винклер ввел такое понятие, как геном. Сначала этот термин использовался для обозначения набора генов непарного одинарного набора хромосом, который присущ биологическому виду. Было такое мнение, что геном целиком восполняет все свойства организма определенного вида. Но в дальнейшем значение этого термина немного изменилось, так как проведенные исследования показали, что такое определение не совсем соответствует истине.

Генетическая информация

Было установлено, что такое гены и то, что в ДНК многих организмов присутствуют не кодирующие ничего последовательности. К тому же часть генетической информации содержится в ДНК, которые расположены вне ядра клетки. Часть генов, отвечающих за кодирование одного и того же признака, может существенно различаться по своей структуре. То есть геномом называют собирательный набор генов, которые содержатся в хромосомах и за их пределами. Он характеризует свойства определенной популяции особей, но при этом генетический набор каждого отдельного организма имеет существенные отличия от его генома.

Что является основой наследственности

В попытках определить, что такое гены, было проведено множество самых различных исследований. Поэтому нельзя однозначно ответить на этот вопрос. Если верить биологическому определению этого термина, то ген - это последовательность ДНК, содержащая информацию об определенном белке. И до недавних пор такого объяснения этого термина было вполне достаточно. Но сейчас установлено, что последовательность, в которой закодирован белок, не всегда является непрерывной. Она может прерываться вкрапленными в нее участками, не несущими никакой информации.

Идентификация гена

Можно идентифицировать ген по группе мутаций, каждая из которых предупреждает создание соответствующего белка. Тем не менее данное утверждение может считаться правильным и касаемо прерывистых генов. Свойства их кластеров в данном случае оказываются гораздо сложнее. Но это утверждение довольно спорное, так как многие гены с прерывистой цепочкой обнаружены в таких ситуациях, когда невозможно провести тщательный генетический анализ. Считалось, что геном довольно постоянен, и какие-либо изменения в его общей структуре происходят лишь в крайних случаях. А конкретно лишь в растянутой эволюционно-временной шкале. Но такое суждение противоречит недавно полученным данным, доказывающим, что в ДНК периодически происходят определенные перестройки, и что есть относительно изменчивые компоненты генома.

Свойства генов, выявленные в работе Менделя

В работе Менделя, а именно в его первом и втором законах, точно сформулировано, что такое гены и каковы их свойства. В первом законе рассматриваются особенности индивидуального гена. В организме присутствуют две копии каждого гена, то есть если говорить языком современности, он диплоиден. Одна из двух копий гена попадает к потомку от родителя через гаметы, то есть передается по наследству. Гаметы, объединяясь, образуют оплодотворенное яйцо (зиготу), которая несет по одной копии от каждого родителя. Следовательно, организм получает одну материнскую копию гена и одну отцовскую.

Двуликий ген старения

Как известно, старение человека объясняется не только накоплением неполадок в организме, но и работой определенных генов, несущих информацию о старении. Сразу возникает вопрос о том, почему в процессе эволюции этот ген сохранился. Зачем он нужен в организме и какую роль играет? Исследования на эту тему были основаны на выведении вида мышей без характерного белка p66Shc. Особи, у которых отсутствовал данный белок, не были склонны к накоплению жировой прослойки, медленнее старели, меньше страдали сдвигами метаболизма, сердечно-сосудистыми заболеваниями и диабетом. Выходит, этот белок является геном, ускоряющим процессы старения. Но такие результаты дали только лабораторные исследования. Потом животные были перенесены в естественные условия обитания, и в результате популяция мутантных особей стала снижаться. По этой причине было принято решение о дальнейшем исследовании, и как итог был подтвержден факт, что «ген старения» имеет большое значение в процессах адаптации организма и отвечает за естественный энергетический обмен в организме животных.

Ричард Докинз - биолог-эволюционист и его «Эгоистичный ген»

Книга, которую написал Ричард Докинз («Эгоистичный ген»), является наиболее популярной книгой по эволюции. В книге задается не совсем типичный угол обзора, показывается, что эволюция, а точнее естественный отбор, происходит в первую очередь на уровне генов. Конечно, сегодня этот факт уже не вызывает сомнения, но в 1976 году такое заявление было весьма новаторским. Мы созданы нашими генами. Все живые существа необходимы для того, чтобы сохранить гены. Мир эгоистичного гена - это мир безжалостной эксплуатации, жесткой конкуренции и обмана.

Термином «ген» обозначают единицу наследственной информации, которая отвечает за формирование у организма-носителя какого либо свойства. Передача лежит в основе всего процесса размножения в . Данный термин впервые был употреблен ботаником Вильгельмом Йогансеном в 1909 году.

Сегодня известно, что генами являются определенные участки ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Каждый ген отвечает за передачу информации о строении какого-либо белка или рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая, кроме всего прочего, участвует в процессе клеточного синтеза.

Обычно в состав гена входит не один участок ДНК. Структуры, непосредственно отвечающие за передачу наследственной информации, кодирующими последовательностями. Однако в ДНК существуют структуры, влияющие на проявление гена. Такие фрагменты называются регуляторными. Иными словами, гены состоят из кодирующих и регуляторных последовательностей, которые в ДНК располагаются отдельно.

Термин «геном» в 1920 году ввел в употребление Ганс Винклер. Изначально им обозначался набор генов непарного набора хромосом, присущего биологическому виду. Считалось, что геном полностью покрывает все свойства отдельного вида. Однако дальнейшие исследования показали, что это не совсем верно, поэтому термина несколько изменилось.

Было выявлено, что в ДНК большинства организмов присутствует множество « », не кодирующих ничего последовательностей. Кроме того, часть генетической информации содержится в ДНК, расположенных вне ядра клетки (вне хромосом). А также часть генов, кодирующих один и тот же признак, могут отличаться по структуре. Таким образом, под термином «геном» понимают некий собирательный набор генов, содержащихся как в хромосомах, так и вне их. Он свойства некоторой популяции особей, однако генетический набор конкретного организма может весьма существенно отличаться от его генома.

Источники:

• ген геном

Тела всех живых существ состоят из белковых структур, которые выполняют множество функций. Например, мышцы, позволяющие передвигаться нашим телам, строятся из белков, образующихся при участии РНК в результате биосинтеза. И как утверждают ученые, именно из РНК полимеров начиналась жизнь на нашей планете.

Рибонуклеиновая кислота – это , который состоит из нуклеозидфосфатных элементов, объединенных между собой фосфодиэфирными связями. Макромолекулярная структура РНК в основном имеет вид однониточной цепи, которые в свою очередь могут образовывать двуспиральные участки. Эта кислота играет важнейшую роль в процессе жизнедеятельности всех организмов, участвуя и образовании генетического материала. По телевидению и в прочих СМИ часто говорят о ДНК и связанных с ней открытиях, но при этом редко упоминают о рибонуклеиновой кислоте. А между прочим, интересным фактом является то, что на существуют организмы, которые не несут в себе ДНК код, а содержат только РНК . И, по мнению некоторых ученых, первые организмы образовались именно из этой структуры. При этом важно отметить, что различные типы РНК в клетках бактерий, растений и животных разные роли. Образование РНК происходит внутри клеток, а точнее, внутри клеточного ядра. Под воздействием полимераз ферментов, которые катализируют образование нуклеиновых кислот, на матрице дезоксирибонуклеиновых кислот происходит процесс биосинтеза Рибонуклеиновых кислот. У же этот процесс происходит на РНК -зависимых РНК -полимеразах.Типы РНК Информационная РНК – этот тип рибонуклеиновых кислот, имеет самую большую длину цепи, среди остальных. И-РНК играет роль переносчика наследственной информации в цитоплазму клетки из ее ядра.Транспортная РНК – участвует в процессе синтеза и занимается доставкой аминокислот к рибосомам. Этот тип РНК , как и предыдущий, располагается в ядре и клетки и имеет самую меньшую длину – 75 нуклеотидов. Но, не смотря на малую длину цепочки, т-РНК имеет самую сложную структуру.Рибосомальная РНК – этот тип содержится в ядрышках и рибосомах клеток. Основной функцией этого типа РНК , является трансляция, катализ и образование связей между аминокислотами и т-РНК .

Видео по теме

Источники:

• Рибонуклеиновые кислоты в 2019

Хромосомы (от греч. chroma – цвет и soma – тело) – ядерные структуры эукариотических клеток, в которых сосредоточена большая часть наследственной информации. Их функция состоит в ее хранении, реализации и передаче.

Прокариоты и эукариоты

Все живые организмы делятся на прокариот . Первые – это организмы, не имеющие оформленного ядра и других мембранных органоидов. Они называются также «доядерными». Клетки содержат ядра. К ним относятся , и протисты.

В клетках эукариот ядро – это структура, представляющая собой центр управления клетки и хранилище информации о ней. Более 90% клеточной ДНК сосредоточено в ядре.

В молекулах ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) записана наследственная информация о клетке.

Откуда берутся хромосомы

В содержимом ядра – кариоплазме – располагаются ядрышки и хроматин. Хроматин представляет собой связанную с белками ДНК. Перед делением клетки ДНК скручивается и образует хромосомы, а ядерные белки-гистоны идут на правильную укладку ДНК.

При укладке ДНК занимаемый ею объем уменьшается во много раз. Каждая хромосома образована только одной молекулой ДНК.

Что такое хромосомный набор

Хромосомный набор клетки называется кариотипом. Он для каждого вида живых существ. Даже если число хромосом совпадает (так, у шимпанзе и картофеля в клетках по 48 хромосом), их форма и строение все равно будут различны.

Соматические клетки, составляющие ткани многоклеточного организма, содержат диплоидный, т.е. двойной набор хромосом. Половина хромосом досталась каждой клетке от материнской яйцеклетки, и половина – от отцовского сперматозоида. Все парные хромосомы, за исключением половых, абсолютно идентичны друг другу и называются гомологичными.

В клетках человеческого тела 23 пары хромосом.

В случае гаплоидного набора каждая хромосома представлена в единственном числе. Такой набор характерен для половых клеток – . Так, яйцеклетки женщины и сперматозоиды мужчины содержат по 23 хромосомы, тогда как соматические клетки – 46.

Редупликация ДНК

При подготовке к делению клетки каждая хромосома удваивается. Это происходит за счет (репликации) ДНК. Путем разрыва комплементарных азотистых оснований – аденина-тимина и гуанина-цитозина – фрагмент молекулы «материнской» ДНК расплетается на две нити. Затем при помощи фермента ДНК-полимеразы к каждому нуклеотиду разошедшихся нитей подстраивается комплементарный ему нуклеотид. Так образуются две новые молекулы ДНК, состоящие из одной цепочки «материнской» ДНК и одной вновь синтезированной «дочерней» цепочки. Они полностью идентичны.

Видео по теме

В генотип входит множество разнообразных генов, действующих как единое целое и отвечающих за определенные признаки. Диплоидные организмы отличаются от гаплоидных двумя генами, отвечающими за каждый признак – эти гены называются аллельными. Что же представляют собой аллельные гены и как они взаимодействуют между собой?

Аллель: определение и понятие

Аллелем называют одну из форм гена, которая определяет один из многих вариантов развития того или иного признака. Обычно аллели делятся на доминантный и – первый полностью соответствует здоровому гену, тогда включает в себя различные мутации своего гена, приводя к «неисправности» в его работе. Также встречается и множественный аллелизм, при котором генетики выделяют более чем два аллеля.

При множественном аллелизме диплоидные организмы обладают двумя аллелями, унаследованными от родителей в разных сочетаниях.

Организм с одинаковыми аллельными генами считается гомозиготным, а организм с разными аллелями – гетерозиготным. Гетерозигота отличается проявлением доминантного признака в фенотипе и скрывании . При полном доминировании гетерозиготный организм обладает доминантным фенотипом, тогда как при неполном доминировании его является промежуточным между рецессивным и доминантным аллелем. Благодаря паре гомологичных аллелей, попадающих в половую клетку организма, виды живых существ являются изменчивыми и способными к эволюции.

Взаимодействие аллельных генов

Существует лишь одна возможность взаимодействия данных генов – при абсолютном доминировании одного аллеля над вторым, остающимся в рецессивном состоянии. Основы генетики насчитывают не более двух типов взаимодействия аллельных генов – аллельное и неаллельное. Поскольку аллельные гены каждого живого организма всегда присутствуют в паре, их взаимодействие может происходить способом кодоминирования, сверхдоминирования, а также полного и неполного доминирования.

На проявление фенотипических признаков способна лишь одна пара аллельных генов – пока одни отдыхают, другие работают.

Взаимодействие аллелей при полном доминировании происходит только тогда, когда доминантный ген полностью перекрывает рецессивный. Взаимодействие при неполном доминировании осуществляется при неполном подавлении рецессивного гена, частично участвующего в формировании признаков .

Кодоминирование происходит при отдельном проявлении свойств аллельных генов, тогда как сверхдоминирование представляет собой возрастание качества фенотипических признаков доминантного гена, находящегося в связке с геном рецессивным. Таким образом, два доминантных гена, находящихся в одной аллели, будут проявляться хуже, чем доминантный ген, дополненный рецессивным.

Видео по теме

Пристрастие к алкоголю – больная тема для каждой третьей семьи в России. Несмотря на запрет продажи алкоголя лицам младше 18 лет, возрастная категория алкоголиков с каждым годом «молодеет». Передается ли алкоголизм по наследству и существует ли ген алкоголизма? Попробуем разобраться.

Что такое алкоголизм?

Алкоголизм – болезненная зависимость человека от напитков, содержащих этанол (этиловый спирт). При алкоголизме теряются вкусовые качества, человек не ощущает грань выпитого, а доз для достижения удовлетворения требуется все больше и больше.

Понятие «хронический алкоголизм» впервые вывел шведский врач М. Гусс в 1849 г., наблюдая группу больных с совокупностью патологий на фоне чрезмерного употребления спиртного. Позже учеными разных стран было доказано, что в неизменном виде через мочевыделительную систему выводится только 1-10% принятого алкоголя, остальной процент проходит стадии расщепления и имеет свойство накапливаться в организме человека, постепенно разрушая мозговые клетки и клетки печени.

Гены, связанные с алкоголем

После принятия алкоголя происходит четырехфазовое окисление этанола в печени. На третьей фазе этанол переходит в ацетальдегид, а затем на четвертой фазе в безопасную уксусную кислоту. Ученые выявили ген, отвечающий за это превращение – ALDH2 . У людей, не имеющих данный ген в своем наборе ДНК, высок процент развития болезни Альцгеймера – расстройства памяти.

В мае 2015 ученые института Скриппса в Ла-Хойе (США) обнаружили ген GIRK3 , участвующий в синтезе белка в организме. Эксперименты на мышах показали, что отсутствие или повреждение данного гена в организме мышей заставляло животных напиваться до критического состояния, а копирование гена, наоборот, приводило к тому, что грызуны теряли интерес к спиртному.

Психологический фактор

Несмотря на все заверения генетиков о существовании и передаче гена алкоголизма по наследству, есть варианты, когда в семье хронических алкоголиков ребенок по мере взросления за всю жизнь ни разу не притронулся к спиртному. Речь идет о так называемом «обратном эффекте», когда картина беспробудного пьянства родителей оказала сильнейшее психологическое воздействие, и отвращение к алкоголю возникло на подсознательном уровне.

Однако ученые опровергают психологический фактор и утверждают, что ребенку попросту могли передастся «хорошие» гены прабабушек. Остается лишь верить, что дальнейшие научные исследования помогут решить проблему запойного пьянства раз и навсегда.

Мышечная дистрофия Дюшена (МДД) вызывается нарушением генов (единиц наследственности, которые передаются детям от родителей). Эта болезнь встречается только у мальчиков, носителем гена всегда является женщина.

Причины появления мышечной дистрофии Дюшена

Мышечная дистрофия Дюшена характеризуется недостатком в организме белка дистрофина, она вызывает ухудшение состояния мышц и их разрушение, приводит к прогрессирующему затруднению общей подвижности, ходьбы. Передается ген мышечной дистрофии Дюшена следующим образом. Этот дефектный ген является Х-сцепленным, он находится на Х- . У есть две Х- , а у – одна Х- , которая передается от матери, и одна Y-хромосома, от отца. Примерно в двух третьих случаев неправильный ген передается мальчику через дефектную Х-хромосому матери.

Мышечная дистрофия Дюшена является наиболее быстро прогрессирующим детским нейромышечным заболеванием. В мире им страдает каждый 3000-ый мальчик.

В данном случае мать считается «носителем». У нее не проявляются симптомы болезни, поскольку этот ген - рецессивный, а вторая нормальная Х-хромосома - доминантная, поэтому в ее организме будет производиться дистрофин в нормальном количестве. У очень небольшого числа носителей присутствует умеренная степень мышечной слабости в плечах и бедрах. Такие женщины являются «проявляющимися носителями». Примерно в одной трети случаев появления мышечной дистрофии Дюшена генетическое нарушение присутствует только у , в этом случае оно называется «спонтанная ».

Какова вероятность наследования дефектного гена

Каждый , рожденный от женщины-носителя, имеет 50%-ную вероятность унаследовать мышечную дистрофию Дюшена от дефектной Х-хромосомы матери. Аналогично, каждая девочка, рожденная от такой женщины, имеет 50%-ную вероятность стать носителем гена этого заболевания. Поэтому, сразу после установки диагноза МДД, нужно проконсультироваться у врача-генетика по вопросам наследственности. Всем членам семьи, которые возможно могут быть носителями, требуется пройти тестирование. Во время консультации врач даст информацию о последовательности наследственности, расскажет о возможных последствиях болезни и для других членов семьи.

Нарушение генов могло появиться в предыдущем поколении.

В настоящее время мышечная дистрофия Дюшена не , однако исследования в этой области продолжаются по всему миру. В частности, ведется разработки по производству синтетического гена, который можно внедрять в организм. Существует методика по трансплантации миобласта, когда донорские клетки вводятся в поврежденную мышцу. Предполагается, что они создадут несколько нормальных волокон, которые будут производить ген дистрофина. Но этот метод лечения пока не доказал свою эффективность.

Среди болезней человека выделяется особая группа наследственных заболеваний, появление которых зависит от генетических факторов. Возникновение этих недугов зависит от соединения генов, которые каждый человек получает поровну – от отца и от матери, причем некоторые заболевания передаются вне зависимости от половой принадлежности человека, тогда как другие зависят от пола.

Кроме информации о поле будущего , также содержат в себе данные о некоторых заболеваниях человека. Рецессивные гены, сцепленные с Х-хромосомой, проявятся только в том случае, если патологический ген будет содержаться и в материнской, и в отцовской Х-хромосомах , или тогда, когда получит У-хромосому от отца и патологически измененную Х-хромосому от матери. Ее просто не будут блокироваться второй хромосомой (в У-хромосоме таких генов просто нет), поэтому все сыновья скрытых носителей будут болеть таким заболеванием, рецессивно сцепленным с Х-хромосомой.Именно таким заболеванием является гемофилия, гены которой находятся именно в Х-хромосоме. Поэтому в 90% случаев подобным заболеванием , в крови которых нет особых белков, определяющих процессы свертывания крови. Само заболевание проявляется обильными и продолжительными кровотечениями и кровоизлияниями, которые возникают при малейшей , а в некоторых случаях даже без внешних дополнительных воздействий. Кровотечение может продолжаться часами и даже днями, причем массивная кровопотеря приводит к нарушениями деятельности всех органов и систем организма пациента, а постоянно увеличивающаяся в объеме гематома приводит к механическому сдавлению тканей.Единственным способом лечения гемофилии становится постоянное введение в организм особых препаратов, полученных из крови здоровых людей – антигемофильной плазмы и криопреципитата. Такую терапию пациенты должны получать в течение всей жизни, иначе очередное возникшее кровотечение может стать смертельным.

Что такое первичная структура белка

Первичная структура белка – последовательность аминокислот, соединенных пептидными связями, – определяет все многообразие функций этих макромолекул. Информация о первичной структуре заключена в последовательности нуклеотидов.

Что называется геном и сколько их в одной хромосоме

Участок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка, – это ген. В одной хромосоме могут располагаться сотни генов. Сами хромосомы представляют собой нити хроматина, накрученные на особые белки, как нитки на катушку (комплекс белков с хроматином). Впрочем, в период между делениями клетки, когда функционируют гены, нити хроматина раскручены (деспирализованы).

Как аминокислоты закодированы в ДНК

Белки – это крупные полимерные молекулы. Их мономерами являются аминокислоты. Каждой аминокислоте в молекуле ДНК соответствует последовательность из трех нуклеотидов – триплет.

Всего в состав белков входят около 20 аминокислот. Каждой из них соответствуют свои триплетные сочетания нуклеотидов ДНК, причем одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов. Считается, что такая генетического кода повышает надежность хранения и передачи наследственной информации.

Азотистые основания – «кирпичики» триплетов

В молекуле ДНК присутствуют четыре азотистых основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Из них и составляются триплеты. Общее число (кодонов) составляет 4^3=64. Таким образом, можно было бы закодировать 64 аминокислоты, но нужно только 20. Потому-то некоторые разные сочетания и соответствуют одной и той же аминокислоте. К примеру, кодирующие триплеты аминокислоты – это ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА и ГЦГ. Случайная ошибка в третьем нуклеотиде никак не повлияет на структуру белка.

Какие триплеты являются «знаками препинания»

Одна молекула ДНК включает в себя множество генов. Чтобы их как-то разделить, существуют триплеты, сигнализирующие о начале и конце того или иного гена – «знаки ». Этими кодонами являются УАА, УАГ, УГА. Когда в процессе трансляции они появляются на рибосоме, синтез белка заканчивается.

Важные свойства генетического кода

Генетический код специфичен: это означает, что триплет всегда кодирует одну-единственную аминокислоту, и никакую другую. Кроме того, код универсален для всего живого, будь то бактерия или человек.

Именно благодаря генам любой живой организм на нашей планете наследует признаки родителей, таким образом продолжая единообразие своего вида. Генная информация передается нам от отца и матери в виде молекул ДНК, которые и содержат гены - отдельные свойства и характеристики будущего организма. Из нашей статьи вы узнаете о том, что такое ген, каковы его свойства и зачем он нужен природе.

Ген: определение и предназначение

Ген определяется как структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Гены - это залог нашей "похожести" на своих родителей. В каждом гене находится образец одной молекулы белка и одной молекулы РНК (рибонуклеиновая кислота - часть общего кода ДНК). Этот образец и передает план развития клеток во всех системах будущего организма. Любой ген призван кодировать информацию. Давайте подробнее остановимся на особенностях строения этой частицы.

Строение гена и его особенности

На каждом из генов имеются участки молекул, которые отвечают за ту или иную часть кода. Различные их вариации и дают организму программу для кодирования и чтения своих свойств. В данном случае уместно привести аналогию с компьютерным процессором, в котором все задачи выполняются на уровне образования и преобразования кода.

Кроме того, установлено, что один ген состоит из множества пар нуклеотидов. В зависимости от задачи и сложности передаваемой информации количество пар варьируется и может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч.

Свойства генов и их значение

• Дискретность. Само слово обозначает нечто, что имеет прерывающуюся структуру строения. В отношении генов дискретность понимают как свойство, позволяющее молекуле разделять информацию, не спутывая ее с информацией другой молекулы. Каждая группа пар нуклеотидов отделена от другой подобной группы. Это дает нам четкое и однозначное наследование тех или иных признаков.
• Стабильность. Это свойство позволяет гену сохранять свою структуру. Таким образом, один и тот же ген передается от поколения к поколению, копируя себя при зарождении нового организма. Данное свойство позволяет сохранить принцип видовой подобности.
• Лабильность. В противовес предыдущему свойству работает лабильность гена - способность к мутации. Данное свойство обусловлено законами эволюции и естественного отбора. Каждый организм по мере своей жизни получает определенный опыт обитания в сложившихся в природе условиях. Эта информация также попадает в гены, которые включают ее в свою структуру, приспосабливая, таким образом, весь будущий род.
• Множественный аллелизм. Данное свойство дает внутривидовое разнообразие. Так, благодаря группам генов с разными наборами характеристик, кролик имеет разную окраску (белый, гималайский, альбинос). Разные группы крови человека также вызваны множественным аллелизмом. По большому счету, это свойство позволяет расширить палитру инструментов приспособляемости вида.
• Специфичность. Известно, что количество генов в одной молекуле ДНК огромно. Это связано с тем, что каждый из генов кодирует свой определенный признак будущего организма. В этом, собственно, и выражается свойство специфичности. Один ген - один признак.
• Плейотропия. Данное свойство отвечает за перенос мутации в одном гене на другие. Причем мутация влияет не только на сами гены, но и на те признаки, которые могут кодироваться. К примеру, окрас оперенья птицы может быть подвержен мутации со стороны строения клеток крыла. Таким образом, гены строения клеток влияют и на результаты получившегося цвета крыльев.
• Экспрессивность. Это свойство отражает степень выраженности того или иного гена в одном признаке. Оно необходимо для гибкости в передаче наследственной информации.
• Пенетрантность отражает показатель того, насколько часто признак встречается в фенотипе (стадии развития в пределах одного организма).
• Амплификация. Отвечает за степень увеличения количества копий одного гена. Как правило, это свойство проявляется в ответ на селекционные действия человека (при создании новых видов). В природе амплификация встречается редко.

Вопрос о том, что такое гены, очень интересен. С одной стороны, все знают, что передаётся от родителей к ребёнку, но вот сам механизм хранения этой информации большинству людей неясен. Генетические признаки есть у всех живых существ, и они определяют все изначальные данные об организме: его внешний вид, принадлежность к определённому виду, особенности строения и прочее.

Многие помнят из школьного курса биологии, что эта информация хранится в ДНК - одной из основных Именно цепочка дезоксирибонуклеиновой кислоты определяет индивидуальность человека или животного с точки зрения физиологии. Но как соотносятся понятия «ДНК» и «ген»? Давайте разберёмся в этих терминах.

Что такое гены и ДНК ?

В структуре выделяются отдельные участки, которые отвечают за наличие определённой информации у своего владельца. Именно эти части цепочки являются генами. Они содержат сведения о белке, а белок - это органический строительный материал. Все компоненты содержащиеся в каждой клетке тела, составляют геном живого существа. Одна часть этой информации передаётся от отца, другая - наследуется от матери.

Благодаря возможности расшифровки генетической информации, сегодня можно с большой точностью устанавливать родство, например отцовство. На самом деле вопрос о том, что такое гены, достаточно сложен, чтобы ответить на него в двух словах. Но на языке метафор можно несколько упростить эти сведения. Представим цепочку ДНК в виде книги о конкретном живом существе, тогда гены будут отдельными словами на страницах этого издания. Каждое из слов состоит всего из 4 букв, но из них можно сложить неограниченное количество фраз. То есть, ген представляет собой чередование четырёх химических соединений. Эти нуклеиновые основания называются аденин, цитозин, гуанин и тимин. Незначительная метаморфоза в при смене одного химического соединения на другое, приводит к изменению смысла «фразы» в целом. А как мы помним, каждый ген отвечает за строение белка. Иная информация в нём - другая структура белка - новые особенности организма. Но такие чередования возможны только при передаче наследственной информации, поэтому братья и сестры одних и тех же родителей отличаются друг от друга, даже если они Зато информация, заложенная в нашем геноме, неизменна с рождения до смерти.

Ген старения

Продолжительность жизни и механизм возрастных перемен, происходящих с человеком, зависят от генетической информации. Участок кода, который отвечал бы конкретно за старение, не найден, но учёные утверждают, что вряд ли такие данные хранятся в ДНК в единственном месте. Старение - это комплексный процесс, который касается всех систем организма, поэтому «светилам науки» ещё предстоят долгие поиски в этом направлении.

Интересная, но достаточно провокационная точка зрения о наследственности была изложена в книге, опубликованной в 1976 году. Её написал английский этолог К.Р.Докинз. «Эгоистичный ген» - это научный труд, в котором выдвигается теория о том, что заключается в стремлении увеличить приспособляемость вида. Отбор происходит на генетическом уровне, а не на уровне популяций и конкретных особей. Вообще, исчерпывающего ответа на вопрос: «Что такое гены?», пока однозначно нет. Скорее всего, представления об этих участках ДНК с развитием науки будут пополняться новыми данными и серьёзно видоизменяться.