Жизненный ландшафт

Жизненный ландшафт

Конечно, это банальность, но мы часто представляем себе жизнь как путешествие по дороге с множеством развилок и поворотов. Просто задумайтесь, где вы находитесь сегодня и как туда попали. Знали ли вы десять лет назад, что окажетесь в этом месте? Хотя некоторые вещи в жизни неизменны (смерть и налоги), а некоторые весьма вероятны, многие события в ней непредсказуемы. А некоторые надолго оставляют след.

Процесс развития человека от простого многоклеточного шарика до животного, состоящего из триллионов клеток, проходит под управлением инструкций, сформированных естественным отбором в ходе эволюции и записанных в наших генах. Однако геном — не чертеж готового организма, а скорее сценарий, который может меняться в зависимости от сопутствующих событий. И это не только события вне матки, но и события, происходящие внутри разворачивающейся последовательности строительных операций; именно поэтому однояйцевые близнецы получаются разными, несмотря на одинаковый набор генов. Начинают они, возможно, с одного и того же генома, но случайные события в ходе строительства тела направляют их на разные пути. Поэтому чем старше становятся однояйцевые близнецы, тем большие различия фиксируются у них в процессе метилирования генов. Даже клонированные дрозофилы, выращенные в одной пробирке, имеют в мозгу различия, хотя и должны вроде бы быть абсолютно идентичными. Если представить себе сложность нейронных сетей и массу синапсов с гуголами связей, представляется очевидным, что никакие два мозга ни при каких обстоятельствах не могут быть совершенно одинаковыми.

Несмотря на уникальность каждого мозга, неизбежно возникающую в процессе развития, детеныши всегда больше похожи на своих родителей, чем на представителей другого вида. Значит, большая часть генетической информации должна сохраняться, но оставаться при этом достаточно гибкой, чтобы допускать индивидуальные вариации, обусловленные происходящим в ходе развития. Один из способов наглядно представить себе одновременно влияние генов и среды — подумать о жизненном путешествии в эпигенетическом ландшафте.

В 1940 г. блестящий британский энциклопедист Конрад Уоддингтон использовал метафору шарика, катящегося по долине, испещренной каналами различной глубины. На представленной далее диаграмме показаны пути развития двух индивидов (A и B), начинавших с одного и того же стартового генотипа, как в случае однояйцевых близнецов. Таким образом, эти два человека наследуют равную вероятность развития определенного фенотипа — проявления этих генов в характеристиках, которые появляются у человека в течение жизни. Однако на самом деле фенотипический результат у них может получиться разный, в зависимости от случайных событий и воздействия среды, особенно в критических точках. На каждой развилке дело может обернуться по-разному, а продолжится ли развитие, зависит от глубины долины. Некоторые каньоны, или каналы, очень глубоки, и у шарика нет иных вариантов, чем следовать по предписанной траектории; потребуются серьезные потрясения, чтобы направить его на другой путь. Это генетические характеристики, которые почти не дают вариантов в пределах вида. Другие каналы мельче, и, чтобы изменить путь шарика, достаточно небольшого возмущения. Это те аспекты развития, в которых, может быть, и есть генетический компонент, но их результат может легко измениться под действием внешних событий.

Метафора каналов Уоддингтона помогает понять, что развитие — вероятностный, а не детерминистский процесс. Большинство из нас имеет по две руки и две ноги, но это не единственный вариант. Иногда какое-нибудь драматическое событие, случившееся во время развития зародыша, приводит к появлению на свет ребенка с неполным набором конечностей (именно так происходило в 1960-х, когда беременным женщинам от утренней тошноты прописывали препарат талидомид). Другие индивидуальные различия гораздо более подвержены влиянию случайных жизненных событий, способных направить нас по иному пути. Это может происходить на любом уровне, от случайной встречи с вирусом в детстве до жизни в семье, где царит насилие.

Развернуть и полностью расшифровать сложный узор человеческого развития — устрашающая задача, и маловероятно, что ученые когда-либо смогут сделать это хотя бы для одного человека, поскольку взаимодействие биологии и среды не точно определенный, а вероятностный процесс. Попросту говоря, расклад может быть слишком уж разным. Гораздо важнее, что, как говорится, «бывают в жизни огорчения». Это достаточно лаконичный и по-научному точный способ сказать, что случайные события в период развития могут изменить результат развития непредсказуемым образом.