Studiowanie biografii i patografii geniuszy wszystkich czasów i narodów prowadzi do nieubłaganego wniosku: rodzą się geniusze.
(/Władimir Efroimson/)
Od dawna ludzie są zaskoczeni, jak duże jest podobieństwo między dzieckiem a jednym z jego rodziców, nie tylko zewnętrznie, ale także pod względem zachowania, mimiki, gestów i cech charakteru. Naprawdę niesamowite, czasem na poziomie najbardziej nieistotnych znaków, podobieństwo do rodziców zauważa się nawet u noworodków. A w niektórych rodzinach, niestety, zdarzają się mniej lub bardziej regularne nawroty chorób psychicznych. Próby zrozumienia natury przekazywania cech w drodze dziedziczenia z rodziców na dzieci podejmowano już w starożytności. Refleksje na ten temat można znaleźć w pismach Hipokratesa, Arystotelesa i innych myślicieli. Teraz tymi kwestiami zajmuje się nauka taka jak genetyka i nie możemy obejść się bez znajomości jej podstaw w przyszłości. Genetyka to jedna z najbardziej fascynujących i jednocześnie złożonych dyscyplin współczesnych nauk przyrodniczych, badająca podstawowe właściwości organizmów, a mianowicie dziedziczność i zmienność. Od tysięcy lat ludzie stosują metody genetyczne w celu udoskonalania i rozwijania nowych ras zwierząt domowych oraz hodują rośliny w celu zwiększenia ich produktywności, nie mając pojęcia o mechanizmach leżących u podstaw tych metod. Badania archeologiczne sugerują, że już 6000 lat temu ludzie wiedzieli, że cechy fizyczne mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie. Ale pierwszy, prawdziwie naukowy krok w badaniu dziedziczności wykonał mnich Gregor Mendel. W swojej pracy prowadzonej w latach 1856–1863 odkrył podstawowe prawa dziedziczności, które położyły podwaliny pod współczesną genetykę.
Mendel skrzyżował odmiany jadalnego groszku z czerwonymi i białymi kwiatami. Pojęcie „genu” według Mendla można rozpatrywać jako element dziedziczności, który determinuje określoną cechę organizmu, w tym przypadku kolor kwiatu. Może występować w dwóch postaciach powodujących rozwój kwiatów czerwonych i białych. Potomstwo oryginalnej krzyżówki miało czerwone kwiaty, chociaż oryginalne rośliny miały geny zarówno czerwonych, jak i białych kwiatów. Mendel doszedł do wniosku, że gen odpowiedzialny za kolor czerwony dominuje nad białym, dlatego każda roślina wyposażona w oba te geny musi być czerwona. Kiedy te czerwone rośliny skrzyżowano ze sobą, możliwe stało się połączenie dwóch białych genów i wyprodukowanie potomstwa o białych kwiatach. Mendel wykazał, że cechy dziedziczne nie są mieszane, ale przekazywane z rodziców na potomków w postaci odrębnych (oddzielnych) jednostek. Wprowadził koncepcję cech dominujących i recesywnych, określając jako dominujące te cechy, które u roślin hybrydowych pozostają niezmienione, a jako recesywne te, które zostają ukryte podczas hybrydyzacji. Ukryte, aby zostać ujawnione w następnym pokoleniu. Często rodzice nie rozpoznają siebie w swoich dzieciach i dziwią się, kogo odziedziczyli, a te charakterystyczne cechy dziadków powtarzały się u ich wnuków.
Historia, którą przeczytałem w jednej z gazet, wyraźnie potwierdza prawo Mendla dotyczące dziedziczenia charakterystycznych cech organizmu i wzorców ich manifestowania się przez pokolenia. Na kilka dni przed wybuchem II wojny światowej dziesiąta klasa Lyusya i polarnik Aleksiej postanowili się pobrać, ale przełożyli tę uroczystość do czasu powrotu z wyprawy. Na pożegnanie zrobiliśmy dwie fotografie, jedną zostawiliśmy Łucji, drugą zrobił Aleksiej, było to w 1941 roku. Po wojnie nie mogli się odnaleźć. Wiele lat później wnuczka Lyusina, Lena, przyjechała na studia do Krasnojarska. W instytucie poznała faceta o imieniu Siergiej, powstała wzajemna sympatia i zaprosił dziewczynę do domu, aby poznała jej rodziców. Kiedy Lena przeglądała album rodzinny i zobaczyła znajome zdjęcie swojej babci, okazało się, że dziadkiem Siergieja był ten sam polarnik Aleksiej. Nowożeńcy pobrali się, a krewni niezaznajomieni z podstawami genetyki są pewni, że miłość została odziedziczona. Ale geny ich dziadka i babci zostały odziedziczone przez młodego mężczyznę i dziewczynkę i jeśli kiedyś po spotkaniu między ich nosicielami wybuchło wzajemne przyciąganie, to jest całkiem naturalne, że stało się to ponownie, ponieważ młodzi ludzie odziedziczyli cechy psychologiczne i charakterystyczne cechy wyglądu charakterystyczne dla ich przodków.
Geny determinują nie tylko wygląd, kolor oczu i rodzaj włosów. Badania prowadzone na przestrzeni ostatnich piętnastu lat wykazały, że geny wpływają na takie cechy charakteru, jak towarzyskość, brak równowagi emocjonalnej, chęć przywództwa, agresywność, a nawet mowa i gesty. Pobudzanie neuronów w mózgu zależy od co najmniej 150 różnych składników chemicznych, a wiadomo, że skład chemiczny naszego organizmu jest podyktowany genami. Natura i wychowanie ponoszą równą część odpowiedzialności za takie cechy osobiste człowieka, jak chęć dokonania wyczynu, sumienność i konserwatyzm.
Aby zbadać dziedziczność, Francis Galton zaproponował tzw. metodę bliźniąt, która polega na porównaniu cech psychologicznych bliźniąt jednojajowych, które mają identyczny zestaw genów. W Stanach Zjednoczonych istnieje bank informacji o wszystkich identycznych bliźniakach urodzonych w tym kraju. Z tych genetycznie identycznych par badacze wybrali te bliźnięta, które ze względu na okoliczności wychowywały się w różnych rodzinach i otrzymały odmienne wykształcenie. Ich IQ określone za pomocą testów miało podobne wartości. Szanse były znacznie większe niż w przypadku bliźniąt dwujajowych wychowywanych razem i wychowywanych identycznie. To faktycznie potwierdza rolę składnika genetycznego w rozwoju zdolności umysłowych człowieka. Materiały gromadzone w Europie, USA i Japonii na przestrzeni trzydziestu lat wskazują, że jeśli jedno z pary identycznych bliźniaków jest przestępcą, to drugie też. Dopasowanie jest w siedemdziesięciu procentach. Jeśli któryś z bliźniaków nie popełnił przestępstwa, to tylko wskutek okoliczności od niego niezależnych, a jakieś obiektywne przesłanki po prostu mu to uniemożliwiały. Szczegółowe badanie pokazuje, że bliźniacy jednojajowi dopuszczają się niezwykle podobnych przestępstw. Na Uniwersytecie Wisconsin w wyniku obserwacji 700 par bliźniąt odkryli, że takie cechy charakteru człowieka jak tchórzostwo, nieśmiałość i skłonność do zamartwiania się są w większym stopniu determinowane predyspozycjami genetycznymi niż wychowaniem i doświadczeniem życiowym. Człowiek ma genetycznie wbudowane od czterdziestu do sześćdziesięciu procent charakterystycznych cech, które zmieniają się w trakcie życia. Na przykład chłopcy pod presją społeczeństwa znacznie częściej niż dziewczęta tracą wrodzone poczucie strachu.
Dane dotyczące dziedziczenia tendencji psychologicznych potwierdzają inne metody badawcze. Metoda genealogiczna bada podobieństwa między krewnymi w różnych pokoleniach. Metoda dzieci adoptowanych bada podobieństwa na płaszczyźnie psychologicznej między dzieckiem i jego biologicznymi rodzicami z jednej strony a dzieckiem i rodzicami adopcyjnymi, którzy je wychowali, z drugiej. Podobieństwo rodziców biologicznych do ich dzieci przybranych zapewnia dość wiarygodną charakterystykę dziedziczności, podczas gdy podobieństwo dzieci adoptowanych do rodziców adopcyjnych ocenia wpływ środowiska. Thomas Buchard, profesor psychologii na Uniwersytecie w Minnesocie, przeanalizował wyniki badań par bliźniaków, które we wczesnym wieku rozdzielono i wychowywano oddzielnie. Odkrył uderzające podobieństwa między ich zdolnościami przywódczymi, drażliwością i tradycją. Okazało się, że byli do siebie znacznie bardziej podobni niż do członków rodzin, w których się wychowywali. Badanie przeprowadzone na 540 adoptowanych dzieci w Danii wykazało, że masa ciała dzieci była skorelowana z masą ich genetycznych rodziców, a nie z masą adoptowanych dzieci, w szczególności z masą adopcyjną matki, która je karmiła i jadła z nimi. Nic dziwnego, że ludzie mówią: jeśli chcesz zobaczyć, jaka będzie twoja narzeczona za dwadzieścia lat, spójrz na jej matkę. Co ciekawe, nawet zachowanie dziecka przy stole jest w dużej mierze zdeterminowane genetycznie.
Pedagodzy i socjolodzy ze względu na swoje zainteresowania zawodowe mają tendencję do znacznego wyolbrzymiania wpływu wychowania i środowiska społecznego na kształtowanie się osobowości. Widać to wyraźnie na przykładzie genetycznych mężczyzn urodzonych z nieuformowanymi genitaliami. Genetyczka Anna Moir przeanalizowała przypadki narodzin chłopców genetycznych o cechach płci żeńskiej. Wyglądały jak dziewczynki, całe dzieciństwo przeżyły jako dziewczynki i dopiero po okresie dojrzewania nagle rozwinęły się u nich jądra i penis. Badanie życia rodzin, w których pojawiły się takie „dziewczyny”, wykazało: ich rodzice wychowali je jako dziewczynki, wpajając wszystkie stereotypy dotyczące kobiecych zachowań, od ubioru po gry. Większość z tych „dziewczyn” – pomimo wychowania i presji otoczenia społecznego, które wymagało od nich kobiecych zachowań – z powodzeniem żyła w przyszłości jako mężczyźni. Fakt ten niezaprzeczalnie dowodzi, że społeczne warunki wychowania mają bardzo ograniczony wpływ na życie osoby dorosłej, a kluczowym czynnikiem jest biologiczna natura człowieka.
Niektórzy naukowcy uważają, że tajemnica szczęścia ma związek z genetyką. Dowodzą, że stan szczęścia jest dziedziczony. W rodzinach, w których panuje harmonia i miłość, zwykle dorastają szczęśliwe dzieci. Jednym słowem, jeśli twój dziadek uważał się za szczęśliwą osobę, a twój ojciec i matka mieli te same przyjemne złudzenia, najprawdopodobniej pójdziesz w ich ślady, wywołując zazdrość innych. A zdolność do wprowadzenia siebie w stan harmonii, zwany szczęściem, jest częścią kodu genetycznego. Dlatego im więcej szczęśliwych bliskich masz w rodzinie, tym lepiej dla Ciebie - masz znacznie większą szansę na szczęście.
Niedawne eksperymenty amerykańskich naukowców wykazały, że za skłonność do kłamstwa odpowiedzialna jest także genetyka. Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii ustalili, że mózgi patologicznych kłamców zawierają znacznie więcej istoty białej. Substancja ta, jak wspomniano powyżej, tworzy włókna nerwowe, które łączą różne części mózgu i odpowiadają za szybkość i złożoność myślenia. Jednocześnie kłamcy mają znacznie mniej istoty szarej, która według naukowców odpowiada za moralność i kontroluje ograniczające funkcje. W ten sposób badacze doszli do wniosku, że ludzie, którzy często kłamią i manipulują, mają w głowach więcej „przewodników”, które pozwalają im szybko myśleć i wpadać na pomysły. Nie wiem, czy taką prędkość uznać za dobrą, czy złą dziedziczność. Pozwolę sobie zastrzec, że w żaden sposób nie rzuca to cienia na piękną połowę ludzkości, z jej potencjalnie dużą zawartością istoty białej w mózgu. Uważam, że eksperymenty przeprowadzono oddzielnie dla mężczyzn i kobiet, a wzór został potwierdzony w obu grupach.
To, co następuje, jest jeszcze bardziej interesujące. Eksperci odkryli, że to nie serce piękna jest podatne na zdradę - popycha ją do tego dziedziczność, a mianowicie specjalne geny. Francuzi mają przysłowie: „Można znaleźć kobietę, która nie miała kochanków, ale nie da się znaleźć kobiety, która miała tylko jednego kochanka”. Tę „zasadę” potwierdziły eksperymenty brytyjskich specjalistów pod przewodnictwem Robina Bakera. Przebadali pięć tysięcy zamężnych Angielek w wieku od 30 do 40 lat. Wyobraźcie sobie zdziwienie naukowców, gdy okazało się, że jedenaście procent dzieci nie urodziło się z legalnych ojców. Urodziły się z przelotnych relacji seksualnych, a relacje te miały miejsce w okresie owulacji, czyli w tych czterech do pięciu dniach, w których najłatwiej jest zajść w ciążę. Według Baker w tym okresie budzą się u kobiet geny niewierności. Dlaczego kobieta nagle znajduje się w łóżku z mężczyzną, którego poznała dopiero na imprezie, a następnego dnia jest całkowicie zdezorientowana i nie może zrozumieć, jak to się stało? Mózg kobiety podświadomie odczytał typ genetyczny tego mężczyzny, stan jego układu odpornościowego i inne cechy. Cechy te całkowicie pokrywały się z wymogami stawianymi przez jej genotyp, a natura zwyciężyła. U kobiet i samic zwierząt pragnienie intymności osiąga największą siłę w momencie najbardziej sprzyjającym poczęciu. Przypływ hormonów znosi wszelkie ograniczenia moralne i społeczne. Profesor Tim Specter ze szpitala St. Thomas's w Londynie zbadał 1600 par bliźniąt w wieku od 19 do 83 lat. Wszystkie ochotniczki anonimowo wypełniły ankietę dotyczącą swojego życia seksualnego, a dane uzyskane w wyniku jej analizy potwierdziły, że niewierność kobiet jest dziedziczona w taki sam sposób, jak czas menopauzy i zdolność do przeżywania orgazmu.
Musiałam dość długo obserwować zachowanie młodej, ładnej kobiety, adoptowanej we wczesnym dzieciństwie przez bezdzietną i pozytywną pod każdym względem rodzinę. Jednak pomimo wszelkich wysiłków, aby ją wychować, mimo wyższego wykształcenia, kochającego męża i małego dziecka, gdy tylko opuściła dom, nie mówiąc już o wyjeździe służbowym, geny matki, która porzuciła ją w niemowlęctwie obudził się w niej. Była gotowa „randkować” z każdym mężczyzną, który choć na chwilę zwrócił na nią uwagę. Odziedziczyliśmy geny zdrady od odległych przodków, którzy naprawdę musieli się intensywnie rozmnażać, aby przeżyć. Spośród 1154 społeczeństw, kultur i cywilizacji ludzkich badanych przez antropologów i etnografów tylko piętnaście procent wyznawało monogamię. Małżeństwo poligamiczne jest najskuteczniejsze dla prokreacji. Dlatego niewierność jest w naszych genach i jest dziedziczona. U mężczyzn geny te są zawsze w pogotowiu.
Genotyp organizmu – zespół cech odziedziczonych od przodków, ustala się w momencie zapłodnienia, jednak stopień późniejszego ujawnienia się tego potencjału genetycznego w dużej mierze zależy od czynników zewnętrznych oddziałujących na organizm w trakcie jego rozwoju. Na przykład odmiana grochu używana przez Mendla może osiągnąć wysokość 180 cm, ale do tego potrzebuje odpowiednich warunków - oświetlenia, podlewania, dobrej gleby. W przypadku braku niezbędnych warunków gen wysokiej łodygi nie będzie w stanie w pełni wyrazić swojego działania. Dziś w ukształtowanej osobowości nie jesteśmy w stanie określić, co daje genotyp, a co wprowadza środowisko zewnętrzne. Rozwój organizmu to proces ścisłej interakcji genów ze środowiskiem. Niektórzy naukowcy przypisują niezasłużenie dużą rolę warunkom środowiskowym związanym z wychowaniem i edukacją w rozwoju cech psychologicznych i zdolności umysłowych człowieka. Inni uważają, że różnice psychiczne między ludźmi jedynie w niewielkim stopniu zależą od środowiska, a dokładniej od cech środowiska, w którym żyją i rozwijają się nosiciele genotypów. Łączy je tylko jedno – środowisko nigdy nie będzie w stanie wyprowadzić człowieka poza granice wyznaczone przez genotyp. Wiele w człowieku zależy od odziedziczonych genów, ale nie wszystko! W procesie indywidualnego rozwoju ciała, na podstawie treningu i doświadczenia praktycznego, przebytych chorób, urazów fizycznych i moralnych, kształtuje się wyjątkowa i niepowtarzalna osobowość. Mózg jest komputerem zaprogramowanym przez dziedziczność i naszą indywidualną świadomość. Kod genetyczny determinuje wygląd człowieka i pod wieloma względami psychologiczne cechy charakteru, ale nie jego przeznaczenie. Osoba, która poznała charakterystykę swojego kodu genetycznego i kodu swojej partnerki, może wiele osiągnąć w osiągnięciu swojego celu.
Brak gruczołów potowych u ludzi jest dziedziczony jako cecha recesywna (c) powiązana z chromosomem X. Dominuje obecność gruczołów potowychznak (C). Określ, jakiego rodzaju potomstwa należy się spodziewać z następujących małżeństw:
1) homozygotyczna kobieta z gruczołami potowymi i mężczyzna bez gruczołów potowych.
2) heterozygotyczna kobieta z gruczołami potowymi i mężczyzna bez gruczołów potowych.
3) kobiety i mężczyźni bez gruczołów potowych.
2. Jakiego potomstwa należy spodziewać się po skrzyżowaniu roślin pomidora, z których jeden jest heterozygotyczny i ma owoce wielokomorowe, a drugi homozygotyczny z owocami wielokomorowymi, pod warunkiem, że owoc wielokomorowy jest cechą dominującą?
3. U Drosophila skrzydła normalne dominują nad skrzydłami prymitywnymi.Po skrzyżowaniu dwóch Drosophila ze skrzydłami normalnymi uzyskuje się 330 potomstwa, z czego 80 to skrzydła szczątkowe, a 250 normalne. Określ: 1) która cecha jest dominująca; 2) jakie są genotypy rodziców i potomstwa.
A – genetyka;
B – selekcja;
B – agrobiologia;
G – botanika.
2. Dziedziczność jest właściwością organizmów:
A – interakcja z otoczeniem;
B – reagować na zmiany środowiskowe;
B – przekazać potomstwu swoje cechy i cechy rozwojowe;
D – nabywa nowe cechy w procesie indywidualnego rozwoju.
3. Aby zbadać naturę dziedziczenia kilku cech przez kilka pokoleń roślin i zwierząt, przeprowadza się krzyżowanie:
A – monohybrydowy;
B – analizowanie;
B – polihybrydowy;
G – blisko spokrewniony.
4. „Podział na każdą parę cech następuje niezależnie od pozostałych par cech” – jest to sformułowanie:
A – pierwsze prawo Mendla;
B – prawo Morgana;
G – drugie prawo Mendla;
D - Trzecie prawo Mendla.
5. Pojawienie się osobników o tym samym genotypie w pierwszym pokoleniu hybrydowym jest przejawem:
A – prawo rozszczepiania;
B – prawo samodzielnego dziedziczenia;
B – zasady jednolitości;
G – prawo dziedziczenia połączonego.
6. Na ryc. przedstawia formy macierzyste, w których dominuje czerwony kolor płatków tulipana nad białym. Jaki będzie genotyp potomstwa pod względem tej cechy, jeśli organizm rodzicielski z cechami dominującymi jest homozygotyczny?
A – AA;
B – aa;
B – Aaa;
G – Aaa.
7. Według ryc. Określ genotyp potomstwa (F1) świnek morskich, jeśli wiadomo, że rodzic o czarnej i krótkiej sierści jest heterozygotyczny pod względem obu cech:
A – AaBv;
B – aavv;
B – aaBv;
G – Aavv.
8. Genotyp to całość:
A – zewnętrzne oznaki ciała;
B – wewnętrzne oznaki ciała;
B – geny otrzymane przez potomstwo od rodziców;
D – reakcje organizmu na wpływy środowiska.
9. Pośredni charakter dziedziczenia cech pojawia się, gdy:
A – następuje zmiana warunków środowiskowych;
B – w przyrodzie zachodzą zmiany sezonowe;
B – osobniki heterozygotyczne nie różnią się wyglądem od osobników homozygotycznych;
D – osoby heterozygotyczne różnią się wyglądem od homozygotycznych.
10. Geny zlokalizowane na tym samym chromosomie:
A – dziedziczone samodzielnie;
B – przedostają się do różnych komórek rozrodczych w procesie mejozy;
B – dziedziczone razem;
D – daje dekolt u potomstwa w stosunku 3:1.
11. Jaka litera oznacza fenotyp organizmu pokazanego na ryc.
B – AaBbCc;
B – AbC;
G -
12. Krzyżowanie osobników różniących się dwiema parami cech nazywa się:
A – polihybrydowy;
B – analizowanie;
B – dihybrydowy;
G – monohybrydowy.
13. Z genetycznego punktu widzenia chorobami dziedzicznymi u człowieka są:
A – zmiany modyfikacyjne;
B – zmiana fenotypu niezwiązana ze zmianą genotypu;
B – mutacje;
G – reakcja na zmiany w środowisku, niezależna od genotypu.
14. Podstawą cytogenetycznej metody badania dziedziczności człowieka jest badanie:
A – rodowód rodzinny;
B – rozkład cechy w dużej populacji ludzi;
B – zestaw chromosomów, pojedyncze chromosomy;
D – rozwój znaków u bliźniąt.
15. Zmiana sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA nazywa się:
A – mutacje genowe;
B – mutacje chromosomowe;
B – mutacje somatyczne;
G – zmienność kombinacyjna.
16. Granice, w których możliwe są modyfikacje danej cechy, nazywane są:
A – zdolność adaptacji;
B – norma reakcji;
B – zmienność;
G – drażliwość.
17. Pod wpływem genotypu i warunków środowiskowych powstają:
A – norma reakcji;
B – dziedziczność;
B – fenotyp;
G – sprawność fizyczna.
18. Izolacja od materiału źródłowego całej grupy osobników o cechach niezbędnych hodowcy nazywa się:
A – dobór naturalny;
B – wybór masy;
B – indywidualna forma doboru sztucznego;
G – selekcja spontaniczna.
Stres i brak matczynej opieki we wczesnym okresie życia odbijają się nie tylko na samych dzieciach, ale także na kolejnych pokoleniach. Nikołaj Kukuszkin bada ten i inne przypadki, w których cechy nabyte, wbrew klasycznym poglądom na temat genetyki, mogą zostać odziedziczone.
Głaskanie szczura
Jeśli uważacie, że deputowani Dumy Państwowej, którzy w ostatnich latach szczególnie aktywnie angażowali się w troskę o zdrowie psychiczne dzieci, daleko od naukowej strony problemu, to ich nie doceniacie. Badania przeprowadzone przez naukowców z Tufts University w USA pokazują, jak ważne jest izolowanie dzieci od stresu i zapewnienie matczynej opieki. Szczury wychowane w warunkach konfliktu społecznego i matki zajęte w dorosłości problemami obcymi charakteryzują się poważnymi zmianami endokrynologicznymi, zwiększoną agresywnością i, co najciekawsze, osłabionym instynktem macierzyńskim. A jeśli czujni ustawodawcy staną na straży moralnej strony problemu w naszym kraju, to najbardziej interesują nas kwestie genetyki. Brak opieki w jednym pokoleniu prowadzi do jego późniejszego braku w następnym: co nie jest formą dziedziczności?
O bezużyteczności ćwiczeń
W XIX wieku społeczność naukowa zaczęła poważnie zastanawiać się nad podstawowym problemem biologii: problemem pochodzenia gatunków. Pomijając wersję przedstawioną w Biblii – od tysięcy lat zdecydowanie najbardziej autorytatywnym źródle wiedzy – przyrodnicy zadali pytanie: jak zachodzi ewolucja cech, a wraz z nimi całych gatunków? Z teoriami Jeana-Baptiste’a Lamarcka i Karola Darwina kojarzone są zwykle dwa punkty widzenia na tę kwestię. Hipoteza Lamarcka opiera się na idei odziedziczalności cech nabytych, czyli cech, które rozwinęły się w organizmie w ciągu życia. Model Lamarcka można sformułować następująco: „najpierw znak, potem dziedzictwo”. Klasycznym (i raczej nudnym) przykładem jest uformowanie szyi żyrafy. Według Lamarcka przodkowie żyraf musieli nieustannie wyciągać szyję, aby dosięgnąć górnych liści wysokich drzew. To „ćwiczenie” szyi zostało przekazane ich potomkom, którzy nadal rozciągali się coraz wyżej – w rezultacie po wielu pokoleniach żyrafy zaczęły przypominać żuraw wieżowy. Darwin podchodzi do kwestii ewolucji od innej strony. Można go sformułować następująco: „najpierw – dziedziczenie, potem – cecha”. Według Darwina cechy kształtują się nie w wyniku celowych ćwiczeń, ale w wyniku doboru naturalnego. Według Darwina ćwiczenia szyi jako takie nie mogą być bezpośrednio przekazywane potomstwu. Ale wśród każdej grupy żyraf będą zwierzęta z krótszymi szyjami i inne z dłuższymi szyjami. Te drugie dostaną więcej pożywienia, co oznacza, że będą lepiej przeżywać i rozmnażać się – na tym polega dobór naturalny. Cykl powtarzający się przez wiele pokoleń prowadzi do powstania najdziwniejszych (i absurdalnych, jeśli mówimy o żyrafach) form żywych istot.
Na początku XX wieku stało się jasne, że informacja dziedziczna zawarta jest w chromosomach (oraz w obrębie chromosomów w kwasie dezoksyrybonukleinowym) i sformułowano podstawowe zasady genetyki. Doprowadziło to do tego, że teoria Darwina w pojedynkę zwyciężyła w środowisku naukowym, a zainteresowanie lamarkizmem pozostało jedynie w kontekście historycznym. Rzeczywiście, wraz z wprowadzeniem koncepcji genu, lamarckizm stał się absurdalny: tylko dlatego, że nosisz komputer po mieście, nie opracuje on systemu nawigacji. Wszelkie zmiany muszą zaczynać się od zmian w samym „kodzie”, czyli od mutacji genetycznych. Ostatnią smutną próbę odejścia od tych zasad podjęto w ZSRR w latach 30. XX wieku. Bardzo atrakcyjny dla ówczesnej ideologii był pogląd, że cechy można rozwijać celowo, poprzez bezpośredni wpływ na organizm rodzicielski, a nie poprzez wybór spośród możliwości, jakie oferuje natura.
Nie takie proste
Zatem cechy nabyte nie są dziedziczone. Jeśli Twój nos jest złamany, Twoje dzieci nie będą miały krzywego. A jednak nazwisko Lamarcka pojawia się coraz częściej w poważnej literaturze naukowej ostatnich dziesięciu lat. Oczywiście nikt nie zamierza znieść genetyki i powrócić do eksperymentów Łysenki. Jednak, jak w wielu podobnych przypadkach, szczegółowe badanie genomu i mechanizmów dziedziczenia wykazało, że kategoryczne zaprzeczanie dziedziczności nabytych cech nie jest zbyt dalekowzroczne.
W XVII-XIX w. wykopaliska miasta Pompeje zniszczonego przez erupcję wulkanu ożywiły zainteresowanie kulturą starożytną i częściowo dały impuls do rozwoju neoklasycyzmu. Chociaż przykłady epigenetycznych (dosłownie „supergenetycznych”) mechanizmów dziedziczenia były znane już wcześniej, za prawdziwe Pompeje lamarkizmu można uznać miasteczko Overkalix w północnej Szwecji. Jego osobliwość polegała po pierwsze na względnej izolacji, po drugie na wyjątkowej skrupulatności mieszkańców. Począwszy od XVI w., z pokolenia na pokolenie, prowadzili szczegółowe zapisy dotyczące ludności miasta, jej pochodzenia, przyczyn śmierci, a także wszystkiego, co mniej lub bardziej istotne, co im się przydarzyło: na przykład zbiorów i warunków pogodowych ( obie te w północnej Szwecji nie były wówczas zbyt dobre). W rezultacie Lars Bigren, który jak można się domyślić, pochodzi z samego Overkalix, wraz z kolegami miał do dyspozycji unikalną bazę danych, która opisywała dosłownie wszystko, co działo się z całą populacją ludzką na przestrzeni setek lat.
Po przeprowadzeniu ogromnej ilości analizy danych naukowcy porównali śmiertelność z powodu cukrzycy i chorób układu krążenia ze statystykami dotyczącymi zbiorów i cen żywności. Wydawać by się mogło, że wszystko jest przewidywalne: jeśli zjemy za dużo, częściej chorujemy. Ale wyniki okazały się znacznie ciekawsze. Okazało się, że dostępność pożywienia w dzieciństwie wpływa nie tylko na obecne, ale i kolejne pokolenia. I ma to negatywny wpływ. Innymi słowy, jeśli Twój ojciec lub nawet dziadek dorastał w warunkach głodu, Twoje ryzyko zachorowania na cukrzycę czy miażdżycę znacznie spada.
Czytamy tutaj, nie czytamy tutaj
Pozostawiając same wyniki eksperymentu jako materiał do przemyśleń dla babć, które czujnie monitorują sytość swoich wnuków, zastanówmy się nad samym faktem przekazywania „informacji o głodzie” w drodze dziedziczenia. Typowy lamarkizm jest ewidentny: „ćwiczenie” organizmu „hartowanego” głodem jest dziedziczone i zachowywane przez co najmniej dwa pokolenia. Czy to nie jest sprzeczne z genetyką? Tak naprawdę dziedziczenie „supragenetyczne” nie zaprzecza, a raczej uzupełnia ideę sekwencji DNA jako nośnika informacji genetycznej. W przypadku mieszkańców Overkalix, podobnie jak w większości innych „życiowych” przykładów dziedziczenia epigenetycznego, nie znamy jeszcze konkretnych mechanizmów stojących za obserwowanymi zjawiskami. Wiemy jednak o fundamentalnym istnieniu takich mechanizmów – wiele z nich zostało szczegółowo opisanych w prostszych, eksperymentalnych układach.
Najbardziej znanym sposobem przekazania cechy w drodze dziedziczenia z pominięciem sekwencji DNA jest jej modyfikacja chemiczna. Sekcje DNA nie są równoważne: niektóre z nich są odczytywane aktywnie, inne są „ciche”. Metylacja (czyli dodanie małej grupy chemicznej składającej się z jednego atomu węgla i trzech atomów wodoru) do jednego z nukleotydów DNA może prowadzić do „wyłączenia” genu zawierającego ten nukleotyd. Po podziale komórki DNA podwaja się: każda komórka dziedziczy swoją własną kopię. Okazuje się, że w takich przypadkach można również skopiować „wzorzec” metylacji! Wreszcie metylację można odziedziczyć: metylacja DNA zarodka zostanie „skopiowana” z metylacji DNA plemnika i komórki jajowej. Z grubsza mówiąc, oprócz samych genów, możemy dziedziczyć informację o tym, które geny działają, a które nie. Oprócz metylacji istnieje wiele innych mechanizmów, ale są one zasadniczo podobne.
Teraz wyobraź sobie, że na metylację DNA może wpływać środowisko. Dużo łatwiej jest to sobie wyobrazić niż bezpośrednią zmianę sekwencji DNA przez środowisko. Na przykład głód w Overkalix powoduje zwiększone wydzielanie u młodych mieszkańców pewnego hormonu A. Hormon ten oddziałuje na komórki organizmu (w tym na rozwijające się komórki jajowe czy plemniki) i powoduje, że produkują one enzym B. Enzym ten z kolei albo metyluje, albo przeciwnie, usuwa metylację z pewnego zestawu genów, zmieniając w ten sposób rozkład genów „włączonych” i „wyłączonych” - a ponieważ proces ten zachodzi również w prekursorach komórek rozrodczych, zostanie to odnotowane w przyszłym potomstwie dzieci Overcalix.
Fizjologia lub psychologia
Oczywiście nie każda cecha przekazywana z pokolenia na pokolenie jest zapewniona przez DNA lub jego metylację. Na przykład religijność również jest dziedziczona, ale nie oznacza to, że trzeba to koniecznie tłumaczyć zmianami związanymi z genami (choć istnieją takie dane). Jednak dość trudno jest wytyczyć granicę pomiędzy czysto fizjologicznymi i czysto społecznymi formami „dziedzictwa”. Ostatecznie wszelka aktywność społeczna lub intelektualna może zostać zredukowana do hormonów i impulsów nerwowych. W pracach nad brakiem opieki matczynej u szczurów nastąpiły zmiany fizjologiczne, które następnie znalazły odzwierciedlenie w ich zdolności do zapewnienia takiej samej opieki matczynej. Zwykle uważamy to błędne koło za fizjologię u szczurów, ale w przypadku ludzi mówilibyśmy o „depresji społecznej”, czyli efekcie psychologicznym.
Podobne wyniki uzyskano dla alkoholu i szeregu innych substancji psychoaktywnych. Należy podkreślić, że w tych badaniach, po początkowym narażeniu matki lub ojca na toksynę, kolejne pokolenia nigdy nie miały kontaktu z badaną substancją. Zatem działanie leku utrzymywało się u potomstwa niezależnie od skutku bezpośredniego.
Innymi słowy, dziedziczność nie dotyczy tylko DNA. Są to absolutnie wszystkie cechy i cechy, które przekazujemy naszym dzieciom, a one przekazują je swoim dzieciom i nie ma znaczenia w jakiej formie: genetycznej, epigenetycznej czy po prostu psychologicznej. Dlatego przyszłym rodzicom może się przydać czasami wspomnienie Lamarcka.
Opinia autora może nie pokrywać się ze stanowiskiem redakcji