А вот влияние некоторых внешних факторов на развитие мозга является необратимым. Например, культура полностью определяет родной язык вашего ребенка, но после того, как процесс освоения первичного языка завершается, уже нет возможности заменить его другим родным языком.
На самом деле с точки зрения отдельного нейрона трудно провести различие между генетическим воздействием и влиянием окружающей среды. Сигналы, которые поступают в мозг через глаза или уши (т.е. через органы восприятия), влияют на развитие (формируя химические сигналы для модификации генов или протеинов) точно так же, как это осуществляют генетические воздействия. Некоторые из этих перемен обратимы, другие – необратимы. Но то обстоятельство, возникли ли они внутри организма или за его пределами, не имеет решающего значения.
Впоследствии мы поговорим о том, каким образом опыт может изменять химию нейронов и связи между ними. Здесь мы попробуем объяснить, как взаимосвязь генов и окружающей среды влияет на развитие вашего ребенка.
Начнем с простого принципа: гены вашего ребенка могут повлиять на его проявления, и наоборот. Его личные качества приводят к поиску определенного жизненного опыта (см. врезку «Знаете ли вы? Почему вы не становитесь копией своей матери?» в главе 17), а его склонность реагировать на других людей некоторым образом влияет на то, как они ведут себя по отношению к нему. Раздражительного ребенка, которого трудно успокоить, не будут воспитывать так же, как спокойного и радостного ребенка, независимо от того, кто заботится о нем. Вместе с тем окружение вашего ребенка (до или после рождения) может вызывать постоянные изменения в его генах. Химические модификации – как реакция на жизненный опыт – могут «отключать» определенные гены в некоторых клетках, нередко на всю жизнь (см. врезку «Знаете ли вы? Отпечатки на геноме»).
Поскольку влияние идет в обоих направлениях, многие процессы развития представляют собой петлеобразные обратные связи, где гены влияют на наше окружение, которое, в свою очередь, влияет на наши гены (или по крайней мере на способ их проявления) и так далее. Идея взаимного влияния трудно поддается осмыслению. Когда мы думаем о генетическом наследии, то, как правило, обращаемся к знакомым примерам, таким как школьные уроки о морщинистой и гладкой фасоли Грегора Менделя или о генах, отвечающих за цвет глаз. Эти примеры учат в школе, так как их просто объяснить на конкретном материале, но большинство генов воздействуют на мозг и поведение значительно более сложными способами.
Знаете ли вы? Культура может быть двигателем эволюции
Наш жизненный опыт также может модифицировать человеческий геном в эволюционном масштабе времени за счет влияния культурных изменений на естественный отбор. Генетики рассматривают культуру как любую усвоенную информацию, влияющую на поведение, которая может включать знания, навыки, ценности и убеждения.
Примерно 8-9 тысяч лет назад, когда египтяне начали одомашнивать коров, молоко стало пищей и для взрослых, а не только для младенцев. До этой перемены, которая была исключительно культурным новшеством, взрослые люди не переносили лактозу и не могли переваривать молоко. По мере распространения скотоводства гены, которые приводили к выработке энзима лактозы у взрослых людей, встречались все чаще, поскольку люди, способные переваривать молоко, в целом питались лучше тех, кто не мог этого делать. Различные генетические мутации привели к усвоению лактозы у населения Европы и Восточной Африки примерно в то же время, когда там началось разведение домашнего скота. В наши дни непереносимость лактозы остается распространенной у людей азиатского и западноафриканского происхождения, чьи предки не занимались одомашниванием крупного рогатого скота.
По оценкам исследователей, от 700 до 2000 человеческих генов проявляют признаки недавней быстрой эволюции; многие из этих изменений могут быть вызваны культурными переменами. Например, гены, которые помогают нашему организму реагировать на патогены, изменялись очень быстро. Возможно, эволюция новых систем иммунной защиты была вызвана развитием фермерства, что привело к новым заболеваниям из-за тесного контакта людей с животными и их микробами.
Другие группы генов тоже быстро изменяются. Одна из них, связанная с усвоением различных видов еды и алкоголя, могла быть сформирована привычками питания. Начало тепловой обработки продуктов коррелирует с изменениями в пищеварительном тракте, развитием рецепторов горького вкуса, формированием зубной эмали и особенностей челюстной мускулатуры. Другим примером являются гены, которые влияют на функции мозга, о чем свидетельствуют явные успехи в таких областях, как язык и способность к обучению. Довольно любопытна третья категория генов, которая определяет физический облик: цвет кожи, цвет и толщину волос, а также цвет глаз. Подбор этих генов может быть следствием культурно детерминированных половых предпочтений, а также факторов окружающей среды, таких как количество времени, проводимого на солнце.
Культурные изменения тоже способны защищать людей от стрессов, вызванных новой средой обитания. Когда люди мигрировали в более холодные места, они научились поддерживать огонь и одеваться в меховые шкуры вместо того, чтобы обрастать шерстью и накапливать слой подкожного жира, который защищает других животных при низких температурах. Некоторые исследователи выдвинули гипотезу, что способность адаптироваться к новой обстановке за счет усвоенных схем поведения может освободить наш вид от некоторых ограничений, налагаемых естественным отбором на других животных, и таким образом позволяет нам поддерживать необычно широкое разнообразие генетических особенностей нашего вида.
Нет сомнения, что и гены, и окружающая среда сильно влияют на индивидуальные различия в поведении. Гены, которые ребенок наследует от родителей, не окончательно определяют, каким человеком он станет, но они определяют спектр возможностей развития, открытых для него. Даже с учетом этого одинаковые генетические тенденции могут очень по-разному проявляться в разных культурах (см. главу 20). Из-за широкого взаимодействия почти невозможно вычислить, в какой степени то или иное поведение обусловлено генами или окружающей средой.
Первая проблема заключается в том, что такие оценки применимы лишь к конкретной обстановке, которая была изучена, но может измениться в зависимости от множества других обстоятельств. Например, около 60% индивидуальных различий коэффициента умственного развития (IQ) среди людей среднего класса принято приписывать генетическим различиям и почти ничего – обстановке в семье ребенка. С другой стороны, относительно людей, живущих в бедности, около 60% индивидуальных различий IQ связывают с окружающей средой, а гены отвечают менее чем за 10%. Иными словами, генетический умственный потенциал ребенка ограничен конкретными обстоятельствами, в которых он растет.
Вторая проблема еще более весома. Эффект, который проявляется лишь в тех случаях, когда ребенок с определенным набором генов попадает в определенную обстановку, известен как взаимодействие генов с окружающей средой. Иными словами, определенные генетические характеристики могут сделать ребенка восприимчивым к определенным аспектам его опыта, которые не оказали бы никакого влияния на ребенка с другими генетическими характеристиками; впоследствии мы еще вернемся к этой теме. Такое взаимодействие объясняет на первый взгляд парадоксальное открытие, что многие наследуемые качества за последние несколько десятилетий передавались гораздо быстрее, чем это можно объяснить в рамках биологической эволюции. Примеры варьируют от ожирения и умственных способностей (см. главу 22) до близорукости (см. врезку «Игры на свежем воздухе улучшают зрение» в главе 10).
Взаимодействие генов с окружающей средой представляет проблему, поскольку исследователи исходят из предпосылки, что эти два фактора действуют независимо, когда рассчитывают процентное соотношение генетических характеристик и условий окружения, о котором вы читаете в газетах. Но, как мы уже говорили, на самом деле так бывает редко. Еще неоднозначнее то обстоятельство, что любые выявленные взаимодействия обычно включают в «генетическую» часть, отчего влияние окружающей среды кажется менее важным. Для примера давайте возьмем исследование мелких правонарушений среди 862 усыновленных шведских подростков. Данное исследование предполагало выяснить следующее: генетика (преступное прошлое одного из родителей) или факторы окружающей среды (плохое питание в детстве или неудачная приемная семья) увеличивают риск правонарушений у детей. Мы не ожидаем, что генетики определят «ген преступности», но такие черты, как импульсивность и агрессивность, являются наследуемыми и могут существенно повысить риск нарушения закона. По сравнению с базовым показателем преступности 2,9% – среди детей, родившихся в семьях без преступного прошлого и воспитанных в хорошей обстановке, показатель для биологических детей преступников, воспитанных в хорошей обстановке, достигал 12,1%, а для детей, чьи родители не совершали преступлений, но воспитанных в плохой обстановке, – 6–7%.
