До XVII века образование было преимущественно гуманитарным (с тех пор как отвергли прекрасную греческую систему, уделявшую немало внимания физическому, музыкальному и театральному воспитанию). С некоторым опозданием люди теперь начинают понимать, что гуманитарное образование — в лучшем случае половина образования, а полный курс должен включать и представления о методах и результатах самых разных наук, способствуя тем самым развитию научного мышления.

В этой книге сделана попытка связать основные факты биологии человека с проблемами, стоящими перед современным человечеством. Так, в гл. 1 рассматривается один из основных вопросов всей книги — о природе и воспитании (или наследственности и окружающей среде). Можно ли изменить природу человека; что означает подобное высказывание и справедливо ли оно вообще? Более детально некоторые проблемы генетики человека анализируются в гл. 2. Последняя глава первой части рассказывает о размножении и развитии человека.

Следующие за ней шесть глав посвящены эволюции человека и различиям, существующим в настоящее время между группами людей (или расами), а также между мужчиной и женщиной. Подавляющему большинству людей известно, что человек произошел от обезьяноподобных предков; в гл. 4 в общих чертах обосновывается это положение, а в гл. 5 дается некоторое представление об эволюции самого важного человеческого признака — поведения. Людей отличает друг от друга не только внешность и цвет кожи; среди них есть умные, и глупые, добродетельные и преступные. Эти факты ставят перед обществом серьезные вопросы, и биология помогает разрешить некоторые из них.

Ряд глав посвящен различным проблемам человеческих популяций. Человек, как все живое, чтобы выжить, должен бороться с голодом и заболеваниями и в то же время размножаться. Поэтому в третьей части книги рассматриваются вопросы питания, заболеваний и колебания численности человеческих популяций.

Может показаться, что такой биологический подход к изучению человека принижает его до ступени «простого животного». На самом деле чтение этой книги позволяет получить достаточно ясное представление об уникальном характере человеческого вида. Поэтому мы и не приносим извинений за объективное рассмотрение проблем, стоящих перед человечеством. Доктор, просчитывая пульс у пациента, проводит такое же объективное измерение, как и инженер, который наблюдает за работой двигателя и которого никто за это не критикует. Разумеется, человек гораздо сложнее любой машины, но это не должно мешать объективности наших суждений о самих себе.

Различия между отдельными людьми обусловлены, с одной стороны, тем, чтó унаследовано ими от родителей, а с другой — несходством окружающей их среды. Таким образом, взрослый индивидуум представляет собой продукт сложного взаимодействия двух факторов — наследственности и окружающей среды. Оба эти фактора влияют на причины изменчивости индивидуума, и в этом смысле их значение одинаково. Однако на среду, например на питание или условия работы, мы можем влиять, в то время как средствами управляемого воздействия на наследственность человека пока не располагаем^[1].

Огромное разнообразие наследственных различий обеспечивается перемешиванием наследственных факторов, или генов, при половом размножении. Гены передаются от родителя потомку с помощью микроскопических структур, хромосом, которые имеются не только в сперме и яйцеклетке, но и в каждой клетке организма. Законы наследственности, одинаково применимые как к человеку, так и ко всем животным и растениям, определяются поведением хромосом.

При половом размножении происходит сложный процесс развития из мельчайшего оплодотворенного яйца. Первые сорок недель зародыш человека развивается, «паразитируя» в организме матери. Накопленные к настоящему времени знания делают более понятными важные последствия физиологических процессов, протекающих в организме матери и ребенка, для индивидуума и общества.

Иногда от европейцев можно услышать, что все китайцы похожи друг на друга. Без сомнения, лишь немногие принимают всерьез это весьма далекое от истины высказывание. Индивидуумы каждой группы людей отличаются друг от друга внешностью и поведением. Это объясняется двояко: факторами, полученными от родителей, так называемыми наследственными, и факторами, которые воздействуют на индивидуум извне, образуя окружающую его среду. Наука, изучающая явления наследственности и изменчивости, называется генетикой. Генетика человека и составляет тему этой и следующей глав.

Недостаточное содержание йода в пище ребенка нарушает его нормальный рост и развитие и является причиной карликового роста — одного из проявлений кретинизма; добавление йода в пищевую соль предупреждает заболевание. Но карликов время от времени можно встретить и там, где нет недостатка в йоде, и никакие добавки его в пищу или изменения любого другого фактора окружающей среды не предотвращают возникновения кретинизма. Здесь речь идет о наследственном кретинизме.

Если у высокого отца рослый сын, принято говорить, что сын унаследовал рост отца. Как обстоит дело в действительности, мы увидим ниже. Что же касается наследственного кретинизма, то здесь мы сталкиваемся с особым случаем: родители карликов обычно вполне нормального роста, и вопроса о наследовании кретинизма непосредственно от одного из родителей, казалось бы, возникнуть не может. Эту мысль можно проиллюстрировать на хорошо знакомых нам примерах из повседневной жизни. У темноглазых родителей нередко рождаются дети с голубыми глазами; родители склонны обычно объяснять это чем-нибудь вроде: «У ребенка дедушкины глаза».

Разумеется, никакой непосредственной передачи уже готовых признаков от одного поколения другому нет. Юридическое наследование следует четко отличать от биологической наследственности. Материал, передаваемый нам родителями и ответственный за биологическую наследственность, микроскопически мал: он находится в яйцеклетке матери и в сперматозоиде отца. Эти половые клетки сливаются, и оплодотворенное таким образом яйцо развивается в нового индивидуума со специфическим набором признаков матери или отца. Подробнее на этом вопросе мы остановимся в гл. 3.

Если судить по величине яйцеклетки и сперматозоида, то можно подумать, что на признаках ребенка сильнее сказывается влияние материнского организма, нежели отцовского. На самом деле это не так — передача наследственных признаков со стороны матери и отца в целом равноценна. Кое-какие исключения, конечно, имеются, но лишь очень немногие из них обусловлены тем, что яйцеклетка в 85 000 раз больше сперматозоида (рис. 1).

Рис. 1. Сравнительная величина яйцеклетки и сперматозоида человека.

Одинаковая роль яйца и сперматозоида в передаче наследственных признаков объясняется тем, что оба имеют полный набор структур, называемых хромосомами, а именно хромосомы и несут наследственные факторы, или гены.

Чтобы оценить роль хромосом в наследственности, познакомимся с микроскопической структурой тканей организма. Если рассматривать под микроскопом маленькие частички либо тонкие срезы животной или растительной ткани, можно увидеть, что они состоят из исключительно малых образований — клеток. Ткань растет за счет увеличения размеров клеток и последующего деления каждой из них на две. Клетки сильно варьируют по форме и функциям, но почти все они имеют ядро. Обычно это круглое образование без каких-либо заметных внутренних структур, но во время деления клетки большая часть материала ядра уплотняется, формируя образования, похожие на маленькие палочки или нити. Это и есть хромосомы. Число хромосом не изменяется, оно постоянно, но у разных видов оно различно. В клетках человека 46 хромосом, они образуют 23 пары (рис. 2). Вскоре после появления хромосом можно заметить, что каждая из них расщеплена вдоль; позднее эти половинки расходятся и образуется два полных набора по 46 хромосом. Затем клетка делится на две, и каждая из вновь образованных клеток получает один хромосомный набор. Сколько бы делений клеток ни происходило, ядро любой клетки состоит из полного набора хромосом — 23 пар (рис. 3).