Шарон Моалем

А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания

Dr. Sharon Moalem

SURVIVAL OF THE SICKEST:

THE SURPRISING CONNECTIONS BETWEEN DISEASE AND LONGEVITY

Copyright © 2007 by Sharon Moalem

© Иван Чорный, перевод на русский язык, 2018

© Оформление. ООО «Издательство «Э», 2018

* * *

Предисловие от научного рецензента

Данная книга представляет собой сборник тематических исследований, в которых используются научные и исторические данные для поддержки предлагаемых автором гипотез, изучающих реальные причины наследственных заболеваний. Эти медицинские диагнозы видятся современникам «карой небесной», но на деле, по мнению Шарона Моалема, являются эволюционными приспособлениями, которые помогали нашим предкам справляться с более серьезными проблемами. Другими словами, то, что классифицируется сейчас как заболевание, является результатом мутационных изменений, давших людям преимущества для выживания.

Книга вызывает настоящий исследовательский интерес к жизни благодаря тому, что учит правильно задавать вопросы и находить на них ответы – самыми непредсказуемыми способами.

На протяжении всего повествования автор рассказывает о важности изучения механизмов наследования для понимания эволюционных процессов и для этого использует яркие примеры из мира животных и растений. При этом Шарон Моалем не ограничивается конкретной научной дисциплиной, но делает попытку мыслить шире, связать между собой куда больше фактов для истинного понимания болезней – и предлагает читателю отправиться с ним в это путешествие.

Особенный интерес вызывает последняя глава книги, в которой Моалем касается темы эпигенетического влияния на проявление отдельных фенотипических признаков. И несмотря на то, что сегодня эпигенетика воспринимается как относительно молодая наука, потенциально это одна из самых революционных областей знаний человечества. Так, например, одним из главных результатов развития эпигенетики стало изменение центральной догмы молекулярной биологии: сегодня мы все больше понимаем, что геном на самом деле не является статической конструкцией, передающейся без изменений из поколения в поколение. Наоборот, он постоянно модифицируется, и некоторые из этих изменений достаются не только нам, но и нашим потомкам.

Книга Шарона Моалема наполнена увлекательными идеями и передовыми исследованиями, представленными таким образом, чтобы они были доступны читателю. Ученый наглядно демонстрирует, насколько мало современная медицина действительно понимает о здоровье человека, и предлагает новый способ мышления, который может помочь всем нам жить дольше и здоровее. Ведь только изучив механизмы, отобранные природой, мы сможем действительно победить современные заболевания.

Дарья Дмитриевна Рахманинова,

научный сотрудник Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН)

Моим дедушке с бабушкой,

Тиби и Джозефине Элизабет Уэйс,

чья жизнь научила меня всем премудростям выживания

Вступление

Эта книга про загадки и чудеса. Про медицину и мифы. Про холодное железо и бесконечный лед. Эта книга про выживание и сотворение. Книга, в которой автор пытается понять, почему, а также задается вопросом, почему бы и нет. Это книга, которая любит порядок и жаждет немного хаоса.

Однако в первую очередь эта книга о жизни человека и всех живущих под солнцем существ. Про то, как мы все пришли к тому, что имеем, про то, куда мы держим путь и как можем на все это повлиять.

Добро пожаловать на нашу волшебную прогулку по загадкам медицины.

* * *

Когда мне было пятнадцать лет, моему дедушке диагностировали болезнь Альцгеймера. Тогда ему шел семьдесят второй год. Слишком многим известно, как ужасно наблюдать за тем, как близкие болеют этой страшной болезнью. А когда тебе всего пятнадцать, тяжело смириться с тем, что сильный, любящий тебя человек угасает практически прямо на глазах. Хочется получить ответы. Хочется узнать почему.

Одно пристрастие моего дедушки всегда казалось мне странным – он обожал сдавать кровь. По-настоящему обожал. Ему нравилось, как после этой процедуры улучшалось его самочувствие и как он наполнялся энергией.

Большинство людей выступают в роли доноров потому, что им приятно на эмоциональном уровне делать добро для других – но только не мой дедушка, которому после сдачи крови было хорошо как психически, так и физически. Он всегда говорил, что где бы у него ни болело, все, что ему нужно, – это хорошенько пустить кровь, и тогда от боли не останется и следа. Я не мог понять, как потеря пол-литра жидкости, от которой зависит наша жизнь, может кому бы то ни было пойти на пользу. Я спросил об этом у нашего школьного учителя по биологии. Потом задал тот же вопрос нашему семейному врачу. Однако никто так и не смог мне этого объяснить. Тогда я решил, что разобраться в этом предстоит самому.

Уговорив отца отвести меня в медицинскую библиотеку, я часами напролет штудировал книги в поисках ответа. Не знаю, как вообще я мог найти его среди тысячи тысяч книг, что были в библиотеке, но что-то подтолкнуло меня в нужном направлении. Интуиция подтолкнула меня к книгам про железо – я был достаточно образован, чтобы знать, что, сдавая кровь, мой дедушка отдавал также в большом количестве железо. А потом – бах! Я нашел его – относительно малоизвестное наследственное заболевание под названием гемохроматоз. Если в двух словах, то это заболевание приводит к накоплению железа в организме. В конечном счете уровень железа может стать угрожающе высоким, что может привести к повреждениям печени и поджелудочной железы. Вот почему в народе его также называют «перегрузка железом». Иногда избыточное железо откладывается уже в школе, придавая человеку перманентный бронзовый круглогодичный загар. Как мне удалось выяснить, сдача крови – самый эффективный способ снижения уровня железа в организме, и мой дедушка, сдавая кровь, на самом деле просто лечил свой гемохроматоз!

Что ж, когда моему дедушке диагностировали болезнь Альцгеймера, я нутром чуял, что эти две болезни как-то связаны между собой [1]. В конце концов, раз уж гемохроматоз приводит к накоплению в организме железа, которое повреждает внутренние органы, то почему эта болезнь не может вносить свой вклад и в некоторые повреждения головного мозга? Разумеется, тогда никто особо не воспринял меня всерьез – мне было всего пятнадцать лет.

Когда пару лет спустя пришла пора отправляться в университет, я был твердо настроен изучать биологию. Кроме того, я собирался продолжать искать взаимосвязь между болезнью Альцгеймера и гемохроматозом. Вскоре после получения диплома я узнал, что был выявлен ген, отвечающий за гемохроматоз, и решил, что сейчас самое время серьезно заняться изучением моей догадки. Таким образом я стал соискателем научной степени в области нейрогенетики. Всего спустя два года совместной работы с исследователями и врачами из множества различных научных лабораторий мы нашли ответ. Нам удалось обнаружить довольно запутанную, но явную генетическую связь между гемохроматозом и некоторыми видами болезни Альцгеймера.

Сладкий вкус победы, однако, отдавал горечью. Мне удалось доказать свою догадку, пришедшую ко мне еще в школьные годы (и даже получить за нее ученую степень), однако моему дедушке это никак не помогло. Он умер за двенадцать лет до этого открытия, в возрасте семидесяти шести лет, после пяти лет борьбы с болезнью Альцгеймера. Конечно, я прекрасно понимал, что мое открытие может помочь многим другим людям – ведь именно ради этого я изначально и хотел стать врачом и ученым.

Кроме того (об этом мы поговорим подробнее в следующей главе), в отличие от большинства научных открытий, здесь пользу можно извлечь моментально. Гемохроматоз – одно из самых распространенных хронических заболеваний у людей, происходящих от западных европейцев: более тридцати процентов населения являются носителями этого гена. Если вам известно о наличии у вас гемохроматоза, вы можете предпринять ряд крайне незамысловатых профилактических мер с целью снижения уровня железа в крови и для предотвращения его накопления, что вполне способно навредить вашим внутренним органам. В качестве такой профилактики может быть и та, которую мой дедушка открыл для себя самостоятельно, – сдавать кровь. Чтобы узнать, есть ли у вас гемохроматоз [2], нужно сдать анализ крови, генетическое тестирование, сделать биопсию печени. Если результаты анализов будут положительными, начните регулярно сдавать кровь и скорректируйте свой рацион питания, и вы сможете жить с этой болезнью. У меня получается.

* * *

Впервые я почувствовал недомогание в восемнадцать лет. Тогда меня осенило: возможно, у меня в организме так же скапливается чрезмерное количество железа, как и у моего дедушки. Стоило ли удивляться, когда результаты анализов оказались положительными. Как вы можете догадаться, я стал думать: что это может значить для меня? Почему у меня эта болезнь?

Самым главным вопросом из всех был следующий: почему так много людей на свете унаследовали ген, способный причинить столько вреда? С какой стати эволюция, которая, по сути, должна искоренять губительные признаки и распространять благотворные, позволяет подобным генам сохраняться?

Именно об этом написана данная книга.

Чем глубже я погружался в исследования, тем больше вопросов у меня возникало. Эта книга стала результатом всех тех вопросов, которые у меня возникли, а также исследования, к которому они привели, и обнаруженных в процессе взаимосвязей. Надеюсь, моя книга поможет вам понять, насколько восхитительна, разнообразна и взаимосвязана природа жизни в том удивительном мире, который мы с вами населяем.

Вместо того чтобы разобраться с тем, что не так и что с этим можно поделать, мне хотелось бы, чтобы люди заглянули за кулисы эволюции и задумались, почему то или иное заболевание или инфекция вообще возникли изначально. Думаю, ответы вас удивят, просветят и – в долгосрочной перспективе – дадут вам возможность прожить более долгую и здоровую жизнь.

Для начала мы рассмотрим некоторые наследственные заболевания. Люди, которые, подобно мне, изучают одновременно и медицину, и эволюцию[3], очень интересуются наследственными заболеваниям, потому что болезни, обусловливаемые наследственностью, в ходе эволюции должны в большинстве случаев исчезать.

Эволюция любит генетические признаки, которые помогают нам выживать и размножаться, но она недолюбливает особенности, которые делают нас слабыми или угрожают нашему здоровью (особенно если угроза возникает до наступления репродуктивного возраста).

Выборка генов, которые дают нам преимущество в выживании или размножении, приводит к процессу, именуемому естественным отбором.

Его суть в том, что если ген приводит к появлению признака, из-за которого шансы организма на выживание или размножение уменьшаются, то этот ген (вместе с этим признаком) не будет передаваться – во всяком случае, будет передаваться не слишком долго, – потому что шансы на выживание индивидов с этим признаком уменьшаются.

С другой стороны, если ген приводит к появлению признака, который делает организм более приспособленным к окружающей среде и повышает его шансы на размножение, то этот ген (опять-таки вместе с этим признаком) с большей вероятностью передастся потомкам. Чем выгоднее тот или иной признак, тем быстрее отвечающий за него ген распространяется по всему генофонду.

Таким образом, на первый взгляд с точки зрения эволюции в наследственных заболеваниях нет практического смысла. С какой стати в генофонде миллионы лет спустя сохранились гены, из-за которых люди болеют? Объяснение есть. Вскоре вы все узнаете.

Мы с вами попытаемся разобраться, как окружающая среда, в которой жили наши предки, помогла изменить наши с вами гены.

Мы также рассмотрим различные растения и животных и попытаемся понять, чему мы можем научиться, зная их эволюцию, а также узнать, как их эволюция отразилась на нашей.

Мы проделаем это и со всей остальной живностью, населяющей наш мир, – бактериями, простейшими, грибами и даже с многочисленными квазиживыми паразитическими вирусами, а также мобильными генетическими элементами, которые мы называем транспозонами и ретротранспозонами.

Когда вы прочитаете книгу, то по-новому будете воспринимать удивительное многообразие жизни, населяющее нашу удивительную планету. Кроме этого, я надеюсь, у вас появится понимание того, что чем больше мы знаем о своем происхождении, о тех, с кем мы вместе живем, и об их происхождении, тем больше мы можем повлиять на свое будущее.

* * *

Прежде чем вы погрузитесь в чтение, вам следует отделаться от некоторых предубеждений, которые могли у вас появиться до того, как у вас в руках появилась эта книга.

Во-первых, вы не одиноки [4]. Прямо сейчас, лежите ли вы в кровати или сидите на пляже, вы находитесь в компании тысяч живых организмов – бактерий, насекомых, грибов и черт знает кого еще. Некоторые из них внутри вас – ваш пищеварительный тракт населен миллионами бактерий, оказывающих значительную помощь в процессе переваривания пищи. На самом деле у любого живого существа за пределами лаборатории всегда есть компания. И все эти живые существа оказывают друг на друга влияние – иногда благотворное, случается, что и вредоносное, а бывает, и то, и другое.

Такое положение вещей приводит нас к следующему утверждению: эволюция не протекает сама по себе. Жизнь в нашем мире представлена поразительным ее многообразием. И в каждом живом существе – начиная от самых простых (таких, как любимица школьных учебников – амеба) и заканчивая, возможно, самыми сложными (человек), – запрограммированы две команды: выживать и размножаться. В ходе эволюции организмы пытаются повысить свои шансы на выживание и размножение.

Иногда выживание одного организма означает смертный приговор для других, поэтому эволюция одного отдельно взятого вида может подталкивать к эволюции сотни и тысячи других видов. Таким образом, когда это происходит, создается давление эволюционного отбора на множество других видов.

Но этим дело не ограничивается. Взаимодействие организмов между собой является далеко не единственным фактором, влияющим на их эволюцию. Их взаимодействие с планетой играет не менее важную роль. У растения, привыкшего благоухать в тропических болотах, есть выбор – измениться или погибнуть, когда в его родные пенаты вторгаются ледники. Поэтому ко всем факторам, влияющим на ход эволюции, следует добавить все изменения в климате планеты и окружающей среды в целом, произошедшие за три с половиной миллиарда лет (плюс-минус пару сотен миллионов лет) с момента зарождения жизни на планете, которую мы все зовем своим домом.

Итак, давайте еще раз уточним: все вокруг влияет на эволюцию всего остального. Бактерии, вирусы и паразиты, вызывающие у нас болезни, оказали воздействие на ход нашей эволюции, так как нам пришлось адаптироваться, чтобы справляться с их последствиями. В ответ на это они тоже эволюционировали, и этот процесс происходит снова и снова.

На ход нашей эволюции повлияли и всевозможные факторы окружающей среды, начиная от смены климата и заканчивая изменениями, касающимися наших источников пищи – и даже предпочтений в еде, которые носят преимущественно культурный оттенок.

Словно весь мир пустился в замысловатый, многоуровневый танец, в котором мы все выступаем в роли партнеров, и в танце этом ведем то мы, то другие, при этом постоянно влияя на движения друг друга – такая всемирная эволюционная макарена.

В-третьих, в мутации нет ничего плохого. Она идет на пользу не только Людям Икс. Мутация попросту означает изменение – плохие мутации не выживают, в то время как хорошие приводят к развитию нового признака. Качество мутации определяется в ходе процесса, именуемого естественным отбором. Если какой-нибудь ген мутирует так, что это помогает организму выживать и размножаться, то этот ген распространяется по всему генофонду вида. Если же мутация вредит способности организма выживать и размножаться, то этот ген отмирает. Разумеется, все относительно – мутации, помогающие бактериям сопротивляться действию антибиотиков, губительны для нас, однако с точки зрения бактерий они полезны.

Наконец, ДНК – это не судьба, это история [5]. Ваша жизнь не определяется вашим генетическим кодом. Конечно, он на нее влияет – как именно, однако, будет сильно зависеть от ваших родителей, окружающей среды и того, что вы будете выбирать на своем жизненном пути. Ваши гены – это эволюционное наследство, доставшееся вам от всех организмов, что были до вас, заканчивая вашими родителями и начиная первыми живыми существами.

Где-то в вашем генетическом коде запрятаны следы каждой эпидемии, каждого хищника, каждого паразита и каждого катаклизма, которые удалось пережить вашим предкам. Здесь записана каждая мутация, каждое изменение, которые помогли им адаптироваться к изменяющимся внешним обстоятельствам.

Великий ирландский поэт Шеймас Хини написал, что один раз в жизни надежда может рифмоваться с историей. Когда же история и перемены рифмуются друг с другом, то получается эволюция:

Если костер на горе полыхает

Иль молнии бьют с ураганом,

А прямо с небес Бог наш вещает,

Значит, слушает кто-то,

Как жизнь, зародившись,

Свой громкий крик испускает.

Глава 1

Железная хватка

Жажда соревноваться и побеждать у Арана Гордона в крови. Он работает финансовым директором крупнейшей компании, участвует в соревнованиях по плаванию с шестилетнего возраста и успешно бегает на длинные дистанции. Спустя чуть больше дюжины лет после того, как он пробежал свой первый марафон в 1984 году, Аран замахнулся на самый грандиозный и жестокий марафон на свете – Песчаный Марафон, 250-километровую гонку через пустыню Сахару, где зверский зной и бесконечный песок не на шутку испытывают выносливость бегунов.

Когда он начал готовиться к этому испытанию, то столкнулся с тем, с чем ему никогда не доводилось иметь дело раньше, – с физическими трудностями. Он постоянно выбивался из сил. Его суставы болели, а сердце, казалось, замирало от перегрузки. Он сказал своему партнеру по бегу о неуверенности в том, что сможет продолжить тренировки и бегать вообще. И тогда он пошел к врачу.

На самом деле он пошел по врачам. Врач за врачом – они не могли найти причин наблюдавшихся у него симптомов либо приходили к ложным заключениям. Когда из-за болезни у него началась депрессия, ему сказали, что дело в стрессе, и порекомендовали поговорить с психотерапевтом. Когда анализы крови выявили проблемы с печенью, ему сказали, что он слишком много пьет. Наконец, три года спустя врачам удалось обнаружить истинную проблему. Анализы обнаружили огромное количество железа в крови и печени – запредельное количество железа.

Аран Гордон ржавел на глазах.

* * *

Гемохроматоз – это наследственное заболевание, при котором нарушается процесс обмена железа в организме.

Обычно, когда организм обнаруживает, что в крови содержится достаточное количество железа, интенсивность его всасывания из пищи в кишечнике снижается.

Сколько бы вы ни запихивали в себя пищевых добавок с железом, его переизбытка в вашем организме наблюдаться не будет. Как только вашему телу будет достаточно накопленного количества железа, все избытки будут выводиться из него, а не усваиваться. Организм же больного гемохроматозом человека постоянно думает, что ему недостаточно железа, и продолжает с прежним напором его усваивать. Со временем это приводит к смертельно опасным последствиям. Излишки железа откладываются по всему организму, что, в конечном счете, приводит к повреждению суставов, основных внутренних органов и нарушению общего химического баланса. При отсутствии предпринятых мер гемохроматоз может привести к отказу печени и сердца, диабету, артриту, бесплодию, психическим расстройствам и даже раку. Если никак не бороться с гемохроматозом, в конечном итоге он приводит к смерти.

На протяжении более чем ста двадцати пяти лет после того, как гемохроматоз был впервые описан Армандом Труссо в 1865 году, эта болезнь считалась чрезвычайно редкой. Но в 1996 году впервые в истории удалось выделить основной ген, отвечающий за развитие этой болезни. После этого было установлено, что аллель[1], приводящая к болезни, чаще всего встречается в ДНК у людей, чьи предки были выходцами из Западной Европы. Если ваши предки были западными европейцами, то с вероятностью один к трем или один к четырем вы являетесь носителем по крайней мере одной копии гена гемохроматоза. Тем не менее гемохроматоз со всем характерным набором сопутствующих симптомов наблюдается лишь в одном случае из двухсот среди выходцев из Западной Европы. На языке генетиков степень того, насколько сильно тот или иной ген проявляет себя в каждом отдельном человеке, называется пенетрантностью этого гена. Если наличие одного-единственного гена означает, что у всех его носителей будет ямочка на подбородке, то это значит, что у этого гена очень высокая или полная пенетрантность. С другой стороны, если для проявления гена требуется ряд других обстоятельств, как в случае с геном гемохроматоза, то считается, что у него низкая пенетрантность.

У Арана Гордона был гемохроматоз [6]. На протяжении более тридцати лет в его организме накапливалось железо. При отсутствии лечения, как сказали ему врачи, болезнь бы убила его в течение следующих пяти лет. К счастью для Арана, ему смог помочь один из старейших в истории человечества способов лечения. Но перед тем, как поговорить об этом, нам следует вернуться немного назад.

С какой стати такая опаснейшая болезнь проникла в наш генофонд? Видите ли, гемохроматоз – это не инфекционная болезнь, как малярия, он не связан с вредными привычками, как, например, рак легких, вызываемый курением, и вирусы, как в случае с оспой, тут тоже ни при чем. Гемохроматоз передается по наследству, и отвечающий за него ген очень распространен среди определенных популяций людей. С точки зрения эволюции это означает, что мы сами его выпросили.

Вспомните, как работает естественный отбор. Если тот или иной генетический признак делает особь сильнее – особенно если он делает ее сильнее до того, как она обзаведется потомством, – то это повышает шансы особи на выживание, размножение и передачу этого признака по наследству. Если тот или иной признак делает особь слабее, то шансы ее на выживание, размножение и передачу этого признака падают.

Со временем различные особи «отбирают» те признаки, которые делают их сильнее, и избавляются от тех, которые делают их слабее. Так почему же этот прирожденный убийца по имени «гемохроматоз» как ни в чем не бывало живет в нашем генофонде? Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо проанализировать связь между жизнью – не только человеческой, но и практически в любой другой форме – и железом. Но перед этим давайте подумаем вот о чем: с какой стати вы бы стали принимать лекарство, которое гарантированно убьет вас через сорок лет? Причина может быть только одна, верно? И заключается она в том, что это лекарство не даст вам умереть завтра.

* * *

Практически любая форма жизни питает слабость к железу. Человечеству железо необходимо почти для каждой функции обмена веществ. Железо переносит кислород от легких по кровеносным сосудам, высвобождая его там, где организм в нем нуждается. Из железа строятся ферменты, выполняющие основную тяжелую химическую работу в организме по его детоксикации и преобразованию сахаров в энергию. Рацион питания с низким содержанием железа и дефицит железа в целом являются основной причиной анемии – недостатка красных кровяных телец, который может привести к усталости, одышке и даже отказу сердца (до 20 % женщин из-за менструации могут столкнуться с железодефицитной анемией – настолько много железа они теряют вместе с кровью ежемесячно. Подобное явление характерно и для доброй половины беременных женщин – менструации у них нет, однако сидящий в них пассажир весьма голоден до железа!).

При нехватке в организме железа плохо работает наша иммунная система, кожа бледнеет, люди испытывают дезориентацию, головокружения, озноб и чрезвычайную усталость.

Железо даже объясняет то, почему некоторые участки Мирового океана голубые, кристально-прозрачные и практически лишены жизни, в то время как другие – ярко-зеленые и кишат ею. Оказывается, океаны становятся усеяны железом, когда в них оседает пыль с суши, гонимая потоками ветра. В тех участках океана, которые лишены этих несущих железо ветров, образуется очень мало фитопланктона – одноклеточных живых существ, находящихся в самом низу океанической пищевой цепи. Нет фитопланктона – нет зоопланктона. Нет зоопланктона – нет анчоусов. Нет анчоусов – нет тунца.

Вместе с тем другие участки Мирового океана, такие как Северная Атлантика, находящаяся прямо на пути богатой железом пыли из пустыни Сахара, представляют собой просто утопающий в зелени водный мегаполис.

Между прочим, это даже повлекло за собой появление одной идеи по борьбе с глобальным потеплением [7], которая заключалась в следующем: предлагалось выбросить в океан миллиарды тон растворенного в воде железа, что приведет к массивному росту растений, которые, благодаря фотосинтезу, смогут компенсировать огромные выбросы углекислых газов в атмосферу человеком. В рамках проверки теории в 1995 году участок океана в районе Галапагосских островов был за один день превращен из сияюще-голубого в темно-зеленый, так как железо привело к росту огромного количества фитопланктона.

Поскольку железо играет в нашей жизни такую важную роль, большинство исследований сосредоточено на людях с дефицитом железа. Ряд врачей и специалистов по питанию исходили из соображений, что чем больше железа, тем лучше. В настоящий момент пищевая промышленность добавляет железо во все подряд, начиная от муки и хлопьев для завтрака и заканчивая детским питанием.

Но не зря же говорят, что все хорошо в меру, так ведь?

Наши взаимоотношения с железом гораздо более замысловатые, чем это всегда было приятно считать. Железо играет в нашем организме жизненно важную роль, однако также подставляет плечо практически каждой биологической угрозе в нашей жизни.

За очень редкими исключениями в виде нескольких бактерий, использующих в своем обмене веществ другие металлы, практически всем формам жизни на Земле, чтобы выжить, нужно железо.

Паразиты преследуют нас ради нашего железа; раковые клетки выживают за счет нашего железа. Поиск, контроль и использование железа – это своего рода соревнование жизни.

Для бактерий, грибов и простейших человеческая кровь и ткани нашего тела являются неиссякаемым источником железа. Добавляя в свой организм слишком много железа, мы тем самым только превращаем себя в шведский стол для всех этих существ.

* * *

В 1952 году Юджин Вайнберг был одаренным ученым-микробиологом со здоровым любопытством и больной женой [10]. Ей диагностировали легкую инфекцию и прописали антибиотик тетрациклин. Профессор Вайнберг пытался понять, мог ли ее рацион питания как-то повлиять на эффективность антибиотиков. Наше понимание бактериальных инфекций сейчас находится в зародышевом состоянии, поэтому в 1952 году знания медицины в этом вопросе были практически нулевыми. Вайнберг решил проверить, как будут реагировать антибиотики на наличие или отсутствие тех или иных веществ, которые поступали в организм его жены вместе с пищей.

В своей лаборатории Индианского университета он поручил своему помощнику добавить в дюжину чашек Петри три компонента: тетрациклин, органическое или элементарное питательное вещество, свое для каждой чашки, и затем высадить туда бактерии. Несколько дней спустя одна из чашек была настолько переполнена бактериями, что ассистент профессора Вайнберга решил, что забыл добавить в эту чашку антибиотик. Он повторил эксперимент для этого ростового компонента и получил точно такой же результат – массовый рост бактерий. Питательное вещество в этом образце настолько стимулировало размножение бактерий, что им удалось практически нейтрализовать действие антибиотика. Наверное, вы уже догадались, что в чашке было железо.

Затем Вайнберг решил доказать, что доступ к железу помогает почти всем бактериям размножаться практически беспрепятственно. Оставшуюся часть жизни он посвятил изучению негативных последствий употребления избыточного количества железа для людей и тому, как с ним связаны другие формы жизни.

Обмен железом в организме человека – сложнейший процесс, в котором задействованы практически все части тела. У здорового взрослого в организме находится, как правило, от трех до четырех граммов железа. Большая его часть содержится в гемоглобине крови и помогает в переносе кислорода, однако железо можно найти по всему организму. С учетом того, что железо не только необходимо нам для выживания, но и может поставить нашу жизнь под угрозу, неудивительно, что у нас есть свои механизмы защиты, ориентированные именно на железо.

Мы наиболее всего уязвимы перед инфекцией, когда у нее есть прямой доступ к нашему организму. У взрослого без ран и повреждений кожи путями этого доступа служат рот, глаза, нос, уши и гениталии. Поскольку болезнетворным организмам для выживания необходимо железо, наше тело предусмотрительно установило запрет на железо на этих участках. Более того, эти входные отверстия постоянно патрулируются так называемыми хелаторами – различными группами веществ, которые, присоединяясь к ионам металла и молекулам железа, не дают им быть кем бы то ни было использованными. Слезы, слюна, слизь – то есть все те жидкости, которые находятся в этих отверстиях, – богаты хелаторами.

Но на этом наша система противодействия использованию железа вражескими организмами не заканчивается. Когда нас впервые осаждает болезнь, наша иммунная система начинает работать на полную мощность и дает отпор так называемой реакцией острой фазы. Наша кровь наполняется специальными противодействующими болезни белками, и одновременно с этим железо изолируется так, чтобы биологические захватчики не могли использовать его против нас. Нечто подобное происходит в тюрьме при угрозе бунта заключенных – коридоры заполняет охрана, надежно защитив оружейную.

Похожая реакция происходит, когда здоровые клетки становятся раковыми и начинают бесконтрольно делиться.

Раковым клеткам для роста нужно железо, вот организм и пытается ограничить к нему доступ. Сейчас проводятся фармакологические исследования с целью создания лекарств, борющихся с раком аналогичным способом – за счет ограничения раковым клеткам доступа к железу.

По мере того, как мы стали больше понимать зависимость бактерий от железа, некоторые методы лечения народной медицины вновь заслужили уважение. Раньше люди накладывали на раны смоченное в яичном белке сено с целью защиты их от инфекций. Оказалось, что это была не такая уж и плохая идея – яичный белок, собственно, и предназначен для того, чтобы не дать развиться инфекции. Яичная скорлупа пористая по своей структуре – это необходимо для того, чтобы находящийся внутри куриный зародыш мог «дышать». Очевидная проблема с пористой скорлупой в том, что не только воздух может через нее проникать – всевозможные микробы тоже не упустят возможности воспользоваться такой лазейкой. Однако яичный белок не даст им пройти, потому что в нем содержится огромное количество белков-хелаторов (тех самых изолирующих железо белков, которые патрулируют входы в наш организм), таких как овотрансферрин, защищающих эмбрион, который находится в желтке, от инфекций.

Взаимосвязь между железом и инфекцией также объясняет, каким образом кормление новорожденного грудью помогает защитить его от инфекции. Материнское молоко содержит лактоферрин – хелатообразующий белок, который связывает железо и не дает воспользоваться им вредоносным бактериям.

* * *

Перед тем как мы вернемся к Арану Гордону и гемохроматозу, обратим ненадолго свое внимание на Европу, если точнее – в середину XIV века – не самый удачный момент, чтобы там находиться.

За несколько лет, начиная с 1347 года, бубонная чума [9] разрушительным ураганом прошлась по Европе, оставляя за собой хаос и горы трупов. Где-то от трети до половины всего населения погибло – более двадцати пяти миллионов человек. Ни одна из известных человечеству эпидемий – как до чумы, так и после – даже близко не подошла к этому «рекорду». Хочется надеяться, что он так и останется непревзойденным.

Это была страшная болезнь. В самой ее распространенной форме бактерия, считающаяся возбудителем бубонной чумы (бубонная палочка Yersiniapestis, названная в честь Александра Йерсена, впервые изолировавшего ее в 1984 году), поселяется в лимфатической системе человека, вызывая болезненную опухоль подмышечных и паховых лимфатических узлов, которые потом буквально разрывает вместе с кожей. При отсутствии своевременного лечения выживает только один человек из трех. Следует заметить, что это только бубонная форма, которая поражает лимфатическую систему; когда палочка добирается до легких и начинает передаваться по воздуху, она убивает девять из десяти заразившихся человек – причем так она становится не только опаснее, но и более заразной!

Наиболее вероятной причиной вспышки чумы в Европе считается прибытие осенью 1347 года в порт Мессины, в Италии, генуэзских торговых галер. К тому моменту большая часть команды либо была мертва, либо находилась при смерти. Часть кораблей так никогда и не добралась до порта и села на мель возле берега, так как команда была слишком больна, чтобы ими управлять. На корабли набежали мародеры, заполучившие гораздо больше, чем рассчитывали, – равно как и все, кто попался им на пути, пока они распространяли чуму по суше.

В 1348 году сицилийский нотариус по имени Габриэль де Мюсси поведал о том, как болезнь передалась от команды кораблей жителям побережья, а затем вглубь по всему континенту:

«Увы! Наши корабли входят в порт, но из тысячи матросов только жалкий их десяток остался в живых. Мы прибываем домой; наша родня отовсюду прибывает, чтобы с нами повидаться. Горе нам, ибо мы насылаем на них стрелы смерти… Возвращаясь в свои дома, они, в свою очередь, заражают все семьи, которым суждено погибнуть через три дня, чтобы всем нам быть погребенными в общей могиле».[10]

По мере того, как болезнь распространялась от города к городу, паника нарастала. Люди устраивали молитвенные бдения, разжигали костры, церкви были переполнены. На кого-то нужно было возложить вину за происходящее. Сначала во всем обвинили евреев. Затем ведьм. Однако сожжение и тех, и других никак не помогло остановить смертельную эпидемию.

Любопытно, что обычаи, связанные с соблюдением Песах – иудейской Пасхи, – помогли евреям защититься от чумы [11]. Песах – это длящийся целую неделю религиозный праздник в память об Исходе евреев из Египта. Соблюдая Песах, евреи отказываются от дрожжевого хлеба и до последней крошки вычищают свои дома от всего мучного. Во многих частях мира, особенно в Европе, пшеница, другие злаки и даже бобовые растения также запрещены во время Песах. Доктор Мартин Блейзер, специализирующийся на внутренних органах при Медицинском центре Нью-Йоркского университета, полагает, что «весеннее очищение» злаковых запасов могло помочь евреям защититься от чумы, так как тем самым они снизили количество крыс, рыскающих в поисках еды, у себя в домах – крысы, как известно, являются переносчиками чумы.

Как жертвы болезни, так и врачи того времени имели слабое представление о том, что на самом деле эту болезнь вызывает. Количество трупов, которые было необходимо сжечь, было умопомрачительным. Разумеется, сжигание мертвых тел только способствовало распространению болезни, так как крысы питались зараженными трупами, а на крысах пировали блохи, также заражавшие людей. В 1348 году житель Сиены по имени Анголоди Тура написал:

«Эта болезнь, поражавшая, казалось, с одного взгляда, с одного вздоха, заставляла отцов бросать своих сыновей [12], жен – своих мужей, братьев – своих сестер. И они умирали. Но некому было заниматься их погребением, никто не готов был их хоронить ни из дружбы, ни за деньги. Люди сбрасывали трупы своих родных прямо в канавы, им было не до священника, не до проведения молитвенной службы… выкапывались огромные ямы, в которые сбрасывались трупы. Люди умирали сотнями как днем, так и ночью… и как только ямы оказывались заполнены доверху, люди начинали выкапывать новые…и я, Анголоди Тура по прозвищу Жирный, своими собственными руками похоронил пятерых своих детей. Другие трупы были лишь слегка присыпаны землей, собаки раскапывали их, и весь город был усыпан обглоданными костями. Никто больше не оплакивал погибших – каждый ждал своей собственной смерти. Умерло настолько много людей, что все решили, будто настал конец света».

На деле оказалось, что это был никакой не конец света, и даже в Европе умерли не все. Даже не все зараженные погибли. Почему? Почему одни люди умерли, а другие выжили?

Ответ на этот вопрос можно найти там же, где Аран Гордон пытался найти причину своих проблем со здоровьем, – в железе.

Современные исследования обнаружили, что чем больше железа содержится в крови той или иной популяции людей, тем более уязвима эта популяция перед чумой.

В прошлом наибольшему риску были подвержены здоровые взрослые мужчины – дети и старики часто недоедали, из-за чего были подвержены дефициту железа, в то время как женщины постоянно теряли железо из-за менструаций, беременностей и грудного вскармливания. Возможно, что, как написал профессор Стивен Элл из Айовского университета, «содержание в организме железа соответствует [соответствовало] уровню смертности [13]. С учетом этого, наибольшему риску подвержены взрослые мужчины, в то время как женщины [теряющие железо в процессе менструации], дети и старики находятся под меньшей угрозой».

У нас нет доступа к заведомо достоверным данным по смертности людей в четырнадцатом веке, однако многие историки полагают, что наиболее уязвимыми тогда были именно мужчины в самом расцвете сил. Более поздняя – но все равно произошедшая многие годы назад – вспышка бубонной чумы, по которой сохранились достоверные данные по смертности, показала, что здоровые взрослые действительно были наиболее уязвимы перед этой чудовищной болезнью. Исследование статистики по прихожанам церкви Святого Ботольфа в 1625 году показало, что в возрасте от пятнадцати до сорока четырех лет от болезни погибло в два раза больше мужчин, чем женщин. [14]

* * *

Вернемся к гемохроматозу. Со всем этим железом у себя в организме больные гемохроматозом должны быть ходячими магнитами для инфекций в целом и бубонной чумы в частности [15], так ведь?

А вот и нет.

Помните о том, что организм в случае болезни запускает процесс изоляции железа? Оказывается, что у людей с гемохроматозом этот процесс протекает постоянно. Избыток поступившего в организм железа распределяется по всему организму. И хотя в большинстве клеток оказывается слишком много железа, у одного конкретного типа клеток железа оказывается гораздо меньше, чем обычно. Таковыми клетками является разновидность белых кровяных телец под названием макрофаги. Макрофаги – это полицейские автофургоны нашей иммунной системы. Они патрулируют организм в поисках нарушителей, а когда находят их, то окружают, пытаются обезвредить или убивают, после чего привозят их в одно из отделений, в роли которых выступают наши лимфоузлы.

Макрофаги человека, не страдающего гемохроматозом, содержат большое количество железа. Возбудители многих инфекций, таких как туберкулез, могут использовать содержащееся в макрофагах железо в качестве пищи и для размножения (именно это наш организм и пытается предотвратить, изолируя железо). Получается, что когда обычные макрофаги собирают определенных возбудителей инфекций, они непреднамеренно предоставляют этим возбудителям доступ к железу, необходимому им, чтобы стать сильнее. К моменту, когда макрофаги достигают лимфоузла, транспортируемые ими возбудители становятся вооруженными и опасными и могут использовать лимфатическую систему для распространения по всему организму. Именно это и происходит при бубонной чуме: характерные для нее распухшие и лопающиеся лимфоузлы становятся прямым результатом того, что бактерии захватывают иммунную систему и начинают использовать ее в своих целях.

В конечном счете именно способность использовать содержащееся в макрофагах железо делает одни внутриклеточные инфекции смертельными, другие – слабыми.

Чем дольше наша иммунная система способна сдерживать распространение инфекции, тем больше у нее остается времени на разработку других методов борьбы с ней, таких, как образование подавляющих действие возбудителей антител.

Если в макрофагах содержится недостаточное количество железа, как это происходит у людей с гемохроматозом, это дает им дополнительное преимущество – они не только изолируют возбудителей инфекции от всего остального организма, но также и морят их голодной смертью.

Современные исследования показали, что макрофаги с пониженным содержанием железа действительно становятся Брюсом Ли иммунной системы человека [16]. В ходе одного из экспериментов в отдельные чашки Петри были помещены вместе с бактериями макрофаги больных гемохроматозом и макрофаги здоровых людей, чтобы проверить их способность нейтрализовать возбудителей. Макрофаги людей, больных гемохроматозом, не оставили бактериям ни малейшего шанса – считается, что им удается гораздо эффективнее противодействовать бактериям за счет способности ограничивать доступ к железу, в отличие от макрофагов здоровых людей.

Итак, мы пришли к тому, с чего начали. Зачем принимать таблетку, которая гарантированно убьет тебя через сорок лет? По той простой причине, что она не даст умереть тебе на следующий день. Для чего было нам выбирать ген, который заведомо приведет к нашей смерти из-за переизбытка железа в организме в возрасте, который сейчас считается средним? Потому что этот ген может защитить нас от болезни, убивающей людей в куда более раннем возрасте.

* * *

Гемохроматоз развивается вследствие мутации гена. Эта болезнь, разумеется, появилась задолго до чумы. Согласно данным современных исследований, она берет свое начало у викингов [17], в дальнейшем распространившись по Северной Европе во времена заселения викингами европейского побережья. Изначально эта болезнь, вероятно, выполняла роль защитного механизма для популяций, подверженных из-за недостаточного питания дефициту железа и живущих в суровых климатических условиях. Однако если причина была действительно в этом, то можно было ожидать обнаружение гемохроматоза среди всех популяций, живущих в способствующих дефициту железа в организме условиях, однако подобной закономерности не наблюдается.

Некоторые ученые полагают, что женщинам с гемохроматозом, вероятно, дополнительное железо в организме шло на пользу, так как помогало предотвратить связанную с месячными анемию. Это, в свою очередь, способствовало увеличению потомства, которое также являлось носителем гена гемохроматоза. Еще более смелые теории предполагают, что мужчинам у викингов удавалось компенсировать негативные последствия гемохроматоза за счет частых потерь крови, связанных с их воинственным образом жизни.

По мере заселения викингами европейского побережья частота мутации могла увеличиться за счет так называемого учеными-генетиками эффекта основателя. Когда немногочисленные группы людей из одной популяции создают колонии на безлюдных либо изолированных территориях, то на протяжении нескольких поколений происходит значительное близкородственное спаривание. Это практически гарантирует сохранение и распространение в популяции любой мутации, которая не приводит к смерти в ранние годы.

И вот наступает 1347 год, и чума начинает свой смертельный марш по всей Европе. Люди с мутацией, приводящей к гемохроматозу, оказываются наиболее устойчивыми к инфекции за счет особенностей своих макрофагов, лишающих бактерии доступа к железу. Хотя болезнь и является для них отсроченным на несколько десятилетий смертным приговором, она повышает их шансы пережить чуму по сравнению с теми, кто гемохроматозом не болеет, и тогда мутировавший ген передается их детям.

Любая популяция, в которой люди умирают в среднем возрасте, будет только рада гену, который в этом возрасте гарантированно убивает, однако помогает до него дожить.

Эпидемия бубонной чумы, получившая прозвище «Черная смерть» в четырнадцатом веке в Европе, является самой известной – и смертоносной – вспышкой инфекционной болезни, однако ученые и историки уверены, что вплоть до восемнадцатого-девятнадцатого веков повторные вспышки наблюдались в Европе чуть ли не каждое поколение. Если гемохроматоз помог этому первому поколению носителей пережить чуму, вследствие чего мутировавший ген распространился по популяции, то, скорее всего, последующие вспышки чумы только усилили этот эффект, еще больше укореняя эту мутацию среди жителей Северной и Западной Европы на протяжении последующих трехсот лет каждый раз, когда болезнь давала о себе знать. Рост числа носителей гемохроматоза, способных противостоять чуме, может также служить объяснением того факта, что ни одна из последующих вспышек эпидемии в Европе не была такой смертоносной, как эпидемия 1347–1350 годов.

Такое новое понимание связи гемохроматоза, инфекции и железа в организме привело к переоценке двух общепринятых медицинских практик – одной очень старой и почти дискредитированной, другой гораздо более современной, ставшей почти догмой. Первая – кровопускание – снова обретает былое уважение. Вторая – употребление железа в виде пищевой добавки, особенно для больных анемией – теперь пересматривается в зависимости от обстоятельств.

Кровопускание – один из старейших способов лечения в истории человечества с самой, пожалуй, запутанной историей [18]. Первые упоминания о нем появились три тысячи лет назад в Древнем Египте, а пика своей популярности кровопускание достигло в девятнадцатом веке, однако затем этот способ стал считаться дикостью и последнюю сотню лет практически не использовался. Существуют данные о том, как сирийские врачи использовали пиявки с целью кровопускания более двух тысяч лет назад, а также известно о великом еврейском ученом-враче Маймониде, который в девятнадцатом веке при дворе Саладина лечил султана Египта кровопусканием. Чтобы пускать кровь своим пациентам, врачи и шаманы по всему миру от Азии до Европы, от Европы до Америки использовали всевозможные инструменты – заостренные палочки, зубы акулы, миниатюрные луки со стрелами.

В западной медицине этот способ лечения основывался на учениях греческого врача Галена, придерживавшегося теории четырех соков в организме человека – кровь, черная желчь, желтая желчь и флегма[2]. Гален и его последователи полагали, что любая болезнь является следствием дисбаланса этих четырех жидкостей в организме человека и задача врача состоит в том, чтобы восстановить этот баланс у своих пациентов с помощью лечебного голодания, очищения слабительными и кровопускания.

Целые медицинские трактаты были посвящены описанию того, как и в каком именно количестве следует пускать кровь. На иллюстрации к учебнику медицины 1506 года насчитывается сорок три различных места на человеческом теле, которые можно использовать с целью лечебного кровопускания – из них на одной только голове было расположено четырнадцать точек.

Пик популярности кровопускания пришелся на восемнадцатый и девятнадцатый века. Согласно медицинским записям того времени, врачи пускали кровь каждому, кто обращался к ним с жаром, гипертонией или отеком. Если у человека была инфекция, кровоизлияние во внутренние органы, нервные расстройства, ему пускали кровь. Если его мучил кашель, головокружение, головная боль, если он страдал от паралича, ревматизма, пьянства или одышки, ему пускали кровь. Как бы безумно это ни звучало, но даже при потере крови людям пускали кровь. Это было панацеей.

Современная медицина многие годы скептически относилась к процедуре кровопускания по многим причинам, часть из которых являются совершенно оправданными. По крайней мере, повсеместное лечение в восемнадцатом-девятнадцатых веках кровопусканием практически любого недуга само по себе выглядит как-то сомнительно.

Когда Джордж Вашингтон заболел инфекцией горла, врачи, лечившие его, провели по меньшей мере четыре кровопускания всего за двадцать четыре часа. До сих пор не ясно, умер ли Вашингтон от самой инфекции или все-таки от вызванного обильной потерей крови шока.

Врачи в девятнадцатом веке повсеместно пускали кровь своим пациентам до тех пор, пока те не упадут в обморок – они считали это признаком того, что взяли крови ровно столько, сколько нужно.

После тысячелетий проведения кровопускания эта процедура резко впала в немилость в начале двадцатого века. Медицинское сообщество и даже широкая общественность сочли кровопускание воплощением варварства донаучной медицины. Теперь же исследования говорят о том, что мы поспешили с оценкой, решив полностью отказаться от кровопускания.

Во-первых, теперь кровопускание – или флеботомия, как его называют сейчас, – стало предпочтительным методом лечения для людей с гемохроматозом. Регулярная потеря крови больными гемохроматозом снижает содержание железа в их организме до нормального уровня и предотвращает накопление железа во внутренних органах, где оно наносит наибольший урон.

Но одним гемохроматозом дело не ограничилось – врачи и исследователи начали изучать эффективность флеботомии в борьбе с болезнями сердца, повышенным кровяным давлением и отеком легких. Даже на традицию пускать кровь при любом недуге в прошлом научное сообщество взглянуло свежим взглядом. Появились убедительные доказательства того, что умеренное кровопускание действительно может оказывать благоприятное воздействие на человека.

Канадский физиолог по имени Норман Кастинг обнаружил, что кровотечение у животных приводит к выбросу гормона вазопрессина, который помогает снять жар и активирует иммунную систему на полную мощность. Эта взаимосвязь пока что еще не доказана, однако даже в исторических данных можно найти множество подтверждений того, что кровопускание способствует снятию жара. Возможно, кровопускание также помогало бороться с инфекциями за счет уменьшения количества железа, доступного злокачественным возбудителям, что повышало эффективность естественной реакции организма прятать железо подальше при столкновении с инфекцией.

Если задуматься, то тот факт, что люди по всему земному шару на протяжении тысячелетий продолжали заниматься кровопусканием, говорит о том, что эта процедура должна приносить хотя бы какие-то положительные результаты. Если бы все, кому пускали кровь, умирали, то практикующие этот подход врачи быстро бы остались без работы.

Одно можно сказать наверняка: древняя медицинская процедура, которую «современная» медицинская наука когда-то отвергла, является единственным эффективным способом лечения болезни, которая при других условиях ежегодно уносила жизни тысяч людей. Отсюда можно сделать вывод, что очень многое по-прежнему лежит за пределами понимания современной медицины.

* * *

«Железо полезно. Железо полезно. Железо полезно».

Что ж, теперь вы знаете, что, когда дело касается железа, нужно знать меру, как и со всем остальным на свете. Однако вплоть до недавнего времени медицина отказывалась это понимать. Железо считалось полезным, и все думали, что чем больше железа, тем лучше.

Врач по имени Джон Мюррэй, работая вместе со своей женой в сомалийском лагере для беженцев, заметил, что многие кочевники, несмотря на сильную анемию и постоянное заражение всяческими опасными болезнетворными организмами, в том числе возбудителями малярии, туберкулеза и бруцеллеза, не демонстрировали никаких видимых признаков инфекции. Он решил изучить эту аномалию, начав давать части кочевников железо. Стоит ли удивляться, что вскоре после того, как некоторые кочевники начали принимать железо в виде пищевой добавки, инфекция сразу же взяла верх. Уровень инфекционных болезней среди кочевников, получавших вместе с пищей дополнительное железо, резко взлетел. Сомалийские кочевники противостояли всем этим инфекциям, несмотря на свою анемию. Точнее, они противостояли вирусам благодаря своей анемии. Ниже приведен яркий пример эффективности механизма изоляции железа в организме.

Тридцать пять лет назад врачи в Новой Зеландии повсеместно кололи младенцам маори раствор железа. Они полагали, что питание маори (коренные жители Новой Зеландии) слишком скудное, с низким содержанием железа, из-за чего их младенцы склонны к анемии.

Младенцы маори, которым делали уколы раствора железа, в семь раз чаще страдали смертельно опасными инфекциями, в том числе септицемией (заражение крови) и менингитом. Как у каждого из нас, в организме младенцев содержатся изолированные штаммы потенциально опасных бактерий, однако обычно организм держит их под контролем. Вводя младенцам в кровь железо, врачи тем самым обеспечивали бактерии пищей, что и приводило к таким плачевным результатам.

Не только внутривенное введение железа способно привести к подобному росту инфекций: обогащенная железом пища также может прийтись по вкусу различным бактериям. У многих грудных детей в кишечнике могут находиться споры возбудителей ботулизма (эти споры могут содержаться в меде, и это, кстати, одна из причин, по которым маленьким детям, особенно в возрасте до одного года, не следует давать мед). Если споры оживут, это может привести к смертельному исходу.

В ходе исследования шестидесяти девяти случаев младенческого ботулизма в Калифорнии было выявлено ключевое различие между смертельными и несмертельными случаями ботулизма у младенцев. У детей, которым вместо грудного молока давали обогащенную железом молочную смесь, болезнь начинала развиваться в более раннем возрасте, в результате чего они оказывались в зоне риска. Установлено, что всех десятерых погибших от ботулизма детей кормили обогащенным железом детским питанием [19].

К слову, гемохроматоз и анемия – не единственные наследственные заболевания, заручившиеся почетным местом в нашем генофонде благодаря своему свойству защищать организм от других угроз, и далеко не все они связаны именно с железом. Вторая по распространенности наследственная болезнь среди европейцев после гемохроматоза – кистозный фиброз. Это ужаснейшая, изнурительная болезнь, способная поражать различные части организма. Большинство людей с кистозным фиброзом умирают молодыми, обычно от болезней легких. Кистозный фиброз вызывает мутация в гене под названием CFTR, и для развития болезни в ДНК человека должны присутствовать две копии мутировавшего гена. Человека с одной копией опасного гена называют носителем, однако болезнь у него не развивается. Считается, что как минимум два процента потомков европейцев являются носителями мутировавшего гена, так что с генетической точки зрения эта мутация довольно распространенная. Стоит ли удивляться, что современные исследования обнаружили, что наличие копии гена, приводящего к кистозному фиброзу, в какой-то мере защищает носителя от туберкулеза. Туберкулез, также именуемый чахоткой из-за того, как быстро человек от него чахнет, повинен в двадцати процентах всех смертей в Европе в период с 1600 по 1900 год, так что это чрезвычайно опасная болезнь. Неудивительно, что наш вид впустил в свой генофонд такую опасную мутацию, чтобы хоть как-то уберечь себя от преждевременной смерти.

* * *

Впервые симптомы гемохроматоза были обнаружены у Арана Гордона во время подготовки к Песчаному Марафону – изнурительному забегу по пустыне Сахара протяженностью двести пятьдесят километров. Три года он сдавал анализы, не дававшие никакого однозначного результата, пока его здоровье продолжало ухудшаться, прежде чем наконец-то выяснили, что же на самом деле с ним не так. Когда все встало на свои места, его предупредили, что при отсутствии лечения он проживет не больше пяти лет.

Теперь нам известно, что Аран страдает от последствий самого распространенного наследственного заболевания среди потомков европейцев – гемохроматоза, болезни, которая, скорее всего, помогла его предкам пережить чуму. Сейчас здоровье Арана снова в полном порядке благодаря кровопусканию – одной из древнейших медицинских процедур на нашей планете.

Сегодня мы стали гораздо больше понимать сложную взаимосвязь между нашими организмами, железом, инфекциями и такими болезнями, как гемохроматоз, или бронзовый диабет, и анемия.

Что нас не убивает, делает нас сильнее. Скорее всего, нечто подобное вертелось в голове у Арана Гордона, когда он во второй раз пришел к финишу Песчаного Марафона в 2006 году – всего через несколько месяцев после назначенной врачами даты его смерти.

Глава 2

Сахара ложка поможет с температурой немножко

По современным оценкам Всемирной организации здравоохранения, 171 миллион людей болеют диабетом – причем ожидается, что к 2030 году это число удвоится [20]. Каждый человек практически наверняка лично знает кого-то, страдающего диабетом, или слышал про людей с такой болезнью. Холли Берри, Михаил Горбачев и Джордж Лукас – все они болеют диабетом. Это одно из самых частотных хронических заболеваний в мире, и с каждым днем оно становится все более и более распространенным.

Вся суть диабета кроется во взаимодействии организма человека с сахаром, в частности с глюкозой.

Глюкоза образуется, когда организм расщепляет содержащиеся в употребляемой нами пище углеводы. Глюкоза жизненно необходима организму человека – она служит своего рода топливом для мозга, нужна для производства белков, именно она используется для получения энергии, когда в ней возникает необходимость. При участии инсулина, гормона поджелудочной железы, глюкоза откладывается в печени, мышцах и жировых клетках (представьте, что это ваша внутренняя ОПЕК), чтобы потом по мере необходимости превратиться в топливо.

Одно из первых проявлений сахарного диабета – выделение большого количества мочи с высоким содержанием сахара. На протяжении тысяч лет наблюдатели замечали, что запах (и вкус тоже) у мочи диабетиков особенно сладкий. Китайские врачи в прошлом диагностировали у больных диабет, проверяя, привлекает ли моча пациента муравьев [21]. У больных диабетом механизм, в ходе которого инсулин помогает организму расщеплять глюкозу, нарушен, и сахар накапливается в крови, достигая опасного уровня. Если никак не контролировать это анормальное увеличение концентрации сахара в крови, то его переизбыток может привести к быстрому обезвоживанию, коме и даже смерти. Даже когда диабет компенсируется, со временем он может стать началом таких серьезных осложнений, как слепота, болезни сердца, инсульт и сосудистые заболевания, которые часто приводят к гангрене и ампутации конечностей.

Есть два вида диабета – первого и второго типа, также называемые в быту детским и взрослым диабетом соответственно, в зависимости от того, в каком возрасте каждый из этих типов обычно диагностируется.

Постепенно определение «взрослый диабет» теряет свой смысл: растущий уровень детского ожирения привел к увеличению числа детей, больных диабетом второго типа.

Некоторые ученые полагают, что диабет первого типа является аутоиммунным заболеванием – естественная защитная система нашего организма ошибочно распознает в определенных клетках тела вражеских захватчиков и принимается за их уничтожение. В случае с диабетом первого типа жертвой иммунной системы становятся клетки поджелудочной железы, ответственные за выработку гормона инсулина. Отсутствие инсулина приводит к тому, что заводы по переработке сахара нашего организма закрываются. По состоянию на сегодняшний день, единственный существующий способ бороться с диабетом первого типа – это ежедневно принимать инсулин, как правило, посредством самостоятельных уколов, однако также можно установить хирургическим путем специальную инсулиновую помпу. Помимо ежедневного введения инсулина, диабет первого типа также требует тщательного мониторинга уровня сахара в крови, а также строгого соблюдения определенного рациона питания и регулярного выполнения физических упражнений.

При диабете второго типа поджелудочная железа больного по-прежнему вырабатывает инсулин – причем порой в весьма больших количествах, – однако его в конечном счете все равно может оказаться в организме слишком мало, либо другие ткани теряют к нему чувствительность, что, в свою очередь, замедляет процессы усвоения и преобразования сахара в крови. Так как организм по-прежнему вырабатывает инсулин, диабетикам второго типа зачастую удается обходиться без инсулиновых уколов за счет других лекарств, правильного питания, упражнений, похудения и мониторинга уровня сахара в крови.

Есть еще и третий тип диабета, именуемый гестационным диабетом, который развивается у беременных женщин. Гестационный диабет чаще всего является временным явлением и проходит сам собой по окончании беременности. Эта болезнь может привести к гигантизму у новорожденного – что, по сути, является лишь громким названием для «очень пухлого ребенка» – так как все излишки сахара в крови матери через плаценту достаются и плоду. Некоторые исследователи полагают, что этот тип диабета может «намеренно» провоцироваться голодным плодом, которому нужно, чтобы мама обеспечила его дополнительной глюкозой.

Так что же вызывает диабет? По правде говоря, современной медицине пока это неведомо по причине сложного сочетания различных факторов, которые могут включать в себя наследственность, инфекции, рацион питания и воздействие окружающей среды.

Фактор наследственности определенно вызывает предрасположенность к диабету, развитие которого в конечном счете может быть инициировано некоторыми другими причинами.

В случае с диабетом первого типа триггером болезни может стать вирус или даже какие-то внешние неблагоприятные условия. Что касается диабета второго типа, то, по мнению ученых, многие люди сами провоцируют развитие болезни своим неправильным питанием, малоподвижным образом жизни и ставшим следствием этого ожирением. Но одно можно сказать наверняка: вклад генетической составляющей в диабет первого и особенно второго типов весьма существенный. И вот тут страсти и начинают накаляться. Вернее, как вы вскоре увидите, остывать.

* * *

Существует огромная разница между распространенностью диабета первого и второго типов, которая главным образом основывается на географическом происхождении. Какой бы сильный вклад в развитие диабета второго типа ни вносила наследственность, эта болезнь тесно связана с образом жизни, и 85 % людей с диабетом этого типа страдают в том числе и от ожирения. Таким образом, в настоящий момент болезнь преобладает в развитых странах, потому что легкий доступ к высококалорийной еде с низкой питательной ценностью приводит к развитию у людей ожирения, в то время как предрасположенность к диабету существует во всех группах населения. Разумеется, у определенных популяций уровень заболеваемости выше, однако он практически всегда идет рука об руку и с высоким уровнем ожирения населения. Так, например, среди индейцев пима, живущих на юго-западе США, просто ошеломляющий уровень диабета – практически половина всех взрослых страдает от этой болезни [22]. На протяжении веков они жили охотой и собирательством, и, вероятно, такой образ жизни привел к обмену веществ, более подходящему для диеты Аткинса[3] (меньше углеводов и больше белка. – Прим. ред.), чем для богатого углеводами и сахаром рациона питания, которым веками жили европейские фермеры. С диабетом первого типа другая история – он гораздо чаще встречается у людей североевропейского происхождения. В Финляндии самый высокий во всем мире уровень заболеваемости детским диабетом. На втором месте идет Швеция, а Великобритания и Норвегия делят третье место. По мере продвижения на юг уровень заболеваемости падает все ниже и ниже. Среди выходцев из Африки, Азии и Испании эта болезнь вообще является редкостью.

Когда болезнь, хотя бы частично связанная с наследственной предрасположенностью, значительно чаще встречается среди определенных народов, приходит время задуматься и начать задавать вопросы, потому что это практически наверняка означает, что некоторые аспекты генетического признака, приводящего к развитию болезни в наши дни, помогали родоначальникам этой популяционной группы пережить какую-то серьезную проблему в прошлом.

В случае с гемохроматозом нам уже известно, что эта болезнь, вероятно, наделяла ее носителей защитой от чумы за счет лишения бактерий, вызывающих ее, необходимого им для выживания железа. Так что же такого полезного диабет мог сделать для нас в прошлом? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется вновь предаться воспоминаниям – на этот раз о событиях, произошедших не сотни, а уже тысячи лет назад. Оденьтесь потеплее – нас ждет ледниковый период.

* * *

Еще полвека назад в научном сообществе было принято считать, что глобальные климатические изменения протекают чрезвычайно медленно. Разумеется, сейчас многие люди, начиная от Ал Гора и заканчивая Джулией Робертс, задались целью разъяснить человечеству, что в его силах привести к катастрофическим изменениям в окружающей среде всего за несколько поколений. Но до пятидесятых годов прошлого века большинство ученых полагало, что на изменения климата уходят тысячи и, возможно, даже сотни тысяч лет.

Это вовсе не означает, что они не признавали того факта, что когда-то ледники покрывали чуть ли не все северное полушарие. Они просто довольствовались знанием того, что ледники сошли – эпоха осталась в прошлом. Человечеству нет смысла об этом беспокоиться – никому не угрожает быть сбитым несущимся на огромной скорости ледником. Если серьезные климатические изменения в будущем и приведут нас к новому ледниковому периоду, у нас будут в запасе несколько сотен тысяч лет, чтобы как-то к этому подготовиться.

Разумеется, были и те, чье мнение отличалось от общепринятого в научном сообществе, однако на них не обращали особого внимания. Астроном Эликот Дуглас работал в Аризоне и в 1895 году начал исследовать срезы деревьев с целью изучения последствий солнечной активности, а именно – солнечных пятен, образование которых происходит циклично, в прошлом. Он так и не обнаружил их, однако в конечном счете открыл дендрохронологию – научную методику, заключающуюся в исследовании годичных колец древесины с целью получения представления о том, что было в прошлом. Первое, что он заметил, – это то, что кольца на срезах были тоньше в холодные или засушливые годы и толще в теплые и дождливые. Изучая годичные кольца одно за другим, ученый обнаружил серьезные климатические изменения, происходившие на протяжении семнадцатого века, которые привели к значительному падению средней температуры [23]. Научное сообщество не восприняло его идеи всерьез. С их точки зрения, астроном просто впустую пилил деревья в лесу. По мнению доктора Ллойда Баркла из Колумбийского университета, Дуглас был не просто прав: открытые им столетние заморозки породили немало красивой музыки. Баркл утверждает, что своим превосходным звуком скрипки великих европейских мастеров, в том числе знаменитого Страдивари, обязаны чрезвычайно плотной древесине, полученной из деревьев, которые росли в течение этого векового похолодания, – они были плотнее, так как на холоде росли медленнее, и их годичные кольца были тоньше.

Появлялись все новые и новые доказательства возможности быстрой смены климата. Так, в Швеции ученые, изучавшие слои грязи на дне озер, нашли свидетельства климатических изменений, которые произошли гораздо быстрее, чем считалось возможным в то время. Эти ученые обнаружили большое количество пыльцы дикого арктического цветка под названием дриада восьмилепестная (Dryasoctopetala) в слоях грязи, оценочный возраст которых составляет всего двенадцать тысяч лет. Обычно дриада растет в Арктике и распространяется по Европе лишь в периоды сильных похолоданий. Ее широкое распространение в Швеции двенадцать тысяч лет назад свидетельствует о том, что период теплой погоды, пришедший на смену ледниковому периоду, был прерван повторным резким похолоданием. В честь этого арктического цветка этот период похолодания был назван поздним дриасом [24]. Но даже ученые, руководимые господствовавшими в то время в научной среде идеями, полагали, что «быстрое» наступление позднего дриаса длилось не менее тысячи лет.

Трудно недооценивать отрицательный эффект, который оказывают общепринятые взгляды на науку. Геологи того времени полагали, что разгадка прошлого лежала в настоящем – если климат ведет себя так сегодня, значит, аналогично он вел себя и вчера. Такая концепция носит название «униформизм», и, как отметил физик Спенсер Уирт в своей выпущенной в 2003 году книге «Открытие глобального потепления»[4], она была основополагающим принципом среди ученых того времени.

На протяжении большей части двадцатого века геологи чтили принцип униформизма [25], считая его основой своей науки. Согласно человеческому опыту, в период продолжительностью менее тысячи лет температура практически не изменяется, и в соответствии с принципом униформизма было принято заключение, что этого никогда не происходило и в прошлом.

Когда люди уверены, что чего-то не существует, обычно они не предпринимают никаких усилий, чтобы попытаться это «что-то» найти.

Поскольку все были убеждены, что глобальные климатические изменения не могут произойти быстрее, чем за тысячу лет, никто даже не удосужился внимательно изучить доказательства того, что на это ушло гораздо меньше времени. Что же насчет тех шведских ученых, которые изучали глиняное дно озер и первыми заявили о «быстром» наступлении позднего дриаса «всего» за тысячу лет? Изучая огромные куски глины, образовавшиеся за столетия, ученые не стали разбивать их на отдельные, более мелкие слои, которые могли бы продемонстрировать, что изменения происходили куда быстрее. Доказательство того, что поздний дриас наступил гораздо быстрее, чем они думали, лежало прямо у них перед глазами, но они были ослеплены собственной предвзятостью.

* * *

К середине двадцатого века тиски унифомизма, в которые была зажата наука, начали терять свою хватку по мере того, как ученые стали понимать возможность быстрых перемен за счет катастрофических событий. В конце пятидесятых годов Дэйв Фульц из Чикагского университета создал макет земной атмосферы с использованием вращающихся жидкостей, имитирующих поведение атмосферных газов. Движение жидкостей было стабильным и цикличным, но только до тех пор, пока что-нибудь не нарушало этого равновесия. Даже малейшего вмешательства было достаточно, чтобы спровоцировать колоссальные изменения потока жидкостей. Это было далеко не научное доказательство, однако этот эксперимент заставил задуматься о неустойчивости атмосферы, ее склонности к серьезным изменениям за относительно короткий период времени. Другими учеными были разработаны математические модели, также указавшие на возможность подобных быстрых изменений.

По мере появления новых данных и повторного рассмотрения старых мнение научного сообщества стало меняться. Уже к семидесятым годам прошлого века общепризнанным стал тот факт, что температурные сдвиги и климатические изменения, приводящие к началу или концу ледникового периода, могут происходить за какие-то сотни лет. Про тысячи больше никто не говорил – счет пошел на сотни. Теперь «быстро» означало «за несколько столетий».

Итак, появилось согласие по поводу того, когда это произошло, однако о том, как именно это произошло, единого мнения не было. Возможно, метан вышел из тундровых болот в атмосферу, отгородив от нас солнечное тепло. Возможно, откололась часть антарктического ледяного щита и охладила Мировой океан. Может быть, в Северной Атлантике растаял ледник и образовалось огромное пресноводное озеро, что нарушило теплое течение, вместе с которым тропические воды попадали на север.

Твердый лед послужил ученым убедительным доказательством.

В начале семидесятых годов прошлого века климатологи обнаружили, что одно из самых достоверных свидетельств того, какая погода была на планете в прошлом, запечатано в ледниках и ледяных плато северной Гренландии. Исследования представляли собой тяжелую и опасную работа – ничего общего с тем образом лабораторной крысы в очках и белом халате, с которым мы привыкли ассоциировать ученых. Это был настоящий экстрим: команда ученых из разных стран преодолевала километры льда, карабкалась на сотни метров вверх, тащила тонны аппаратуры, боролась с высотной болезнью и безумным холодом, и все ради того, чтобы пробурить трехкилометровую толщу льда. Наградой за их труд стали нетронутые и однозначные данные о ежегодных осадках и колебаниях температуры, готовые раскрыть свои секреты при помощи несложного химического анализа. Конечно, для этого нужно было сначала до них добраться.

К восьмидесятым годам прошлого века образцы ледяного щита [26] окончательно подтвердили эпоху позднего дриаса – резкое похолодание, начавшееся порядка тринадцати тысяч лет назад и продлившееся более тысячи лет. Но это, правда, была лишь вершина айсберга.

В 1989 году в США была организована экспедиция с целью пробурить до самого дна трехкилометровый ледяной щит Гренландии, запечатавший в себе данные о 110 тысячах лет истории климата. Интересно, что в тридцати километрах от них команда европейских ученых проводила похожее исследование. Четыре года спустя обе команды ученых добрались до самого основания ледяного щита – вскоре предстояло в очередной раз пересмотреть понятие «быстро».

Пробы ледяного щита показали, что поздний дриас – последний ледниковый период – завершился всего за три года. Из ледникового периода в нормальный климат не за три тысячи лет, не за триста лет, а за каких-то три года. Более того, ледяной щит показал, что поздний дриас наступил всего за одно десятилетие. В этот раз доказательства были налицо – быстрые изменения климата оказались самой что ни на есть реальностью. Похолодание и последовавшее за ним потепление наступили настолько быстро, что ученые даже перестали использовать для описания смены климата слово «быстрый» и начали использовать вместо него такие прилагательные, как «резкий» и «стремительный». Доктор Уирт резюмировал все это в своей книге 2003 года.

Оказалось, что температурные сдвиги, на которые, по мнению ученых пятидесятых годов, ушли десятки тысяч лет, по представлениям ученых семидесятых – тысячи и по взглядам ученых восьмидесятых – сотни, на самом деле произошли за десятилетия.

Изучив данные о резких изменениях климата за последние 110 тысяч лет, ученые обнаружили, что единственным по-настоящему стабильным периодом были лишь последние 11 тысяч лет или около того. Оказалось, что настоящее вовсе не является разгадкой прошлого – оно является исключением.

Наиболее вероятной причиной наступления позднего дриаса и внезапного возвращения к температурам ледникового периода считается разрушение океанической «конвейерной ленты», или термохалинной циркуляции, создаваемой за счет перепада плотности воды, образовавшейся вследствие неоднородности распределения температуры в Атлантическом океане. Когда она работает в нормальном режиме – по крайней мере, в том, к которому мы привыкли, – этот «конвейер» переносит теплые тропические воды на поверхности океана на север, где они охлаждаются, становятся более плотными, тонут и потом глубинными течениями снова попадают в тропики. При таких условиях климат в Великобритании умеренный, хотя она и находится на тех же широтах, что и Сибирь. Однако когда работа этого конвейера нарушается – например, из-за обильного притока теплой пресной воды, образовавшейся вследствие таяния ледяного покрова Гренландии, – это может привести к серьезным последствиям для глобального климата и превратить Европу в очень холодное место.

* * *

Незадолго до позднего дриаса нашим предкам жилось вполне неплохо. Отслеживая миграции человека с помощью ДНК, ученые обнаружили свидетельства бурного роста населения в Северной Европе, когда люди, ранее мигрировавшие из Африки на север, стали снова продвигаться на север в глубь Европы на территории, пустовавшие на протяжении ледникового периода (до позднего дриаса). Средняя температура стала почти такой же высокой, как и сейчас, там, где когда-то были ледники, зацвели луга, и люди начали активно размножаться.

Вскоре потепление, длившееся со времен окончания последнего ледникового периода, резко сменилось похолоданием. Ориентировочно всего за десятилетие среднегодовая температура упала почти на тридцать градусов. Уровень моря упал на сотни метров, так как вода замерзла и осталась в виде ледяного покрова. Лесов и лугов быстро не стало. Побережья оказались окружены сотнями километров непроходимого льда. Айсберги были не редкостью вплоть до территорий современной Испании и Португалии. Громадные ледники снова начали свое грандиозное шествие на юг. Наступил поздний дриас, и мир в очередной раз изменился [27].

Несмотря на то, что человечество выжило, краткосрочный удар, особенно по тем популяциям, что переселились на север, обладал сокрушительной силой. Всего за одно поколение практически все изученные людьми способы выживания – начиная от постройки жилищ и заканчивая привычными методами охоты – потеряли свою актуальность. Многие тысячи людей практически наверняка умерли от голода или замерзли до смерти. Радиоуглеродное датирование археологических находок в явном виде продемонстрировало, что население Северной Европы резко сократилось, что отразилось в уменьшении числа поселений и других свидетельств человеческой деятельности.

Но люди определенно выжили. Вопрос в том, как именно им это удалось сделать? Безусловно, частично наш успех можно объяснить социальной адаптацией – многие ученые полагают, что поздний дриас ускорил отказ от общества охотников и собирателей и положил начало сельскому хозяйству. Но что насчет биологической адаптации и естественного отбора? Ученые полагают, что некоторые животные совершенствовали свою способность переносить заморозки именно в этот период – в частности, древесная лягушка, к которой мы еще вернемся позже. Почему же с человеком подобного не произошло? Подобно тому, как жители Европы «выбрали» ген гемохроматоза, потому что он помогал его носителям пережить чуму, мог ли какой-то другой генетический признак наделить своих носителей способностью лучше переносить холода? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим, какое влияние холод оказывает на человека.

* * *

Сразу после смерти легенды бейсбола Теда Уильямса [28] в июле 2002 года его отправили на самолете в Скоттсдейл, штат Аризона, где его подстригли, побрили и погрузили в холод. Разумеется, речь идет не о типичном аризонском спа-курорте – его тело доставили в криогенную лабораторию компании «Алькор» [29] для заморозки. Как утверждает его сын, спортсмен надеялся, что в будущем медицина сможет вернуть его к жизни.

В лаборатории его голову отделили от туловища, просверлили в ней несколько отверстий и заморозили в сосуде с жидким азотом при температуре –196 °С (туловище было помещено в отдельный охлаждающий контейнер). В брошюрах компании «Алькор» говорится, что «развитые нанотехнологии», возможно, помогут реанимировать замороженные тела, и произойдет это «вероятно, к середине двадцать первого века», однако также они замечают, что в крионике «первым обслуживается последний поступивший, и первым клиентам может потребоваться ждать очень долгое время».

На самом деле – не дождаться им этого никогда. К несчастью для Уильямса и других шестидесяти шести переохлажденных трупов в криогенной лаборатории «Алькор», ткани человеческого тела очень плохо реагируют на замораживание. При замерзании воды образуется множество крошечных острых кристалликов льда. Когда замораживают тело человека, вода в его кровеносных сосудах тоже замерзает, и осколки льда пронзают клетки крови, приводя к разрыву капилляров. Нечто подобное происходит с водопроводными трубами на морозе – правда, в данном случае ни один сантехник не сможет исправить ситуацию.

Разумеется, тот факт, что мы не научились переживать глубокую заморозку, вовсе не означает, что организм человека в ходе эволюции не нашел другие способы справляться с холодом. Напротив, наш организм не только прекрасно понимает, какую опасность для него представляют низкие температуры, у него на вооружении есть целый арсенал естественных способов защиты от холода. Вспомните ситуации, когда вам было чертовски холодно – когда вам приходилось несколько часов подряд стоять на улице промозглым зимним утром или когда вас насквозь пронизывал ветер на подъемнике в горах. Первая реакция нашего организма на холод – дрожь.

Когда мы дрожим, повышенная мышечная активность сжигает запасенный в мышечной ткани сахар, вследствие чего выделяется тепло.

То, что происходит следом, уже сложнее для восприятия, однако вы наверняка хорошо знакомы с сопутствующими ощущениями. Помните неприятное сочетание покалывания и онемения в пальцах ног и рук? Это следующий шаг нашего организма в защите от холода.

Как только организм начинает испытывать холод, происходит сужение тончайшей сетки капилляров в наших конечностях – сначала в пальцах на руках и ногах, потом все выше и выше. По мере стягивания стенок капилляров кровь направляется к туловищу, где она обеспечивает теплом наши внутренние органы, поддерживая вокруг них безопасную температуру, пускай и ценой риска обморожения конечностей. Организм борется за выживание – он готов потерять пальцы ради сохранения печени.

У людей, чьи предки жили в особенно холодном климате – например, были норвежскими рыбаками или инуитскими охотниками, – реакция организма на мороз усовершенствовалась еще больше. Через какое-то время, проведенное на холоде, суженные капилляры на руках ненадолго снова расширяются, посылая теплую кровь к онемевшим пальцам, а потом сужаются снова, продолжая оберегать в тепле туловище и внутренние органы. Такое цикличное сужение и расширение кровеносных сосудов на холоде получило название «реакция Льюиса», которая может обеспечить конечности достаточным количеством тепла, чтобы защитить их от повреждения, при этом продолжая держать в безопасности и тепле жизненно важные внутренние органы. Инуитские охотники способны поднять температуру кожи на руках с практически нулевой до десяти градусов за считаные минуты; у большинства людей это занимает гораздо больше времени. С другой стороны, у людей, чьи предки жили в относительно теплом климате, нет такой естественной способности – защищать одновременно и конечности, и туловище. Во время лютых холодов Корейской войны[5] афроамериканские солдаты гораздо чаще подвергались обморожению, чем другие солдаты.

Однако дрожь и сужение кровеносных сосудов – далеко не единственные механизмы выделения и сохранения тепла, используемые нашим телом. Часть телесного жира у новорожденных детей и некоторых взрослых представляет собой специализированную в выделении тепла ткань под названием «бурый жир» [30], который активизируется, когда тело оказывается подвержено холоду. Когда сахар из крови поступает в клетки бурой жировой ткани, вместо того чтобы отложить этот сахар про запас для получения из него энергии в будущем, как это происходит в обычных жировых клетках, клетки бурой жировой ткани мгновенно преобразуют его в тепло.

У тех, кто приспособлен к очень низким температурам, коричневый жир способен сжигать до семидесяти процентов больше энергии. Ученые называют этот процесс выделения тепла бурой жировой тканью несократительным термогенезом, потому что тепло выделяется без сокращения мышечной ткани.

Дрожь на холоде эффективна только в течение пары часов – как только запасы глюкозы в мышцах истощатся и начнет развиваться мышечная усталость, она теряет свою эффективность.

Бурый жир, с другой стороны, может продолжать выделять тепло сколько угодно времени, при условии получения им глюкозы из крови, и в отличие от других тканей его клеткам для этого не нужен инсулин.

До сих пор никто не написал книгу про диету, в основе которой лежит этот механизм сжигания энергии бурым жиром, потому что для его образования потребовались бы кардинальные изменения образа жизни. У людей, которые живут не в суровом климате, бурой жировой ткани очень мало, если она вообще есть. Чтобы бурая жировая ткань появилась и начала эффективно работать, нужно пожить в условиях экстремального холода хотя бы несколько недель. Речь идет о таких морозах, которые бывают на Северном полюсе. Но это еще не все – нужно там жить и дальше. Как только перестанешь спать в своем иглу, бурый жир тут же перестанет работать.

У организма есть в запасе еще одна защитная реакция на холод, которую ученые до конца еще не поняли – но вы почти наверняка с ней сталкивались. У большинства людей после пребывания на холоде учащается мочеиспускание. Такая реакция сотни лет приводила врачей-исследователей в недоумение. Впервые она была описана неким доктором Сазерлендом в 1764 году, когда он пытался задокументировать пользу от погружения пациентов в считающиеся лечебными – но чрезвычайно холодные – воды в озерах Бати Бристол в Англии. После погружения пациента, страдавшего от «отеков, желтухи, паралича, ревматизма и хронических болей в спине», Сазерленд сделал запись, что этот пациент «писал больше, чем пил». Сазерленд списал эту реакцию на внешнее давление со стороны воды, решив (совершенно ошибочно), что жидкость из его пациента попросту испаряется, и только в 1909 году ученым удалось связать повышенное мочеиспускание – диурез – с воздействием низкой температуры.

Главным объяснением холодного диуреза [31] – возникновения желания пописать, когда становится холодно, – является все-таки давление, только не внешнее, а внутреннее.

Современная теория гласит, что по мере роста кровяного давления из-за сокращения сосудов в конечностях организм посылает почкам сигнал начинать избавляться от жидкости. Вместе с тем эта теория не до конца объясняет это явление, особенно в свете последних открытий ученых.

Научно-исследовательский институт экологической медицины армии США провел более чем двадцатилетнее исследование реакции человека на экстремальную жару, холод, глубину и высоту. Исследование продемонстрировало, что даже у максимально приспособленных к сильным морозам людей по-прежнему наблюдается холодный диурез, стоит температуре опуститься ниже нуля. Так что вопрос остается открытым: почему повышенное мочеиспускание наблюдается именно тогда, когда нам холодно? Определенно, это не самый важный вопрос в современной медицине, однако, как вы вскоре узнаете, перспективы ответа на него весьма и весьма интригующие. Кроме того, этот ответ может пролить свет на куда более серьезные проблемы – такие, как, например, болезнь, которой на данный момент подвержены 171 миллион человек по всему миру.

* * *

Давайте отложим в сторону деликатную тему холодного диуреза и коснемся того, о чем гораздо приятней говорить, особенно за столом, – ледяного вина: вкуснейшего и дорогого напитка, появившегося – как принято считать – по воле случая. Четыреста лет назад один немецкий винодел надеялся ухватить еще хотя бы несколько дней для роста своего винограда поздней осенью, когда по его виноградникам ударил мороз, – во всяком случае, так говорят. Виноград сморщился, но винодел не стал ждать, пока весь урожай погибнет, и решил собрать замороженный виноград в надежде, что и он на что-то сгодится. Он дал винограду оттаять и выжал его, как делал это обычно, однако, к его разочарованию, сока получилось в восемь раз меньше, чем он ожидал. Так как терять ему было нечего, он поставил свой скудный урожай бродить.

И только потом понял, что ему в руки попала настоящая сенсация. Получившееся в итоге вино оказалось безумно сладким. Со времен того первого, ставшего почти легендарным и определенно получившегося по воле случая урожая, некоторые виноделы переквалифицировались на изготовление ледяного вина и каждый год собирали виноград только после наступления первых заморозков. В наши дни существует огромное количество способов оценки качества и свойств вина, среди которых так называемое измерение по «сахарной шкале». Обычное столовое вино по сахарной шкале получает от 0 до 3 %. Ледяное вино же – от 18 до 28 %.

Виноград сморщивается на холоде из-за потери жидкости. С точки зрения химии несложно догадаться, почему в ходе эволюции виноград научился избавляться от воды при наступлении заморозков – чем меньше в нем будет воды, тем меньше кристалликов льда будут угрожать целостности тончайших мембран этого фрукта.

В резком увеличении концентрации сахара тоже есть свой смысл. Кристаллы льда состоят из чистой воды, однако температура, при которой они начинают формироваться, зависит от того, какие еще примеси есть в жидкости, из воды которой они образуются. Все, что растворяется в воде, отражается на ее способности формировать шестиугольную решетку кристаллов льда. Например, обычная морская вода с большим содержанием соли замерзает при температуре где-то минус три градуса Цельсия, а вовсе не при привычном нам нуле. Теперь вспомните про водку, которую некоторые любят хранить в морозилке. Обычно спирт занимает 40 % объема жидкости в бутылке, и он прекрасно справляется с задачей не давать воде замерзнуть – водка начинает превращаться в лед только после того, как ее охладить где-то до –30°С.

Чаще всего вода не замерзает ровно при нуле даже в природе, потому что в ней всегда присутствуют различные минералы и другие примеси, понижающие температуру замерзания.

Как и спирт, сахар является природным антифризом. Чем больше содержание сахара в жидкости, тем ниже опускается ее точка замерзания.

Любопытный факт. Про роль сахара в замораживании жидкости как никому известно химикам-технологам в 7-Eleven[6], которым была поставлена задача разработать напиток «Слерпи»[7] без сахара. В обычном «Слерпи» именно сахар не давал напитку полностью замерзать, поэтому все попытки приготовить «Слерпи» без сахара заканчивались изготовлением кубиков льда. Согласно пресс-релизу компании, у них ушло двадцать лет исследований и разработок, чтобы наконец создать диетический вариант напитка за счет сочетания искусственных подсластителей и неперевариваемого многоатомного спирта.

Получается, что когда виноград избавляется от воды при первом морозе, он тем самым защищает себя сразу двумя способами: во-первых, за счет снижения объема воды, а во-вторых – за счет повышения концентрации сахара в оставшейся воде, что и позволяет винограду выдержать низкую температуру и не замерзнуть.

Избавление от воды, чтобы справиться с холодом? Очень похоже на холодный диурез – мочеиспускание, когда становится холодно, верно? А что насчет повышенного уровня сахара? Что ж, полагаю, вы уже поняли, к чему такие сравнения, но перед тем, как вернуться к диабету, давайте сделаем еще одну небольшую остановку в царстве животных.

* * *

Многие животные прекрасно себя чувствуют на холоде. Некоторые земноводные, такие как лягушка-бык, проводят зиму в холодной, но не замерзающей воде на дне озер и рек. Гигантская антарктическая треска спокойно плавает себе под льдами Антарктики; ее кровь содержит специальный белок, который присоединяется к кристалликам льда и не дает им расти. На поверхности Антарктики волосатая гусеница в течение четырнадцати лет живет при температуре до –50 °С, чтобы потом превратиться в мотылька и улететь, скрывшись в лучах заходящего солнца, на несколько коротких недель.

Однако ни одно животное на свете не сравнится в своей способности адаптироваться к холоду с вытворяющей чудеса крохотной древесной лягушкой.

Древесная лягушка, Rana sylvatica [32], это маленькое существо размером где-то в пять сантиметров, с темной маской, как у Зорро, скрывающей ее морду, живущее по всей Северной Америке, начиная от северной Джорджиии вплоть до Аляски, в том числе за Полярным кругом. Ранней весной по ночам можно услышать ее брачный зов, напоминающий кряканье утят. Но пока не закончится зима, древесную лягушку вы не услышите. Подобно некоторым другим животным, древесная лягушка проводит зиму без сознания. Однако, в отличие от впадающих в глубокую спячку млекопитающих, остающихся в тепле и питающихся за счет толстого слоя жира, древесная лягушка полностью отдается на волю холода. Она зарывается на несколько сантиметров в ветки и листья, а затем выделывает фокус, который – назло надеждам Теда Уильямса и всем тщетным пока что усилиям компании «Алькор» – достоин пера фантаста.

Внимание! Она полностью замерзает!

Если бы вы отправились в поход зимой и случайно поддели ногой одну из этих замороженных лягушек, то однозначно решили бы, что она умерла. В замороженном состоянии у древесной лягушки прекращается всяческая жизнедеятельность – она не дышит, сердце ее не бьется, и невозможно заметить никакой мозговой деятельности. Ее глаза открыты, неподвижны и пугающе белые.

Но если разбить палатку и подождать до весны, то в конечном счете вы обнаружите, что у старушки Rana sylvatica есть в рукаве пара козырей. Всего через несколько минут после повышения температуры лягушка волшебным образом оттает, ее сердце вновь начнет биться, и она будет жадно глотать воздух. Она моргнет несколько раз, и ее глаза приобретут прежний оттенок, она вытянет свои лапы и устроится в сидячем положении. Пройдет еще немного времени, и она запрыгает, как новенькая, присоединившись к хору других размороженных лягушек, разыскивающих партнера для спаривания.

* * *

Никто не знает древесных лягушек лучше, чем великолепный и неугомонный Ким Стори, канадский биохимик из Оттавы, который вместе со своей женой Жанет изучает их еще с начала восьмидесятых годов прошлого века. Стори занимался изучением способных переживать отрицательные температуры насекомых, пока один из коллег не рассказал ему про удивительную способность древесной лягушки. Его коллега собирал лягушек для исследования и случайно оставил их на ночь в багажнике своей машины. Ночью неожиданно начались заморозки, и поутру он обнаружил пакет с замерзшими лягушками. Каково же было его удивление, когда позже в тот же день лягушки оттаяли и начали прыгать по его лаборатории!

Стори был не на шутку заинтригован. Он интересовался криоконсервацией – замораживанием живых тканей с целью их сохранения.

Несмотря на дурную репутацию, полученную из-за ассоциации с дорогостоящими попытками заморозить эксцентричных богачей для их оживления в будущем, криоконсервация является важнейшей областью медицинских исследований, способной принести огромную пользу для общества.

Криоконсервация уже устроила революцию в репродуктивной медицине, предоставив людям возможность хранить в замороженном виде яйцеклетки и сперму.

Следующий шаг – продление периода жизнеспособности крупных внутренних органов человека, предназначенных для трансплантации, – стал бы серьезным прорывом в медицине, который бы спас тысячи человеческих жизней. На сегодняшний день человеческая почка может находиться вне человеческого тела не более двух дней, в то время как сердце способно продержаться всего считаные часы. В связи с этим трансплантация внутренних органов всегда превращается в гонку со временем – нужно как можно быстрее подобрать идеального донора и доставить орган для пересадки, пациента и хирурга-трансплантолога в одну операционную. Каждый день в США погибает дюжина людей из-за того, что не удалось вовремя найти подходящий орган для пересадки. Если бы мы научились эффективно замораживать и хранить донорские органы для их оживления и трансплантации в будущем, количество успешных операций по пересадке внутренних органов определенно стало бы постепенно увеличиваться.

На сегодняшний день это пока еще неосуществимо.

Мы умеем понижать температуру живой ткани с помощью жидкого азота с умопомрачительной скоростью – шестьсот градусов в минуту, однако этого недостаточно. Мы пока что не научились замораживать крупные человеческие органы, а потом полностью восстанавливать их жизнеспособность. И, наконец, мы даже и близко не подошли к тому, чтобы замораживать тело человека целиком, чтобы потом его оживить.

Так что стоило Стори услышать про замерзающую лягушку, он тут же принялся за ее изучение. Как известно, у лягушек те же основные внутренние органы, что и у людей, так что это новое направление его исследований могло принести существенную пользу. Несмотря на все наши современные технологии, мы не умеем замораживать и восстанавливать после заморозки ни один человеческий орган – а тут обнаруживается животное, чудесным образом справляющееся со всеми химическими премудростями и способное замораживать и восстанавливать все свои внутренние органы более-менее одновременно. После многих лет исследований (и многих ночей, проведенных в лесах Северной Канады в поисках древесных лягушек) Стори удалось узнать многое из того, что скрывается за этим таинственным фокусом Rana sylvatica с заморозкой.

Вот что удалось обнаружить ученому: всего через несколько секунд после того как кожа лягушки ощущает критическое падение температуры, она начинает выводить воду из своей крови и клеток внутренних органов, накапливая ее в брюшной полости. Одновременно с этим печень лягушки начинает выбрасывать огромное (для маленькой лягушки) количество глюкозы в кровь, выделяя также дополнительно специальные многоатомные спирты, тем самым стократно увеличивая уровень сахара в крови. За счет всего этого сахара температура замерзания оставшейся в крови воды значительно падает, и она превращается в своеобразный природный антифриз.

Разумеется, в организме лягушки по-прежнему остается немало воды – она просто переносится в те участки тела, где кристаллики льда способны причинить лишь незначительный ущерб и где лед сам по себе может даже сослужить лягушке хорошую службу. Когда Стори препарировал замороженных лягушек, он обнаруживал слои льда, расположенные между кожей лягушки и мышцами лап. Кроме того, в брюшной полости всегда оказывался огромный кусок льда, окружавший внутренние органы лягушки – сами органы были сильно обезвоженными и выглядели сморщенными, словно изюм. Получается, что лягушка аккуратно окружала свои внутренние органы льдом – точно так же люди помещают донорские органы для пересадки в специальные заполненные льдом термоконтейнеры перед транспортировкой. В медицине врачи достают орган, помещают его в полиэтиленовый пакет, который затем кладут в контейнер с ледяной крошкой, чтобы поддерживать его при минимальной температуре, при этом не дав ему замерзнуть.

В крови лягушки тоже остается вода, однако высокая концентрация сахара не только приводит к понижению температуры замерзания, но также сводит к минимуму возможные повреждения, уменьшая размеры все равно образующихся кристаллов и делая их менее острыми, чтобы они не смогли проткнуть или разрезать клеточные мембраны или стенки капилляров. Вместе с тем даже все эти меры не способны полностью защитить лягушку от всех повреждений, однако она и об этом тоже позаботилась. Во время зимних месяцев замороженного сна организм лягушки выделяет большое количество коагулирующего фактора под названием фибриноген [33], который помогает устранить любые повреждения, возникшие в период заморозки.

* * *

С целью противостояния холодам в винограде уменьшается количество воды и повышается концентрация сахара. Теперь мы знаем, что и лягушки спасаются от холода подобным образом. Возможно ли для человека приспособить себя к морозу похожими защитными механизмами?

Является ли совпадением то, что люди с максимально вероятной генетической предрасположенностью к болезни, которая выводит из организма большое количество жидкости и повышает уровень сахара в крови, произошли от людей, живших в тех самых местах, что наиболее всего пострадали от резкого наступления ледникового периода где-то тринадцать тысяч лет назад?

Это довольно спорная теория, однако диабет действительно мог помочь нашим европейским предкам пережить внезапное похолодание позднего дриаса [34].

По мере наступления позднего дриаса любая адаптация к новым климатическим условиям, какой бы неблагоприятной она ни была в нормальных условиях, могла защитить людей от преждевременной смерти и помочь им дожить до репродуктивного возраста. Так, например, у людей с реакцией Льюиса[8] было преимущество в добыче пищи, потому что они были меньше подвержены обморожению.

Теперь представьте себе, что у небольшой группы людей была другая реакция на холод. Круглогодичная отрицательная температура привела к тому, что в их организме стало выделяться меньше инсулина и уровень сахара в крови стал повышаться. Как в случае с древесной лягушкой, это привело бы к понижению температуры замерзания их крови. Частое мочеиспускание поддерживало низкий уровень жидкости в организме.

Недавнее исследование, проведенное Армией США, показало, что в холодную погоду обезвоживание наносит организму минимальный ущерб.

Предположим, эти люди использовали свой бурый жир для сжигания избытка сахара в крови с целью получения тепла. Возможно, у них даже происходило дополнительное выделение коагулирующего фактора для восстановления поврежденных особенно сильными заморозками тканей. Нетрудно понять, что у этих людей было бы достаточно преимущества перед другими, особенно если, как это происходит у древесной лягушки, скачки уровня сахара в крови были бы лишь временными, чтобы увеличить их шансы дожить до репродуктивного возраста.

Существуют довольно привлекательные данные, свидетельствующие в пользу этой теории.

Когда крыс подвергают воздействию отрицательных температур, чувствительность их организма к собственному инсулину снижается. По сути, в ответ на холод они становятся диабетиками, как назвали бы это состояние врачи.

В регионах с холодным климатом в холодные месяцы количество диагностируемых случаев диабета увеличивается – в северном полушарии это выражается в том, что в период с ноября по февраль новых диабетиков появляется больше, чем с июня по сентябрь.

У детей чаще всего диагностируют диабет первого типа тогда, когда температура начинает падать поздней осенью.

Уровень фибриногена – коагулирующего фактора, восстанавливающего поврежденные кристаллами льда ткани древесной лягушки, – таинственным образом в зимние месяцы подскакивает и у людей. Кстати, исследователи берут этот факт на заметку – возможно, это означает, что холодная погода является важным, но недооцененным фактором риска инсульта.

В ходе исследования 285 705 больных диабетом американских ветеранов измерялись сезонные колебания уровня сахара у них в крови [35]. Стоит ли удивляться, что уровень глюкозы в крови ветеранов существенно возрастал в холодные месяцы и падал летом? Более того, разница между уровнями сахара в крови зимой и летом была еще более выраженной у тех, кто жил в холодном климате с существенными сезонными колебаниями температуры. Складывается ощущение, что диабет глубочайшим образом связан с холодными температурами.

* * *

На данный момент имеющихся знаний недостаточно для того, чтобы однозначно утверждать, что предрасположенность людей к диабету первого и второго типов связана с реакцией человека на холод. Вместе с тем ученым достоверно известно, что некоторые генетические признаки, способные причинить человеку вред в наши дни, явным образом помогали нашим предкам выживать и размножаться (гемохроматоз и чума служат тому явными примерами). Поэтому, как бы нам ни хотелось усомниться в том, что болезнь, в наши дни способная привести к преждевременной смерти, когда-то могла приносить ее носителям пользу, все же необходимо взглянуть на общую картину происходящего.

Важно понимать, что какой бы удивительной ни была эволюция, она далека от совершенства. Практически каждая адаптация к внешней среде становится своего рода компромиссом – преимуществом в одних условиях и недостатком в других.

Яркие перья хвоста павлина сделали его привлекательнее для самок, однако стали больше привлекать внимание и хищников. Структура скелета человека позволила нам ходить на двух ногах и наделила нас большим черепом, вмещающим большой мозг, однако это привело к тому, что голова новорожденных с трудом протискивается через родовой канал матери. Когда идет естественный отбор, на первом месте стоит повышение шансов на выживание в текущих условиях окружающей среды. Как только происходит резкое изменение этих обстоятельств, угрожающее истребить целую популяцию, появляется новая инфекционная болезнь, новый вид хищников или начинается новый ледниковый период – естественный отбор включает зеленый свет для любого признака, который повышает шансы на выживание.

«Они что, шутят? – сказал один врач, когда журналисты спросили его мнение по поводу этой теории появления диабета. – Диабет первого типа приводит к острому кетоацидозу[9] и преждевременной смерти».

Конечно, приводит. Приводит в наши дни.

Но что, если бы «временный диабет» появился у человека с большим запасом бурого жира, живущего в эпоху ледникового периода? Запасы еды, скорее всего, тогда были скудными, так что уровень глюкозы в крови, связанный с приемом пищи, и без того был бы достаточно низким, а бурый жир большую часть его превращал бы в тепло, благодаря чему уровень глюкозы диабетика ледникового периода мог так никогда и не достигнуть опасного значения. Современным диабетикам, с другой стороны, с минимальным количеством или отсутствием бурого жира, равно как и отсутствием постоянного воздействия холодов, расходовать этот избыточный сахар некуда, вследствие чего увеличивается его концентрация в крови.

При отсутствии достаточного количества инсулина в организме человека с ярко выраженным диабетом, сколько бы он ни ел, он все равно будет страдать от голода.

Канадская ассоциация диабетологов помогла спонсировать исследования поразительных способностей древесной лягушки Кена Стори. Ее члены понимают, что отсутствие достоверно известной связи между диабетом и наступлением позднего дриаса не означает, что мы не должны изучать придуманные самой природой решения проблемы высокого уровня сахара в крови. Способные противостоять холоду животные, такие как древесная лягушка, используют противоморозные свойства крови с высоким содержанием сахара, чтобы выжить. Возможно, понимание механизмов, помогающих им справляться с различными осложнениями, связанными с высоким уровнем глюкозы в крови, приведет нас к созданию инновационных способов лечения диабета. Растения и микробы, адаптировавшиеся к экстремальным холодам, также могли научиться вырабатывать вещества, обладающие тем же эффектом.

Вместо того чтобы отвергать возможную связь, нужно проявить любопытство и продолжить ее изучать. Что касается связи между диабетом, сахаром, водой и морозом, то здесь многое еще остается неизученным.

Глава 3

Ужиренные солнцем

Всем известно, какие многогранные отношения у человечества с солнцем. Еще в начальной школе мы изучали, что вся экология нашей планеты зависит от достаточного количества солнечного света – начиная от выделения кислорода растениями в процессе фотосинтеза, без которого нам нечем было бы питаться и дышать. За последнюю пару десятилетий стало известно, что чрезмерное количество солнечного света может навредить как всей планете в целом, так и отдельному человеку, погружая всю окружающую среду в хаос из-за засухи или вызывая представляющий смертельную опасность рак кожи.

Вместе с тем большинство людей не знают, что на биохимическом уровне солнце играет не менее важную роль для каждого человека – и взаимоотношения с ним здесь такие же двоякие.

Естественный солнечный свет одновременно и помогает нашему организму вырабатывать витамин D, и разрушает его запасы фолиевой кислоты [36], а оба эти вещества жизненно необходимы для нашего здоровья.

Чтобы контролировать сложные и противоречивые взаимоотношения с солнцем, различные народы в ходе эволюции выработали комплекс мер, которые в совокупности помогают и сохранять фолиевую кислоту, и обеспечивать организм необходимым количеством витамина D.

* * *

Витамин D является важнейшим компонентом биохимических процессов, протекающих в организме человека. Дети подвержены болезни под названием рахит, приводящей к нарушению нормального роста костей и их деформации. Доказано, что дефицит витамина D играет важную роль в развитии десятков болезней – начиная от различных видов рака и заканчивая диабетом, болезнями сердца, артритом, псориазом и психическими расстройствами. Как только в начале двадцатого века была установлена связь между рахитом и витамином D, молоко в США начали обогащать витамином D, практически искоренив это заболевание.

Вместе с тем человеку нет нужды полагаться на витаминизированное молоко, чтобы обеспечить себя витамином D. В отличие от большинства витаминов, витамин D наш организм в состоянии вырабатывать самостоятельно (если говорить в общем, то витамин – это органическое соединение, необходимое живым организмам для выживания, однако получить его обычно можно только извне).

Мы производим витамин D, преобразуя то, что в последнее время, подобно солнцу, получило плохую репутацию, однако что действительно необходимо нам для выживания, так это холестерин.

Холестерин необходим для образования и поддержания целостности клеточных мембран. Он помогает мозгу посылать сообщения по всему организму, а иммунной системе – защищать нас от рака и других болезней. Холестерин – это ключевой строительный материал в производстве эстрогена и тестостерона, а также ряда других гормонов. Также холестерин является незаменимым компонентом для производства витамина D, образующегося в ходе химического процесса, подобно фотосинтезу у растений происходящего только при условии воздействия солнечного света.

Когда мы оказываемся подвержены воздействию нужного типа солнечного света, наша кожа преобразует холестерин в витамин D. Для того, чтобы это произошло, из всего спектра солнечного света нам необходим ультрафиолет B или УФВ, который, как правило, мощнее всего, когда солнце находится ближе к зениту – в течение нескольких часов каждый день, начиная где-то с полудня. В регионах земного шара, отдаленных от экватора, очень небольшое количество УФВ достигает поверхности земли в зимние месяцы. К счастью, наш организм настолько эффективно справляется с производством витамина D, что, при условии регулярного воздействия солнца и достаточного количества холестерина, как правило, нам удается запастись достаточным количеством витамина D, чтобы пережить более темные месяцы.

К слову, в следующий раз, когда будете сдавать анализы для определения уровня холестерина у себя в крови, обратите внимание на время года [37]. Так как солнечный свет преобразует холестерин в витамин D, его уровень может повышаться в зимние месяцы, когда мы продолжаем вырабатывать и употреблять холестерин вместе с пищей, однако испытываем недостаток в солнечном свете для его преобразования.

Любопытно заметить, что солнцезащитный крем, ограждающий нас от ультрафиолетовых лучей, от которых образуется загар, точно так же блокирует и те ультрафиолетовые лучи, которые так необходимы нам для образования витамина D.

В Австралии недавно была запущена кампания с целью борьбы с раком кожи, в рамках которой особенно эффективно удалось добиться другого непредсказуемого результата – австралийцы стали лучше защищать себя от солнца, в связи с чем увеличился уровень дефицита витамина D.

С другой стороны, исследователям удалось обнаружить, что загорание на солнце, на самом деле, может помочь людям с дефицитом витамина D. Одним из симптомов болезни Крона является сильное воспаление тонкого кишечника. Помимо прочего, воспаление препятствует нормальному усвоению питательных веществ, в том числе – витамина D. Большинство людей с болезнью Крона подвержены также и дефициту витамина D [38]. Некоторые врачи в настоящее время прописывают своим пациентам солнечные ванны три раза в неделю на протяжении шести месяцев с целью восстановления нормального уровня витамина D в организме!

Фолиевая кислота и ее соли – фолаты – играют в жизни человека важнейшую роль [39]. Фолаты получили свое название от латинского слова, означающего «лист», потому что одним из лучших источников фолатов для человека является листовая зелень, такая как шпинат и белокочанная капуста. Фолаты являются неотъемлемым участником процесса клеточного роста, помогая организму копировать ДНК в процессе деления клеток, что особенно критично, когда происходит активный рост человека, особенно во время беременности. Когда у беременной женщины слишком низкий уровень фолатов, значительно возрастает риск врожденных пороков развития у плода, в том числе расщелины позвоночника – деформации позвоночного столба, часто приводящей к параличу. Как отмечалось выше, ультрафиолетовые лучи разрушают запасы фолиевой кислоты в организме человека. В середине девяностых годов прошлого века один аргентинский педиатр сообщил о трех случаях рождения здоровыми женщинами, посещавшими солярий, детей с дефектом нервной трубки [40]. Совпадение? Пожалуй, нет.

Разумеется, беременность – не единственный период в жизни человека, когда фолаты играют важную роль. Недостаток фолатов в организме также напрямую связан с развитием анемии, потому что фолаты участвуют в образовании красных кровяных телец.

* * *

Как вы, наверное, слышали, кожа – это самый крупный орган человеческого тела. Это орган во всех смыслах этого слова, ответственный за важные функции, связанные с работой иммунной, нервной, кровеносной систем и обменом веществ. Кожа защищает запасы фолатов нашего организма, и именно в коже происходит решающий этап процесса образования витамина D.

Наверное, вы догадывались, что широкое разнообразие цвета кожи людей связано с тем, воздействию какого количества солнца подвергались те или иные народы на протяжении длительного периода времени. Вместе с тем темная кожа служит не только защитой от солнечных ожогов – она также защищает организм от потери фолиевой кислоты.

Чем темнее кожа человека, тем меньше ультрафиолетовых лучей она поглощает.

Цвет кожи определяется количеством и типом меланина [41] – специального пигмента, поглощающего свет, который образуется у нас в организме. Бывает два основных типа меланина: желтый или красный феомеланин и черный или коричневый эумеланин, которые производятся в клетках под названием «меланоциты». У каждого человека на земле приблизительно одно и тоже количество меланоцитов – различие в цветах кожи определяется, во-первых, продуктивностью этих маленьких заводов по производству мелатонина, а во-вторых – тем, мелатонин какого именно типа они производят. Меланоциты большинства африканцев, к примеру, производят во много раз больше мелатонина, чем меланоциты жителей Северной Европы – и в основном это эумеланин коричневого или черного цвета.

Меланин также определяет цвет волос и глаз. Чем больше меланина, тем темнее у человека глаза и темнее волосы. Молочно-белый цвет кожи альбиносов является следствием дефицита определенного фермента, что приводит к производству небольшого количества мелатонина, если не полному его отсутствию в организме. Красный или розовый цвет глаз, характерный для многих альбиносов, связан с тем, что кровеносные сосуды сетчатки на задней стенке глаза становятся видимыми из-за недостаточной пигментации радужной оболочки.

Как всем прекрасно известно, цвет кожи в ответ на воздействие солнечных лучей может меняться до некоторой степени. Запускает же эту ответную реакцию гипофиз. В обычной ситуации практически сразу же после попадания на кожу солнечных лучей гипофиз выделяет гормоны, стимулирующие работу меланоцитов, в результате чего они начинают вырабатывать мелатонин на полную мощность. К сожалению, этот процесс очень легко нарушить.

Гипофиз получает информацию из зрительного нерва – когда зрительный нерв чувствует солнечный свет, он посылает гипофизу сигнал о том, что нужно заставить меланоциты ускорить свою работу. Как вы думаете, что происходит, когда мы носим солнцезащитные очки? До зрительного нерва доходит гораздо меньше солнечного света, гипофиз получает гораздо более слабый сигнал, выделяет гораздо меньше стимулирующего работу меланоцитов гормона и в организме производится гораздо меньше мелатонина, вследствие чего образуется гораздо более сильный солнечный ожог. Если вы читаете эти строки, сидя на пляже в солнцезащитных очках, сделайте своей коже одолжение – снимите их.

Загорание помогает людям бороться с сезонными перепадами интенсивности солнечного света, но только когда они живут в том же климате, что и их предки – выходцу из скандинавских стран, например, будет недостаточно естественной защиты от солнца на экваторе.

Такие люди – с очень слабой врожденной защитой от солнца и постоянного воздействия прямых лучей тропического солнца – подвержены сильным солнечным ожогам, преждевременному старению и раку кожи [42], а также дефициту фолиевой кислоты со всеми вытекающими отсюда проблемами. Последствия этого могут быть смертельно опасными. Более шестидесяти тысячам американцев ежегодно диагностируют меланому – особенно агрессивный тип рака кожи. Вероятность заболеть меланомой у американцев европейского происхождения от десяти до сорока раз больше, чем у афроамериканцев.

* * *

Скорее всего, у всех людей изначально была светлая кожа, спрятанная под плотным покровом жестких темных волос. По мере потери волосяного покрова в процессе эволюции усилившееся воздействие ультрафиолета палящего африканского солнца на нашу кожу стало угрожать сохранности запасов в организме фолатов, необходимых человеку для получения здорового потомства. Это привело к эволюционному преимуществу темной кожи с высоким содержанием поглощающего свет и защищающего фолаты меланина.

Когда часть людей двинулась на север, где солнце светило не так часто и не так сильно, эта темная кожа – «предназначенная» для противостояния УФВ – слишком эффективно справлялась со своей задачей. Вместо защиты от потери фолатов теперь она стала препятствовать выработке витамина D. Таким образом, потребность максимально эффективно использовать доступный солнечный свет для производства достаточного количества витамина D послужила толчком для осветления кожи.

Недавно в одном престижном научном журнале были приведены результаты исследования ученых, которые дошли до того, что заявили, будто люди со светлой кожей на самом деле являются темнокожими мутантами, потерявшими способность вырабатывать большое количество эумеланина.

Рыжеволосые люди [43] с характерной молочно-белой кожей и веснушками, возможно, появились вследствие дальнейшей мутации людей, переселившихся на север. Чтобы выжить в регионах с редкими солнечными днями, как, например, в Великобритании, в ходе эволюции способность их тела вырабатывать эумеланин – пигмент кожи коричневого или черного цвета, – вероятно, была сведена практически к нулю.

В 2000 году антрополог Нина Яблонски и специалист по геоинформатике Джордж Чаплин объединили свои научные дисциплины (перед этим, кстати, соединив свои жизни узами брака), чтобы построить график зависимости цвета кожи от интенсивности солнечного света. Результат был ясным, как небо в безоблачный день, – у них получилась практически прямая взаимосвязь между цветом кожи и интенсивностью солнечного света для народов, живших в одном и том же регионе на протяжении пятисот лет и более. Им даже удалось вывести уравнение, выражающее зависимость между цветом кожи отдельно взятой популяции людей и годовым облучением ультрафиолетовыми лучами (если вам любопытно, то получившееся у них уравнение выглядит следующим образом: W = 70 – AUV/10. W выражает относительную бледность кожи, а AUV – годовое облучение ультрафиолетом. Число 70 получилось по результатам исследования, показавшего, что самая белая из возможных кожа, которая могла бы появиться у популяции людей, совершенно лишенных воздействия ультрафиолетовых лучей, отражала бы семьдесят процентов направленного на нее света).

Любопытно, что по результатам их исследования получается также, что в нашем генофонде содержится достаточно генов, чтобы спустя всего тысячу лет после миграции какой-нибудь группы людей из одного климата в другой их потомки гарантированно обладали кожей достаточно темной для того, чтобы защитить фолаты, и достаточно светлой, чтобы оптимизировать производство витамина D.

Есть одно любопытное исключение из описанной Яблонски и Чаплином закономерности – и это исключение только подтверждает правило. Инуиты – аборигены субарктических регионов – являются носителями темной кожи, несмотря на небольшое количество солнечного света в их родных краях. Если вам кажется, что тут попахивает чем-то подозрительным, то вы правы. Вместе с тем причина, по которой в ходе эволюции у них не появилось необходимости обзавестись светлой кожей для обеспечения должного уровня производства организмом витамина D, проста до банальности. Их рацион питания богат жирной рыбой – которая, по счастливой случайности, является чуть ли не единственным на свете продуктом питания с высоким содержанием витамина D. Они съедают витамин D на завтрак, обед и ужин, так что у них нет потребности производить его самостоятельно. Если ваша бабушка когда-либо пыталась заставить вас проглотить ложку рыбьего жира, то делала она это по той же самой причине – за счет высокого содержания витамина D [44] рыбий жир ранее был одним из самых эффективных средств для профилактики рахита у детей, особенно во времена, когда коровье молоко еще не начали обогащать этим витамином.

* * *

Если вы задаетесь вопросом, как людям с темной кожей удается вырабатывать достаточное количество витамина D, несмотря на тот факт, что их кожа не пропускает все эти ультрафиолетовые лучи, то вы мыслите в верном направлении. Как вы помните, проникающие сквозь кожу ультрафиолетовые лучи уничтожают фолаты, однако для образования витамина D необходимо, чтобы ультрафиолетовые лучи проникали в кожу.

Темная кожа появилась в процессе эволюции для защиты драгоценных фолатов, однако эволюция не снабдила ее выключателем: нельзя отключить ее защитные свойства, когда возникает потребность получить добрую порцию витамина D.

Казалось бы, это должно было стать проблемой для людей с темной кожей – даже для тех, кто живет в солнечных странах, – потому что, сколько бы на них ни воздействовал ультрафиолет, цвет кожи, защищавший запас фолатов в организме, казалось бы, должен препятствовать образованию витамина D.

К счастью, эволюцию просто так не проведешь, и она учла эту потенциальную проблему и приберегла в генофонде темнокожих популяционных групп местечко для так называемого гена аполипопротеин Е(AроE4). Как вы думаете, что же делает этот аполипопротеин? Он способствует увеличению уровня холестерина в крови. С увеличением количества холестерина, доступного для преобразования, темнокожие люди могут максимально эффективно использовать даже то небольшое количество ультрафиолета, которое все же проникает в их кожу.

С другой стороны, люди со светлой кожей, живущие гораздо севернее, казалось бы, должны были столкнуться с похожей проблемой. Даже несмотря на те преимущества, что предоставляет им светлая кожа, слишком маленькое количество солнечного света должно было бы помешать им производить достаточное количество витамина D. Что ж, АроЕ4, к счастью, распространен и среди жителей Северной Европы. Чем дальше на север, тем чаще он попадается. Равно как и в случае с африканцами, ген АроЕ4 следит за тем, чтобы уровень холестерина всегда был высоким, тем самым позволяя своим носителям компенсировать низкий уровень воздействия ультрафиолетовых лучей.

Как и следовало ожидать, эволюция и тут не обошлась без подвоха – ген АроЕ4 приносит не только пользу. Из-за того, что он приводит к повышенному уровню холестерина, его носители оказываются подвержены дополнительному риску болезней сердца и инсульта. У людей европеоидной расы этот ген даже увеличивает риск развития болезни Альцгеймера.

Как мы уже наблюдали похожую реакцию в случае с железом и диабетом, эволюционное преимущество одного поколения становится проблемой для другого, особенно когда люди перестают жить в тех условиях, для которых их организмы в ходе эволюции адаптировались.

Любопытно! Забавный пример того, как то, что изначально было механизмом защиты, в конечном счете обернулось против человека. Световой чихательный рефлекс [45] – так называется «расстройство», при котором раздражение сетчатки глаза ярким светом – обычно солнечным – после пребывания в темноте провоцирует внезапное чихание. Что ж, многие годы назад, когда наши предки проводили много времени в пещерах, этот рефлекс помогал им очистить нос и верхние дыхательные пути от плесневого грибка и микробов, которые могли там успеть скопиться. Сегодня же этот рефлекс ничего, кроме проблем, принести не может – когда человек выезжает на машине из темного туннеля и попадает на яркое солнце, приступ неконтролируемого чихания запросто может привести к аварии.

Перед тем как мы рассмотрим случаи других негативных последствий изменения условий окружающей среды для людей, приспособившихся в ходе революции к старым условиям, давайте разберем пример того, как различные популяционные группы пошли разными путями – но в этот раз не только из-за различий в экологических условиях, но также по причине культурных различий.

* * *

Если вы азиатского происхождения и когда-либо употребляли спиртные напитки, то с пятидесятипроцентной вероятностью после этого у вас подскакивал сердечный ритм, повышалась температура, а лицо становилось ярко-красным. Если же вы не азиат, однако бывали в барах, где собираются выходцы из Азии, то, скорее всего, вам доводилось быть свидетелем подобной реакции, которая называется «азиатский румянец» [46] или, более официально, «алкогольный флеш-синдром». Она характерна для половины людей азиатского происхождения, однако является редкостью практически для всех остальных популяционных групп. В чем же дело?

Когда мы употребляем спиртные напитки, наш организм нейтрализует содержащиеся в них токсины, а затем извлекает из них калории. Это сложный процесс, в котором задействовано множество различных ферментов и подключена работа внутренних органов, хотя основная часть процесса протекает в печени. Первым делом фермент под названием алкогольдегидрогеназа преобразует спирт в другое вещество под названием ацетальдегид, после чего другой фермент – ацетальдегиддегидрогеназа – преобразует ацетальдегид в ацетат. Третий участвующий в этом процессе фермент преобразует ацетат в жир, углекислоту и воду.

Калории, полученные из спиртных напитков, как правило, откладываются в виде жира – пивной живот действительно растет от пива.

У многих азиатов есть генетическая вариация (названная ALDH2*2), из-за которой у них образуется менее активная форма ацетальдегиддегидрогеназы, которая не так эффективно справляется с преобразованием ацетальдегида – того самого первого субпродукта в процессе расщепления спирта – в ацетат. Ацетальдегид в тридцать раз токсичнее спирта и даже в небольшом количестве способен привести к опасным для организма реакциям. Одной из таких реакций является флеш-синдром. Но этим его действия, разумеется, не ограничиваются. Даже после одной порции спиртного у людей с генетической вариацией ALDH2*2 происходит накопление ацетальдегида, из-за которого они начинают выглядеть пьяными: кровь приливает к их лицу, груди и шее, начинается сильное головокружение и тошнота – а впереди человека ждет сильнейшее похмелье. Конечно, у всего этого есть и свой плюс – люди с ALDH2*2не поддаются алкоголизму. У них просто отвращение к алкоголю!

На самом деле сопротивляемость алкогольной зависимости у людей с ALDH2*2 выражена настолько сильно, что врачи зачастую выписывают алкоголикам лекарство под названием «дисульфирам», который имитирует последствия ALDH2*2. Дисульфирам (антабус) приводит к уменьшению запасов ацетальдегиддегидрогеназы в организме, в результате чего у человека, принимающего этот препарат, после каждого употребления спиртных напитков начинается реакция, очень похожая на азиатский румянец, и чувствует он себя после этого крайне скверно.

Так почему же мутация ALDH2*2 так распространена среди азиатов и практически не встречается среди европейцев? Все дело в чистой воде. Когда люди начали основывать города, они впервые столкнулись с санитарными проблемами, характерными для всех современных городов, однако о водопроводе им оставалось только мечтать. Таким образом, добыча чистой воды стала серьезной проблемой, и, согласно некоторым теориям, разные цивилизации придумали различные способы ее решения. В Европе для очищения воды использовали процесс ферментации – в результате брожения образовывался спирт, убивавший всех микробов, даже когда получившийся напиток смешивали с водой, как это часто делалось. По другую сторону земного шара люди очищали воду посредством кипячения и заваривания чая. Как результат, у жителей Европы в ходе эволюции появилась потребность пить, расщеплять спирт и выводить из него токсины, в то время как в Азии такой острой потребности не было.

Кстати, спирт – не единственный напиток, для наслаждения которым нужна особая генетическая мутация. Если вы читаете эту книгу, попивая латте или лакомясь мороженым, то вы мутант. У большинства взрослых людей в мире употребление молока и молочных продуктов приводит к весьма неприятной реакции пищеварительного тракта: как только они перестают питаться грудным молоком, их организм больше не вырабатывает фермент, необходимый для переваривания лактозы – основного сахара, входящего в состав молока.

Если вы можете пить молоко, не испытывая при этом характерного вздутия живота, кишечных спазмов и поноса, типичных для людей с непереносимостью лактозы, то вам повезло быть мутантом.

Скорее всего, ваши предки были фермерами, пившими в большом количестве молоко животных, и в какой-то момент появилась мутация, позволившая людям продолжать вырабатывать расщепляющий лактозу фермент и в более позднем возрасте, после чего эта мутация распространилась среди занимающихся сельским хозяйством популяций и обосновалась у вас в геноме.

* * *

У людей африканского происхождения более темная кожа и повышенная вероятность наличия гена, приводящего к увеличению уровня холестерина в организме. У людей, чьи предки жили в Северной Европе, характерная бледная кожа, повышенная вероятность накопления в организме железа и наличие предрасположенности к диабету первого типа. Люди азиатского типа гораздо чаще оказываются неспособными эффективно перерабатывать спирт. Неужели все это является расовыми различиями?

На этот вопрос не так-то просто дать однозначный ответ. Во-первых, нет какого-то четкого соглашения по поводу того, что означает понятие расы. С точки зрения генетики можно однозначно сказать, что на цвет кожи в данном вопросе полагаться не стоит.

В случае миграции той или иной популяционной группы цвет кожи входящих в нее людей со временем изменится, чтобы соответствовать уровню облучения ультрафиолетовыми лучами в новых климатических условиях.

Последние генетические исследования подтверждают, что с точки зрения общих генетических признаков некоторые темнокожие жители Северной Африки скорее ближе по родству к светлокожим жителям Южной Европы, чем к другим африканцам, с которыми их объединяет цвет кожи.

С другой стороны, многие евреи являются носителями особенного генетического наследия, несмотря на тот факт, что они могут быть как со светлой кожей и волосами и голубыми глазами, так и с темной кожей и волосами и карими глазами. Это также было выяснено в ходе проведенных недавно исследований. Сами евреи делят себя на три группы с целью сохранить определенные религиозные традиции. В основе деления на такие группы лежит то, к какому библейскому роду относятся те или иные евреи – аарониды принадлежат к священному роду, берущему свое начало от брата Моисея Аарона, первого ветхозаветного первосвященника. Левиты происходят от рода Левия[10]. В наши дни потомки всех остальных двенадцати родов называются просто израильтянами.

Команда исследователей недавно сравнила ДНК большой группы ааронидов с ДНК большой группой израильтян. Ученые были поражены, когда обнаружили, что, несмотря на их расселение по всему миру, доминирующие гены ааронидов [47] были настолько особенными, что они практически наверняка все произошли всего от нескольких мужчин. Это были люди из Африки, Азии, Европы – так что их внешний вид находился в широком спектре – от светлокожих и голубоглазых и до темнокожих и кареглазых, однако у всех оказались практически идентичные доминирующие гены Y-хромосомы. Эти неожиданные данные позволили ученым оценить, в какую эпоху жили родоначальники генов ааронидов. Согласно полученному учеными результату, они жили где-то 3180 лет назад, в период между исходом из Египта и разрушением Первого Храма Иерусалима – как раз именно тогда Аарон, согласно Библии, и жил на земле.

* * *

В Nature Genetics, известном научном журнале, недавно опубликовали в одной статье информацию о том, что «разделение популяции на отдельные группы по анализу генотипа гораздо более информативное, чем разделение по цвету кожи или общепринятым расовым признакам» [48] – между прочим, в этом есть огромный смысл. Вместо того чтобы переживать о том, существуют или не существуют отчетливо выраженные так называемые расы, правильнее будет сконцентрироваться на том, что нам уже известно, и использовать эти знания для дальнейшего развития медицинской науки. Достоверно же нам известно то, что отдельные популяции людей являются носителями определенного генетического наследия, которое практически наверняка стало следствием различных видов эволюционного давления, оказываемого на наших предков по мере их расселения по земному шару.

Согласно общепринятому в современной научной среде мнению, современные люди появились в процессе эволюции в Африке где-то двести пятьдесят тысяч лет назад. Согласно этой теории, они мигрировали из Африки в направлении современного Ближнего Востока. После этого часть людей отправилась направо, заселив территорию Индии, побережье Азии и в конечном счете Океанию. Вторая группа людей направилась налево, расселившись по территории Центральной Европы. Третья группа продолжила движение на север, обосновавшись в Центральной Азии, а часть осмелилась пойти еще дальше, на лодках или по ледяным мостам в Заполярье, затем спустившись к Северной и Южной Америке. Считается, что все эти миграции произошли за последние сто тысяч лет. Совершенно точно на данный момент мы этого, конечно, не знаем. Вполне возможно, что люди появились одновременно в нескольких уголках земного шара и что некоторые группы предков современных людей даже вступали в родство с неандертальцами.

Как бы это ни происходило на самом деле, очевидно, что по мере эволюции человека различные группы людей сталкивались с различными условиями окружающей среды – начиная от инфекционных тропических болезней и заканчивая внезапными ледниковыми периодами и эпидемиями чумы. Эволюционное давление, сопровождавшее все эти трудности, вероятно, было достаточно сильным, чтобы привести к появлению всех тех различий, что мы наблюдаем среди современных людей. Мы рассмотрели лишь несколько примеров, однако на самом деле различий гораздо больше. Форма черепа, к примеру, возможно, изменялась в ходе эволюции с целью совершенствования механизма сохранения и высвобождения тепла, в зависимости от климата, с которым сталкивалась та или иная популяционная группа.

Плотный волосяной покров на предплечьях и ногах – участках тела, обычно остающихся открытыми даже у частично одетого человека, – мог защищать наших предков от малярии, переносимой комарами. За исключением Африки, где сильная жара препятствовала появлению густого волосяного покрова, как правило, самые густые волосы на теле наблюдаются в тех же регионах, где и распространена малярия, – восточный средиземноморский бассейн, южная Италия, Греция и Турция. В Африке, где сильная жара создавала эволюционное давление против плотного волосяного покрова, люди подвержены серповидноклеточной анемии, которая, как мы это еще обсудим, наделяет своего носителя дополнительной защитой от малярии.

Кроме того, важно помнить, что за последние пятьсот лет темпы миграции человечества многократно возросли. Логичным результатом этого стало размытие генетических различий по мере встречи и вступления в близость людей из различных уголков земного шара.

Различные популяционные группы на протяжении всей истории человечества смешивали свой генетический материал (то есть заводили детей) с соседними популяциями, однако теперь это перемешивание генов стало происходить в глобальных масштабах.

На самом деле генетический анализ показал, что человечество в целом на генетическом уровне перемешано на данный момент гораздо сильнее, чем предполагает большинство людей. Возьмем, к примеру, доктора Генри Луиса Гейтса, выдающегося ученого, являющегося главой кафедры африко- и афроамерикановедения в Гарварде. Доктор Гейтс черный, однако он и члены его семьи долгое время были убеждены, что у них был по крайней мере один дальний предок, который не был черным. Скорее всего, какой-нибудь бывший рабовладелец, который, по их мнению, вступил в связь с его прапрабабушкой. Был проведен генетический анализ, который, ко всеобщему изумлению, показал, что у доктора Гейтса не было родственной связи с рабовладельцем – однако ровно пятьдесят процентов его генетического наследия досталась ему от европейцев. Половина его предков были белыми.

Не следует забывать, что, при определенных условиях, сильное эволюционное давление может привести к распространению – или истреблению – того или иного признака в генофонде отдельно взятой популяционной группы всего за одно-два поколения.

Если одновременно принять во внимание возможность относительно быстрого изменения генофонда отдельно взятой популяционной группы и стремительную миграцию, происходившую последние пятьсот лет, становится понятно, что популяционные подгруппы с уникальными генетическими признаками могут появиться достаточно быстро. Одна противоречивая теория обратилась к позорному периоду американской истории, чтобы объяснить высокий уровень гипертонии среди афроамериканцев [49].

Гипертония – повышенное кровяное давление – является невероятно коварной болезнью. На ее счету целых двадцать пять процентов случаев терминальной почечной недостаточности, однако обычно у болезни нет каких-то ярко выраженных симптомов, и именно за это ее так часто называют «безмолвным убийцей». Среди афроамериканцев болезнь встречается почти в два раза чаще, чем среди остального населения США. Впервые врачи обратили внимание на повышенный уровень распространенности гипертонии среди афроамериканцев в тридцатых годах прошлого века и пришли к заключению, что у всех черных предрасположенность к повышенному кровяному давлению. Они ошиблись. У живущих в Африке чернокожих уровень гипертонии гораздо ниже, чем у живущих в США выходцев из Африки. Так как же это можно объяснить?

Вы наверняка слышали, что соль может повысить кровяное давление. Исследования показали, что это особенно актуально для афроамериканцев – их кровяное давление в значительной степени реагирует на соль.

В последнее время соль получила довольно дурную репутацию, особенно когда ее впервые связали с повышенным кровяным давлением, однако она является неотъемлемым участником химических процессов в организме человека, в том числе регулирует баланс жидкости в организме и функции нервных клеток.

Без соли невозможно выжить. Однако когда люди, особенно восприимчивые к соли, питаются рационом с высоким ее содержанием, это может способствовать развитию повышенного кровяного давления.

Когда африканцев против их воли увозили в США, их транспортировка проходила в ужасных условиях – обычно их толком не кормили и даже не давали им необходимого количества воды. Уровень смертности среди будущих рабов был чрезвычайно высоким. Вполне возможно, что у тех из них, кто обладал предрасположенностью к поддержанию высокого уровня соли в организме, было больше шансов на выживание – дополнительная соль помогала им удерживать в организме достаточное количество воды для того, чтобы избежать смерти от обезвоживания. Если это действительно так, то получается, что работорговля привела к очень «неестественному» отбору, в результате которого многие афроамериканцы стали обладать способностью удерживать большее количество соли в организме. Когда эта способность сочетается с богатым солью современным рационом питания, в результате и получается повышенный уровень гипертонии.

* * *

С медицинской точки зрения очевидно, что некоторые болезни более распространены среди определенных популяционных групп, причем настолько, что это заслуживает серьезного изучения. У афроамериканцев в два раза чаще случались сердечные приступы со смертельным исходом, чем среди американцев европейского и южноазиатского происхождения, а уровень рака среди них оказался на десять процентов выше. Американцы европейского происхождения чаще умирают от рака и сердечно-сосудистых заболеваний, чем латиноамериканцы, коренные американцы и американцы азиатского происхождения. Вместе с тем латиноамериканцы чаще умирают от диабета, болезней печени и инфекционных заболеваний, чем остальные американцы. Что касается коренных американцев, то они чаще болеют туберкулезом, пневмонией и гриппом. Такое ощущение, что новые примеры появляются в научной литературе ежемесячно.

Одно из проведенных совсем недавно исследований показало, что у афроамериканцев, выкуривающих по пачке сигарет в день, гораздо больше шансов заболеть раком легких, чем у светлокожих американцев с такой же пагубной привычкой.

Вместе с тем эта статистика не раскрывает ситуацию полностью. Начнем с того, что она далеко не всегда учитывает другие различия в этих группах населения, которые не имеют ничего общего с генетикой или эволюцией. Различия в рационе питания, условиях окружающей среды, индивидуальных привычках и доступу к здравоохранению неизбежно вносят свой существенный вклад в результаты всех этих исследований. Вместе с тем это не означает, что исследователям следует не обращать внимания на основные тенденции, наблюдаемые среди различных популяционных групп, – напротив, чем лучше мы научимся понимать влияние эволюции на наш геном, тем больше мы будем знать о том, как поддерживать свое здоровье. Давайте рассмотрим несколько примеров.

Мы уже обсудили два протекающих параллельно процесса адаптации человека с целью контролировать двойственное воздействие солнца на химические процессы нашего организма – эволюцию темной кожи для защиты наших запасов фолатов и эволюцию генетического стимулятора увеличения уровня холестерина с целью максимально эффективного производства витамина D. Обе эти адаптации распространены среди людей африканского происхождения и являются эффективными – но только в ярких лучах знойного солнца Экваториальной Африки.

Но что происходит, когда люди с этими генетическими адаптациями переезжают в Новую Англию, где солнце светит гораздо реже и не так сильно? Через их темную кожу проникает слишком мало солнечного света, что делает их вдвойне уязвимыми – у них оказывается недостаточно витамина D, в то время как холестерина становится слишком много.

Неудивительно, что рахит – болезнь, развивающаяся вследствие дефицита витамина D в организме и приводящая к расстройству костеобразования у детей, – был очень распространен среди афроамериканцев, пока мы не начали в прошлом веке повсеместно обогащать коровье молоко витамином D. Кроме того, судя по всему, существует также и взаимосвязь между солнечным светом, витамином D и раком простаты у афроамериканцев. Появляется все больше и больше свидетельств в пользу того, что витамин D замедляет рост раковых клеток в простате и других участках организма, в том числе в толстом кишечнике. Эпидемиологи, специализирующиеся в разгадках тайн относительно того, где, почему и у кого случаются те или иные болезни, обнаружили, что риск развития рака простаты у темнокожих жителей США растет по мере продвижения с юга на север [50]. Так, в солнечной Флориде уровень заболеваемости раком простаты у темнокожих мужчин значительно ниже, но в более северных штатах он начинает увеличиваться, достигая максимума на затянутом тучами северо-востоке США.

Все больше и больше ученых сходятся во мнении, что недостаток витамина D может быть также одной из причин того, что зимой люди болеют чаще, чем в летние месяцы.

Сочетание повышенного уровня холестерина в организме и недостаточного количества солнечного света запросто может быть по крайней мере одной из причин такого высокого уровня сердечно-сосудистых заболеваний среди афроамериканцев. Ген ApoE4 продолжает наполнять кровь холестерином, несмотря на то, что в северном климате недостаточно солнца, чтобы преобразовать его весь в витамин D. По мере накопления холестерина в организме он прикрепляется к стенкам артерий, что в конечном счете может привести к закупорке сосудов и, как следствие, – сердечному приступу или инсульту.

Фармацевтическая промышленность начала принимать во внимание генетические особенности различных популяционных групп. Наука, изучающая влияние генетических вариаций на оптимальное медикаментозное лечение, получила название «фармакогенетика» [51], и она уже начала приносить свои первые плоды. Большинство ученых-медиков сходятся во мнении относительно того, что некоторые из типичных методов лечения гипертонии, например, плохо подходят афроамериканцам. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) недавно одобрило спорное лекарство под названием BiDil [52] для «самоопределившихся» темнокожих пациентов с сердечной недостаточностью.

Современные исследования продемонстрировали, что не только наличие каких-то конкретных генетических вариаций способно влиять на протекающие в нашем организме химические процессы (а значит, и на то, как мы реагируем на те или иные лекарства), но также и то, как часто эти гены встречаются в нашем геноме. Другими словами, важно не только качество, но и количество.

Ген под названием CYP2D6 влияет на усваиваемость людьми более двадцати процентов всех медикаментов – в том числе таких распространенных лекарств, как антидепрессанты и антиконгестанты[11]. Людей с небольшим количеством копий этого гена называют медленными метаболизаторами [53]. Считается, что в эту категорию попадают до десяти процентов представителей европеоидной расы, но только один процент азиатов соответствует данной характеристике. Если вы когда-либо принимали стандартную дозу судафеда[12] и после этого у вас возникли покалывающие ощущения, а также участилось сердцебиение, скорее всего вы тоже являетесь одним из таких людей и вам следует обсудить со своим врачом уменьшение дозировки препарата.

По другую сторону расположены быстрые метаболизаторы, являющиеся обладателями вплоть до тринадцати копий гена CYP2D6! Двадцать девять процентов эфиопов попадают в эту категорию, в то время как среди европеоидов такие люди составляют всего один процент. Чем больше мы узнаем о том, как наш геном влияет на восприятие отдельно взятым человеком того или иного лекарства, тем очевиднее становится, что «персонализированная медицина» [54], корректирующая дозировку и выбор лекарств в соответствии с геномом человека, способна принести значительную пользу здоровью человечества.

Ученые предполагают, что наличие и количество генов, подобных CYP2D6, у различных популяционных групп связано с тем, насколько токсичным является типичный для этих популяций ареал обитания. Быстрые метаболизаторы способны более эффективно выводить из своего организма вредные вещества. Вот и получается, что чем больше токсинов присутствует в той или иной среде обитания – будь то в еде, в насекомых или в чем угодно другом, – тем больше предпочтения в ходе эволюции отдавалось наличию большого количества копий помогающего избавляться от токсинов гена [55]. Вместе с тем иногда этот быстрый метаболизм может и доставлять неприятности: в организме некоторых быстрых метаболизаторов происходит преобразование определенных лекарственных препаратов, в результате которого образуется их более мощная разновидность. Так, недавно был описан случай, как одной пациентке стало плохо после того, как она преобразовала кодеин, содержащийся в выписанном ей сиропе от кашля, в морфин быстрее, чем кто-либо мог этого ожидать. Стоит ли говорить, что в копиях гена CYP2D6 недостатка она не испытывала [56].

Другой ген под названием CCR5-D32, как считают ученые, не дает вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ) проникать в клетки организма [57]. Одна копия этого гена создает серьезные препятствия для размножения вируса, что приводит к снижению вирусной нагрузки у людей, являющихся носителями этого гена, когда они заражаются ВИЧ. Что касается двух копий этого гена, то две копии CCR5-D32 гарантируют практически полный иммунитет от ВИЧ. К несчастью, этот ген практически не встречается у африканцев, страдающих от эпидемии СПИДа, однако от пяти до десяти процентов европеоидов являются его счастливыми обладателями. Некоторые исследователи предполагают, что распространение CCR5-D32 в ходе эволюции происходило приблизительно так же, как это было с гемохроматозом – потому что этот ген обеспечивал некую защиту от бубонной чумы, – однако, в отличие от гемохроматоза, никакого конкретного механизма этого отбора предложено не было.

Одно можно утверждать наверняка: появляется все больше и больше доказательств того, что то, откуда были родом наши предки, как они адаптировались к условиям окружающей их среды и где мы живем сегодня, все вместе в значительной степени влияет на наше здоровье.

Осознание того, что наша эволюция – процесс непрерывный, должно отразиться на всем, начиная от лабораторных исследований и медицинского ухода и заканчивая повседневной жизнью. На сегодняшний день при повышенном уровне холестерина людям чаще всего выписывают лекарства под названием статины. Хотя в целом они и считаются довольно «безопасными» лекарствами, в некоторых случаях статины способны приводить с серьезным побочным эффектам, в том числе – повреждению печени. Если бы вы знали, что можете снизить уровень холестерина у себя в крови с помощью солнечного света, помогающего преобразовать его в витамин D, разве не предпочли бы вы поход в солярий ежедневному применению Липитора[13] [56, 57]?

Вот вам пища для размышлений.

Глава 4

От боба добра не ищут

Изысканного вида мужчина, учтивый до мозга костей, настолько, что оранжевая тюремная роба не в состоянии это скрыть, стоит в своей тюремной камере и смотрит на привлекательную брюнетку, которая отважилась – отважилась! – устроить ему допрос. Она его опрашивает – но он и слышать об этом не хочет. «Однажды меня попытался опросить агент по переписи населения. Я съел его печень с конскими бобами [58] и хорошим кьянти», – говорит Ганнибал Лектер.

Если бы врач, прозванный каннибалом, был не психиатром, а эпидемиологом, он бы, наверное, знал, что мог бы убить свою жертву этими самыми бобами, вместо того чтобы есть в прикуску с ними его печень.

Конские бобы окружены множеством всевозможных мифов и легенд. Считается, что древнегреческий ученый Пифагор предостерег немало будущих философов: «Избегайте конские бобы» [59]. Конечно, раз бобы в то время использовались для голосования – белые означали «за», а черные – «против», – он мог просто давать своим ученикам совет, над которым все хорошие философы должны задумываться и в наши дни, понимая предупреждение Пифагора как «Избегайте политики».

На самом деле легенды, окружающие предостережение Пифагора, почти так же разнообразны, как и легенды про сами конские бобы. Различные теории утверждают, что Пифагора заботило нечто гораздо менее серьезное, чем возможное отравление, и гораздо менее абстрактное, чем политика, – согласно Диогену, Пифагор попросту переживал, что его ученики будут есть слишком много бобов и, как следствие, пускать слишком много газов. Считается, что две тысячи лет назад Диоген сказал:

«От бобов воздерживаться, ибо от них в животе сильный дух, а стало быть, они более всего причастны душе; и утроба наша без них действует порядочнее, а оттого и сновидения приходят легкие и бестревожные». [60]

Религиозный культ «Орфические таинства» полагал, что в конских бобах заключены души мертвых: согласно мнению его членов, «есть конские бобы – это все равно что вгрызаться в головы своих покойных родителей». У одного только Аристотеля было пять различных теорий относительно пифагорейских бобов, и он говорил, что Пифагор предупреждал насчет них – то ли потому, что они подобны срамным членам, то ли вратам Аида, то ли потому, что они одни – не коленчатые, то ли вредоносны, то ли подобны природе целокупности[14], то ли служат власти немногих (ибо ими бросают жребий).

Неудивительно, что все эти древние греки были философами – у них в распоряжении была масса свободного времени. Но они были не единственными, кто заметил таинственную реакцию многих людей на конские бобы. Говорят, что в двенадцатом веке одна школьная учительница из Сардинии – острова неподалеку от берегов Италии – заметила сезонную сонливость, которая начиналась у ее учеников каждую весну и продолжалась неделями. Считается, что она, припомнив предупреждение Пифагора, связала склоняющиеся головы своих студентов с цветением конских бобов. Суеверия, касающиеся употребления в пищу сырых бобов, были распространены по всему Ближнему Востоку. В Италии бобы традиционно сажали в день поминовения усопших, а пироги в форме бобового стручка называли favedeimorti – «бобы смерти».

Как вы уже, наверное, догадались, у всей этой истории есть своя медицинская подоплека. В конце концов, нет дыма без огня, и в случае с конскими бобами огня этого более чем предостаточно.

В современной медицине есть такое понятие, как «фавизм»[15] [61] – наследственная ферментная недостаточность, встречающаяся у четырехсот миллионов людей. Это самый распространенный вид ферментной недостаточности в мире. В самых тяжелых случаях люди, подверженные фавизму, после употребления в пищу бобов (или принятия определенных лекарств) испытывают острую анемию, которая нередко приводит к смерти.

* * *

Впервые ученые почуяли, откуда все-таки дует ветер, после смерти нескольких людей в результате острой реакции на съеденные бобы во время Корейской войны [62]. Так как в некоторых регионах Кореи бушевала малярия, американским солдатам выписывали противомалярийные препараты, в том числе лекарство под названием «примахин».

Врачи вскоре обнаружили, что приблизительно у десяти процентов афроамериканских солдат после приема примахина развивалась анемия, а у некоторых солдат, особенно тех, что были средиземноморского происхождения, наблюдался куда более серьезный побочный эффект под названием «гемолитическая анемия» – их красные кровяные тельца буквально разрывало на части.

В 1956 году, через три года после прекращения огня, которым завершилась Корейская война, ученым-медикам удалось выяснить причину подобной реакции солдат на противомалярийный препарат – у них наблюдался значительный дефицит фермента под названием Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, или сокращенно Г6ФД. Считается, что этот фермент присутствует в каждой клетке нашего организма, однако особенно важную роль он играет в красных кровяных тельцах, защищая целостность их клеточного строения за счет связывания свободных радикалов, которые иначе бы привели к их разрушению [63].

Вы, наверное, слышали про свободные радикалы, и у вас сложилось общее представление о том, что они вредят нашему организму. Самый простой способ понять, что представляют собой свободные радикалы, – это вспомнить, что матушка-природа любит пары – она берет на себя роль своего рода свахи на молекулярном уровне. Свободные радикалы представляют собой молекулы или атомы с неспаренными электронами, и эти неспаренные электроны ищут себе пару. К несчастью для нашего организма, все эти электроны ищут себе вторую половинку совсем не там, где нам хотелось бы. Пытаясь спариться с электронами других молекул, они вызывают химические реакции, которые способны нарушить происходящие в клетках химические процессы и привести к их преждевременной смерти. Это одно из обоснований того, почему свободные радикалы считаются основной причиной старения.

Г6ФД выполняет роль вышибалы в баре красных кровяных телец: когда он на работе, он вышвыривает все свободные радикалы прочь, чтобы те не начали доставлять беспокойство. Когда же Г6ФД в организме недостаточно, любое химическое вещество, производящее свободные радикалы, может разрушить наши красные кровяные тельца. Именно это и происходило с солдатами, испытывавшими острую негативную реакцию на примахин, – считается, что примахин борется с малярией в том числе и за счет раздражения эритроцитов, из-за чего они становятся непривлекательным местом для вызывающих малярию паразитов. Если же у человека недостаточно Г6ФД для поддержания целостности клеток, при раздражении красных кровяных телец примахином некоторые из них не выдерживают этого – свободные радикалы приводят к разрыву клеточной мембраны и их разрушению. Потеря красных кровяных телец влечет за собой анемию – особенную, гемолитическую анемию, развивающуюся вследствие преждевременного разрушения красных кровяных телец. Человек, столкнувшийся с гемолитической анемией, будет испытывать сильную слабость и усталость, а также у него могут появиться симптомы желтухи. При отсутствии своевременного лечения гемолитическая анемия может привести к почечной недостаточности, сердечной недостаточности и смерти.

* * *

Те древнегреческие философы определенно что-то знали – для некоторых людей конские бобы являются убийцами. Они содержат два похожих на сахар соединения под названием «вицин» и «конвицин». Вицин и конвицин образуют свободные радикалы, в частности – пероксид водорода. Когда люди, страдающие фавизмом, съедают бобы, у них начинается реакция, похожая на ту, что возникает при приеме примахина. Если пероксид углерода не выводится с помощью Г6ФД, то он начинает атаковать красные кровяные тельца, в конечном счете разрывая их. Когда это происходит, внутреннее содержимое клеток вытекает, что приводит к гемолитической анемии, способной закончиться смертельным исходом.

Ген, ответственный за производство белка Г6ФД – или его дефицит, – называется точно так же, Г6ФД. Этот ген содержится в X-хромосоме. Как вы, наверное, помните из уроков биологии в школе, Х-хромосома является одной из двух половых хромосом [64], в то время как вторую называют Y-хромосомой. Люди с двумя Х-хромосомами женского пола, с одной X- и одной Y-хромосомой – мужского. Так как ген, отвечающий за дефицит Г6ФД, содержится в X-хромосоме, это расстройство гораздо чаще встречается среди мужчин. Когда у мужчины присутствует мутация в его единственной X-хромосоме, все его клетки исполняют команды этого мутировавшего гена. Чтобы у женщины развился серьезный дефицит Г6ФД, мутация должна присутствовать у нее в обеих X-хромосомах. Если же мутация только в одной хромосоме, то часть ее красных кровяных телец будут являться носителями нормального гена, и ее организм будет вырабатывать достаточное количество Г6ФД, чтобы избежать фавизма.

Существует два варианта нормального гена Г6ФД, один из которых называется GdB, а другой – GdA+. Всего у этого гена более ста различных вариантов мутации, однако их можно разделить на две основные категории – те, что возникли в Африке, под названием GdA–, и те, что возникли в Средиземноморье, под названием GdMed. Эти мутации приводят к серьезным проблемам, только когда свободные радикалы начинают слишком агрессивно атаковать красные кровяные тельца и количества Г6ФД оказывается недостаточно, чтобы с ними совладать. Эта проблема у людей с фавизмом может быть спровоцирована некоторыми инфекциями и некоторыми лекарствами – такими, как тот же примахин, – которые высвобождают в кровь свободные радикалы. Вместе с тем самый распространенный триггер этой реакции – это употребление в пищу конских бобов, называемых также бобами фава, – собственно, поэтому это расстройство и назвали фавизмом.

Люди выращивали конские бобы на протяжении тысячелетий. На данный момент самые старые семена были найдены во время археологических раскопок рядом с городом Назарет. Анализ показал, что их возраст составляет восемь с половиной тысяч лет – получается, что их вырастили в 6500 году до н. э. Из Назарета, который сейчас находится на самом севере Израиля, конские бобы, как считают ученые, распространились по всему Ближнему Востоку, а затем на север, в восточные регионы Средиземноморья, Турцию, Грецию, а также южную Италию, на Сицилию и Сардинию.

Как вы думаете, что будет, если отметить на карте регионы, в которых у людей чаще всего встречается фавизм, а затем совместить ее с другой картой, где отмечены места наибольшего распространения конских бобов? Наверное, вас уже не удивит тот факт, что они практически совпадут. Фавизм наиболее распространен – и наиболее опасен – в Северной Африке и Южной Европе, а также во всем средиземноморском регионе. А именно там с давних времен выращивали и потребляли конские бобы.

И снова у нас получается парадокс – каким-то образом у миллионов людей в ходе эволюции появилась генетическая мутация, способная привести к проблемам только после потребления ими продукта, наиболее распространенного в регионе их обитания.

Что ж, если мы чему-то и научились, так это тому, что если эволюция и отдает предпочтение генетическим признакам, способным привести к болезни, то делает она это только тогда, когда эти признаки помогают людям до того, как приводят к неприятностям. И признак, являющийся общим у четырехсот миллионов людей, явно стал любимчиком эволюции. Получается, что в дефиците Г6ФД должна быть какая-то польза, так?

Именно так!

* * *

Перед тем, как мы погрузимся глубже в изучение связи между фавизмом и конскими бобами, давайте рассмотрим широкую взаимосвязь между эволюцией животного мира и эволюцией растительного мира. Начнем с завтрака. Видите эту клубнику у себя в хлопьях? Так вот, растение, на котором она созрела, хочет, чтобы вы ее съели!

Растения, дающие съедобные плоды, не просто так эволюционировали подобным образом. Животные подбирают эти плоды и съедают их. В плодах содержатся семена. Животные уходят, убегают или улетают, а потом из них неизбежно выходят эти семена уже в каком-то другом месте, что дает растению возможность распространяться и размножаться. Яблоко от яблони недалеко падает – если, конечно, его не съест животное, а потом не унесет куда подальше. Это своего рода гастрономический автостоп, в котором никто не остается внакладе.

Спелые фрукты легко снимаются и зачастую сами падают на землю, в то время как неспелые фрукты сорвать сложнее. Так происходит потому, что растению невыгодно, чтобы его плоды съедали до того, как в них окончательно созреют семена. Матушка-природа задарма не кормит.

С другой стороны, как бы растениям ни хотелось, чтобы животные ели их плоды, в их интересах не позволять им большего – им будет мало пользы от того, что кто-то начнет обгладывать их листья или вгрызаться в их корни. Таким образом, у растений должен быть какой-то механизм защиты. То, что растения в основном неподвижны, вовсе не означает, что они простофили.

Шипы и колючки являются самыми очевидными способами защиты растений, однако они далеко не единственные и даже не самые действенные – у этих ребят в запасе целый арсенал средств самообороны. Растения являются самыми крупными производителями химического оружия на планете.

Всем известно про полезные свойства простейших химических процессов, протекающих в растениях, которыми мы пользуемся [65]. Они преобразуют солнечный свет и воду в сахар, используя поглощаемый из атмосферы углекислый газ, выделяя при этом кислород, которым мы все с вами дышим. Но это далеко не все. Своими химическими процессами растения могут существенно влиять на окружающую среду, изменяя в ней все, начиная от погоды и заканчивая количеством хищников, обитающих в том или ином регионе.

Клевер, сладкий картофель и соя принадлежат к классу растений, которые вырабатывают определенный тип химических веществ под названием «фитоэстрогены». Что-то знакомое, так ведь? И это неспроста. Фитоэстрогены подражают своим действием половому гормону животных под названием «эстроген». Когда животные едят слишком много содержащих фитоэстрогены растений, передозировка напоминающими эстроген соединениями приводит к нарушению их репродуктивной функции.

В Западной Австралии в сороковых годах прошлого века фермеры, разводившие овец, столкнулись с серьезной проблемой. По всем остальным признакам совершенно здоровые овцы либо не беременели, либо теряли потомство до родов. Все были в полном недоумении, пока один смышленый специалист по сельскому хозяйству не вычислил виновника их бед – дело было в европейском клевере. Эта разновидность клевера вырабатывает сильнейший фитоэстроген под названием «формононетин» с целью защиты от пасущихся хищников. Именно так – с точки зрения растения овца является хищником! Привыкший к влажному европейскому климату, занесенный в Австралию клевер плохо переносил засухи. Когда клеверу выпадает неудачный год – с недостаточным количеством осадков или солнца либо со слишком большим количеством осадков или солнца, – он защищает себя, ограничивая размер следующего поколения хищников. Он начинает производить больше формононетина, тем самым стерилизуя травоядных животных. Разумеется, вам вовсе не обязательно пастись на заросших клевером лугах, чтобы защититься от нежелательной беременности.

По своему действию большинство противозачаточных препаратов мало чем отличается от свойств европейского клевера.

Одаренный химик Карл Джерасси, один из создателей оральных контрацептивов [66], положил в их основу именно такой механизм регулирования рождаемости растениями. Правда, использовал он для этих целей не клевер, а сладкий картофель – если точнее, мексиканский ямс. Он начал с диосгенина – фитоэстрогена, вырабатываемого ямсом, и на его основе в 1951 году синтезировал первый поступивший в массовую продажу оральный контрацептив.

Ямс – не единственный источник фитоэстрогенов в рационе питания человека. Соя богата фитоэстрогеном под названием «генистеин». Стоит отметить, что в наши дни во многих готовых продуктах питания, в том числе продающихся в магазинах детского питания, используется соя, потому что она является недорогим источником питательных веществ. Небольшая группа ученых выражает серьезное беспокойство по поводу потенциальных негативных последствий такого большого – впервые в истории человечества – содержания фитоэстрогенов и сои в нашем рационе питания.

* * *

Итак, растения хорошо справляются с контролем рождаемости, однако в отравлении им вообще практически нет равных. Большинство вырабатываемых растениями токсинов направлены, разумеется, не против людей. Настоящую угрозу для растений представляют те животные, для которых они являются единственным источником питания. Вместе с тем это вовсе не означает, что нам нет нужды соблюдать осторожность, потому что растительные токсины могут доставить массу неприятностей и людям тоже. Кстати, велика вероятность, что за прошлую неделю вы съели их порядочно.

Вы когда-нибудь ели пудинг из тапиоки? Тапиока – это зернистый крахмалистый продукт, который изготавливают из корней маниоки. Корнеплод маниоки представляет собой крупный клубень с толстой кожицей, который выглядит как длинная сахарная картофелина с кожурой, как у кокоса. Маниока является основой рациона питания жителей многих тропических стран. И тем не менее она содержит вещество – предшественник смертельно опасного цианида. Конечно, если ее правильно приготовить, она не будет представлять никакой опасности – так что не вздумайте вгрызаться в сырые корнеплоды маниоки, когда они в следующий раз попадут вам в руки. Стоит ли удивляться, что концентрация цианида в клубнях маниоки становится особенно высокой в период засухи, когда растение нуждается в дополнительной защите от хищников, чтобы дожить до следующего сезона.

Возьмем другой пример – растение из семейства бобовых чина посевная [67], которую выращивают в Азии и Африке. В качестве химического оружия она выбрала себе нейротоксин, способный привести к параличу. Этот нейротоксин настолько мощный, что чине зачастую удается выжить даже тогда, когда все остальные культуры погибают из-за засухи или заражения паразитами. По этой причине бедные фермеры в некоторых регионах земного шара выращивают ее в качестве подстраховки – она страхует их от голода. Стоит ли удивляться, что в неурожайные годы количество смертей, связанных с ядом этого растения, возрастает в регионах его произрастания. Люди готовы рискнуть съесть ядовитую чину, лишь бы не умереть от голода.

Семейство пасленовых [68] включает в себя огромное количество растений, одни из которых съедобные, другие – ядовитые. Все представители семейства пасленовых содержат большое количество алкалоидов – химических соединений, токсичных для насекомых и травоядных животных и разными способами воздействующих на людей – они могут как приносить пользу, так и вызывать галлюцинации.

Некоторые люди предполагают, что «ведьмы» добавляли некоторые растения семейства пасленовых в свои «волшебные» мази и зелья – после чего им мерещилось, что они летают!

Одним из самых распространенных представителей семейства пасленовых, включающего в себя картофель, помидоры и баклажаны, является дурман обыкновенный. В английском языке это растение было названо (jimsonweed. – Примеч. пер.) в честь поселка Джеймстаун в штате Вирджиния. Где-то за сто лет до Войны за независимость США здесь произошел кратковременный бунт, прозванный Восстанием Бэкона. Восстание было подавлено достаточно быстро, но без загвоздки не обошлось. Когда британских солдат послали в Джеймстаун разогнать мятежников, их тайком (а может, и случайно) отравили дурманом обыкновенным, добавив его в салат. В 1705 году результат этого был описан Робертом Беверли в его книге «Прошлое и настоящее штата Вирджиния»:

«Некоторые из них съели много, и результат был весьма потешным – на несколько дней они превратились в совершенных дураков: один дул на перышко, удерживая его в воздухе, другой яростно бросался в него соломой, а третий, раздевшись догола, просто сидел в углу, словно обезьяна, смотрел на них, скалился и корчил рожи. Четвертый ласково целовал и обнимал своих товарищей и ехидничал им в лицо, кривляясь лучше любого шута… Они вытворяли тысячи подобных выходок, и через одиннадцать дней вновь пришли в себя, совершенно ничего не помня о том, что случилось». [69]

Дурман обыкновенный – это высокий зеленый сорняк с крупными листьями, распространенный по всей территории Америки. Люди случайно съедают его ежегодно, не замечая среди других растений у себя на огороде.

Итак, химические вещества, содержащиеся в растениях, способны парализовать, стерилизовать или сводить с ума. Также они могут приводить и к куда более слабой реакции, например, к расстройству пищеварения или жжению на губах. Пшеница, фасоль и картофель содержат ингибиторы амилазы – группу химических веществ, способных нарушить процесс усвоения углеводов из пищи. Ингибиторы протеазы, содержащиеся в турецком горохе и некоторых злаках, препятствуют нормальному усвоению белков. Многие из этих механизмов защиты растений могут быть нейтрализованы с помощью термической обработки или замачивания. Распространенная в Старом свете традиция замачивать фасоль и другие бобовые культуры на ночь служит именно этой цели – так нейтрализуется большая часть химических веществ, способных навредить нашему обмену веществ.

Если вы когда-нибудь пробовали на вкус сырой перец хабанеро, то, наверное, у вас было такое ощущение, будто вы отравились. И это действительно так.

Сильнейшее жжение во рту, которое ощущается от сырого перца хабанеро, вызвано химическим веществом под названием «капсаицин» [70].

Млекопитающие крайне чувствительны к капсаицину, потому что он раздражает нервные волокна, ответственные за восприятие боли и жжения, однако у птиц подобной реакции не наблюдается – и это еще одна демонстрация того, насколько умной старушка матушка-природа может быть, когда занимается эволюцией. Мыши и другие грызуны, которых могли бы привлекать плоды перцев чили, избегают их, потому что не в состоянии перенести их жгучий вкус. Это хорошо для перцев, потому что их семена разрушаются в пищеварительном тракте млекопитающих, что ну никак не помогает в распространении растения. Птицы, с другой стороны, не разрушают семена чили, когда лакомятся перцами, и капсаицин на них тоже не действует. Млекопитающие оставляют перцы для птиц, а птицы уносят их семена в воздух, после чего разносят по всей округе.

Капсаицин – липкий яд. Он прилипает к слизистым оболочкам, и именно поэтому глаза начинает сильно жечь, если потрогать их руками, которыми вы брали острый перец. Это также объясняет то, почему жжение от жгучего перца так долго не проходит и почему вода никак не помогает его унять. Это липкое свойство капсаицина необходимо ему для того, чтобы препятствовать быстрому растворению в воде.

Чтобы спастись от жгучести во рту, эффективнее всего выпить молока (на этот раз лучше пожирнее!) или съесть что-нибудь жирное – жир обладает гидрофобными свойствами, за счет чего он помогает убрать молекулы капсаицина со слизистых оболочек и снять жжение.

Но капсаицин не просто вызывает жжение – он может привести к выборочной дегенерации определенных типов нейронов. В больших количествах острые перцы могут принести серьезный вред. Ученые по-прежнему спорят насчет существования связи, однако люди, живущие в таких регионах, как Шри-Ланка, где острые перцы составляют чуть ли не основу рациона питания, а также представители других этнических групп, потребляющих большое количество жгучих перцев, гораздо чаще болеют раком желудка [71].

С точки зрения эволюции, совсем не удивительно, что растения выработали механизмы защиты от хищников, которые дважды подумают, прежде чем осмелятся ими полакомиться. Что еще более удивительно, так это то, что мы продолжаем выращивать и употреблять в пищу тысячи различных растений, являющихся ядовитыми для нас. Среднестатистический человек ежегодно съедает где-то от пяти до десяти тысяч различных натуральных токсинов.

По оценкам ученых, порядка двадцати процентов смертельных случаев рака вызваны натуральными ингредиентами в нашем рационе питания.

Но если многие из выращиваемых нами растений токсичны, то почему в ходе эволюции мы не выработали механизмы защиты от этих токсинов или просто не перестали выращивать эти растения?

На самом деле мы это сделали.

Отчасти.

* * *

Сколько раз у вас возникало сильное желание съесть что-нибудь сладенькое? Или что-нибудь солененькое? А что насчет горького вкуса? Можете представить себе, что вы скажете: «Слушай, мне на обед хочется чего-нибудь горького». Такого не бывает, правда?

В западной культуре выделяется четыре основных вкуса – сладкий, соленый, кислый и горький.

Любопытно. В других уголках мира, помимо основных четырех существующих вкусов, выделяют еще и пятый, который все больше набирает популярность и на Западе, как среди ученых, так и в культуре, – называется он «умами»; этот насыщенный вкус можно встретить у ферментированных и вяленых продуктов, таких как мисо, сыр пармезан или вяленое мясо.

Большинство вкусов приятные, и причина их развития в ходе эволюции очень простая – они делают привлекательной для нас пищу, содержащую питательные вещества, а также необходимые нашему организму соль и сахар.

С горьким вкусом другая история – горечь нас отталкивает [72]. Как оказалось, именно в этом и заключается, скорее всего, ее смысл.

В ходе опубликованного в 2005 году исследования, которое проводилось совместно учеными из Университетского колледжа Лондона, медицинского центра Университета Дьюка и Немецкого института питания человека, было сделано заключение, что способность чувствовать горечь развилась у людей в ходе эволюции, чтобы выявлять присутствие в растениях токсинов и избегать употребления этих растений в пищу.

Как раз именно для этого растения и выделяют эти токсины, и многие ботаники называют их антипитательными веществами. Воссоздав историю развития одного из генов, ответственных за появление рецепторов горького вкуса в наших языках, ученые отследили зарождение этой способности в Африке от ста тысяч до миллиона лет назад. Не у всех людей есть способность чувствовать горечь – и одни не так чувствительны к ней, как другие, – однако с учетом того, насколько широко эта способность распространена по всему земному шару, можно практически наверняка утверждать, что восприятие горького вкуса стало для людей серьезным преимуществом для выживания.

Где-то четверть всего человечества воспринимает вкус еще более тонко. Они являются обладателями так называемого «супервкуса» [73]. Ученые-химики обнаружили их почти случайно, когда изучали реакцию людей на химическое вещество под названием «пропилтиоурацил». Некоторые люди вообще не чувствуют его на вкус. Другие находят его горьковатым. Обладателям же супервкуса даже небольшая примесь этого вещества кажется омерзительной на вкус. Таким людям более горькими кажутся грейпфрут, кофе и чай. Они могут быть до двух раз чувствительнее к сладкому вкусу, а щепотка чили гораздо чаще оборачивается для них настоящим пожаром во рту.

Любопытно, что те же самые ученые, которые связали горький вкус с обнаружением содержащихся в растениях ядов, заметили, что в наши дни это может быть не таким уж и преимуществом. Не каждое соединение с горьким вкусом является ядовитым; на самом деле, как уже отмечалось выше при описании семейства пасленовых, некоторые из этих соединений даже полезны для человека. Скополамин, содержащийся в дурмане обыкновенном, который вызывает временное помешательство у людей, является алкалоидом с горьким вкусом, однако помимо этого он входит и в состав брокколи, обладающей противораковыми свойствами. Таким образом, в наши дни, особенно в развитых странах, где потребность в естественном сигнале тревоги о растительных токсинах практически пропала, сильная реакция на горький вкус может быть и недостатком.

Излишняя восприимчивость к горькому вкусу отбивает у нас охоту не от яда, а от продуктов, которые полезны для организма.

* * *

Имея возможность выбирать среди четверти миллиона различных растений и являясь обладателями обостренной способности чувствовать вкус, почему же мы не культивировали растения, не являющиеся для нас ядовитыми, и с помощью селекции не избавились от токсинов в тех, что ядовитые? Что ж, мы пытались – но, как и все остальное в царстве эволюции, это оказалось не так просто, что возымело свои последствия.

Как вы помните, химическое оружие растений направлено главным образом не против человека, а против насекомых, бактерий, грибов и, в некоторых случаях, травоядных млекопитающих. Поэтому если мы проведем одностороннее разоружение какого-нибудь растения, избавив его от этих выполняющих защитные функции химических веществ, то это будет все равно что пустить козла в огород – вскоре от этого растения ничего не останется. Его истребят те, против кого изначально было направлено действие ядов, которых мы его лишили.

Разумеется, были случаи, когда селекционеры шли другим путем и в ходе скрещивания получали растения со слишком мощными защитными механизмами, тем самым превращая изначально съедобный продукт в практически смертельный яд. Так, в картофеле содержится соланин, которого особенно много в позеленевших клубнях. Соланин защищает картофель от фитофтороза [74] (представьте себе грибок стопы, который привел к смерти человека, и вы поймете, что такое фитофтороз для картофеля). Соланин – это жирорастворимый токсин, способный вызывать галлюцинации, паралич, желтуху и даже смерть. Стоит переборщить с богатой соланином картошкой фри, и ничем хорошим это для вас не закончится. Иногда, разумеется, соланину не удается сдержать заражение. Так, этот грибок стал причиной сильнейшего дефицита картофеля в Ирландии в середине девятнадцатого века, который привел к массовому голоданию, смертям и эмиграции населения из Ирландии.

В шестидесятых годах прошлого века в Англии селекционеры активно занимались выведением сорта картофеля, способного противостоять фитофторозу с целью повышения урожайности картофеля. Они назвали получившуюся у них картошку «Ленапе». Вместе с тем первые люди, попробовавшие этот картофель, были не особенно рады успеху селекционеров – в нем содержалось настолько много соланина, что он оказался чуть ли не смертельно ядовитым. Стоит ли упоминать о том, что этот злосчастный картофель был быстро изъят из продажи?

С сельдереем похожая история, которая проливает свет на двуликую природу органического сельского хозяйства. Сельдерей защищает себя от вредителей, выделяя псорален [75] – токсин, способный повреждать ДНК и ткани человека, а также вызывать повышенную чувствительность к солнечному свету. Любопытно, что псорален становится активным только под воздействием солнечных лучей. Некоторые насекомые умудряются избегать действия этого яда, удерживая свою добычу в темноте – они заворачиваются в лист, защищая себя от солнечного света, а затем прогрызают себе путь наружу.

Обычный сельдерей не вызывает проблем у большинства людей, если они не отправляются в солярий сразу после того, как полакомятся супом из этого растения. Как правило, псорален представляет гораздо большую опасность для тех, кто на протяжении длительного периода времени имеет дело с большими объемами сельдерея – например, у большинства тех, кто собирает его, развиваются различные заболевания кожи.

Когда сельдерей оказывается под угрозой, он начинает вырабатывать псорален в особенно больших количествах. В поврежденных стеблях сельдерея может содержаться в сто раз больше псоралена, чем в нетронутых. Фермеры, применяющие синтетические пестициды, создавая при этом кучу побочных проблем, в конечном счете защищают растения от паразитов. Фермеры, придерживающиеся органического подхода, синтетические пестициды не используют. В итоге выращиваемый ими сельдерей оказывается подвержен нападению насекомых и грибов, и когда они начинают пожирать стебли сельдерея, растение в ответ выделяет огромное количество псоралена. Таким образом, не распыляя на растения яд, органические фермеры тем самым гарантируют начало биологического процесса, который приводит к накоплению яда в растениях.

Вся жизнь состоит из компромиссов.

* * *

Теперь, когда мы стали лучше понимать, какое влияние эволюция растений оказывает на людей, давайте еще раз рассмотрим связь между конскими бобами и фавизмом.

Что нам известно на сегодняшний день? Мы знаем, что употребление конских бобов в пищу приводит к высвобождению в кровь свободных радикалов. Нам известно, что люди, подверженные фавизму, из-за дефицита Г6ФД оказываются не в состоянии избавиться от всех этих свободных радикалов, что приводит к разрыву красных кровяных телец и сильной анемии. Также нам известно, что регионы распространения конских бобов практически совпадают с местами земного шара, где фавизм встречается чаще всего. И еще нам известно, что любая генетическая мутация, распространенная подобно фавизму среди более чем четырехсот миллионов человек, должна наделять своих носителей преимуществом перед какой-то другой, куда более серьезной угрозой.

Так какая же угроза выживанию людей распространена в Африке и Средиземноморье, а также связана с красными кровяными тельцами? Десять из десяти специалистов по инфекционным заболеваниям дадут на этот вопрос один и тот же ответ: все дело в малярии [76].

Малярия [77] – это инфекционное заболевание, ежегодно поражающее до пятисот миллионов людей по всему миру, порядка миллиона из которых от нее погибает. Более половины населения земного шара обитает в регионах, где распространена малярия. В случае заражения можно ожидать кошмарное чередование жара и озноба, сопровождаемого болями в суставах, рвотой и анемией. В конечном счете малярия может привести к коме и даже смерти, особенно у детей и беременных женщин.

На протяжении веков, начиная с написания Гиппократом трактата «О воздухе, водах и местностях»[78], врачи полагали, что многие болезни вызываются вредными испарениями, поднимающимися с поверхности стоячих вод – озер и болот. Они называли эти испарения миазмами [79]. Малярия – что на староитальянском означает «вредный воздух» – считалась одной из многих болезней, вызываемых миазмами. Связь с горячими, мокрыми болотами оказалась подмеченной верно, однако все дело в обитающих там в больших количествах комарах, а вовсе не в поднимающихся от них испарениях. На самом деле малярию вызывают простейшие паразиты (микроскопические одноклеточные организмы, у которых есть некоторые общие признаки с животными), попадающие в кровь человека после укуса самки комара (самцы не кусаются). Есть несколько видов вызывающих малярию паразитов, самый опасный из которых – Plasmodiumfalciparum.

Теория, согласно которой малярию вызывают содержащиеся в воздухе миазмы, была ошибочной, однако она привела к появлению по крайней мере одного из современных удобств, с которым многие люди ни за что не согласились бы расстаться. Согласно доктору Джеймсу Берку, автору документального сериала «Взаимосвязи», врач из Флориды по имени Джон Горри в 1850 году подумал, что ему удалось победить малярию с помощью нового изобретения. Горри верно подметил, что малярия гораздо чаще встречается в теплом климате. И даже в регионах с относительно прохладной погодой люди заражаются ею лишь в теплые месяцы. Тогда он решил, что если найти способ избавиться от теплого «вредного воздуха», то это поможет ему защитить людей от малярии.

Изобретение доктора Горри против малярии закачивало холодный воздух в больничные палаты, где лежали больные малярией. Сегодня один из вариантов его изобретения, которое мы называем кондиционером, наверное, закачивает холодный воздух и в ваш дом. И хотя кондиционер никак не улучшил прогноз зараженных малярией пациентов, тем не менее он нанес по болезни существенный удар.

Кондиционеры воздуха позволяют людям, живущим в регионах распространения малярии, оставаться у себя дома за закрытыми дверями и окнами, что помогает им защититься от зараженных комаров [80].

Но даже сейчас ежегодно происходят сотни миллионов случаев заражения малярией – несмотря на то, что она является одной из десяти самых распространенных причин смерти в мире, далеко не каждый зараженный умирает. Более того, вероятно, не каждый, кого кусают переносящие малярию комары, оказывается зараженным. Что же помогает тем, кому удается противостоять малярии?

* * *

Д.Б.С. Халдан[16] [81] был одним из первых людей, которым удалось понять, что различные условия окружающей среды приводят к всевозможному эволюционному давлению, порождая появление особенных генетических признаков, вызывающих болезнь у некоторых популяционных групп. Более пятидесяти лет назад он предположил, что определенные группы – особенно люди с генетической предрасположенностью к серповидноклеточной анемии или талассемии (мишеневидно-клеточная гемолитическая анемия), еще одному наследственному заболеванию крови, – лучше противостоят малярии.

На сегодняшний день многие исследователи полагают, что генетический признак, ответственный за предрасположенность к серповидноклеточной анемии и талассемии, может также обеспечивать своего носителя защитой от малярии – дефицитом Г6ФД. В ходе двух крупных исследований типа «случай-контроль» ученым удалось обнаружить, что дети с африканским вариантом мутации Г6ФД в два раза устойчивее к P. falciparum, самому опасному возбудителю малярии, чем дети, лишенные мутации [64]. Это было подтверждено и лабораторными экспериментами – при возможности выбора между «нормальными» красными кровяными тельцами – эритроцитами – и эритроцитами с дефицитом Г6ФД вызывающие малярию паразиты раз за разом предпочитали нормальные кровяные тельца.

Почему так происходит? P. falciparum на самом деле является достаточно чувствительным маленьким созданием. Эти паразиты чувствуют себя комфортно только в чистых эритроцитах. Эритроциты же у людей с дефицитом Г6ФД не только менее гостеприимные по отношению к малярии, но также быстрее выводятся из кровеносной системы, что нарушает жизненный цикл паразитов. Это объясняет, с какой стати популяционная группа, подверженная риску малярии, отдала предпочтение фавизму. Вместе с тем это не объясняет, почему те же самые люди стали выращивать конские бобы. Какой смысл в том, чтобы пережить завтрак комаров, если твой собственный обед может тебя убить?

Ответ, пожалуй, достаточно прост – подстраховка. Малярия является настолько распространенным и настолько опасным заболеванием, что подверженные ей популяционные группы нуждались во всех доступных механизмах защиты, чтобы пережить ее и продолжать размножаться.

За счет высвобождения свободных радикалов и повышения уровня окислителей в крови употребление конских бобов превращало клетки крови людей без врожденного дефицита Г6ФД в менее благоприятное место для вызывающих малярию паразитов.

Из-за всех этих свободных радикалов красные кровяные тельца имеют свойство разрушаться раньше времени. А когда люди с незначительным или частичным дефицитом Г6ФД едят конские бобы, паразиты попадают в серьезные неприятности.

Что касается частичного дефицита, то вам следует вспомнить о том, что генетическая мутация, вызывающая фавизм, присутствует только в X-хромосоме, а также что у женщин этих хромосом, в отличие от мужчин, две. Это приводит к тому, что (в тех популяционных группах, где эта мутация наиболее распространена) у многих женщин в крови присутствуют как нормальные эритроциты, так и эритроциты с дефицитом Г6ФД. Это обеспечивает им дополнительную защиту от малярии, однако не подвергает сильному риску при употреблении конских бобов. С учетом того, что беременные женщины чрезвычайно уязвимы перед малярией, хорошо, что многие женщины являются носителями фавизма и при этом могут есть конские бобы.

* * *

Человечество отдавало предпочтение лечебным травам, пожалуй, с тех пор, когда мы еще не были людьми. Археологам удалось найти свидетельства того, что неандертальцы, вероятно, лечились растениями еще шестьдесят тысяч лет назад. Древние греки использовали маковое молоко, которое добывали из опийного мака, в качестве обезболивающего – а в наши дни мы получаем морфий, одно из сильнейших доступных в настоящее время обезболивающих средств, из того же самого растения.

Первое по-настоящему эффективное средство от малярии было получено из коры хинного дерева. Джорджа Клегхорна, шотландского военного врача, считают одним из первооткрывателей противомалярийных свойств коры хинного дерева в начале девятнадцатого века, однако только спустя сто лет французским химикам удалось изолировать соединение, отвечающее за целебные свойства этой коры, – хинин – и изготовить на его основе лекарственный напиток – тоник. Тоник, правда, был отвратительным на вкус, и, согласно легенде, британские солдаты смешивали его с джином, в результате чего и родился классический коктейль. Современные тоники тоже содержат хинин, но если вы собираетесь отправиться в страны, где распространена малярия, вам, к сожалению, все равно потребуется обратиться к своему врачу за рецептом таблеток от малярии – практически у всех штаммов вызывающих малярию паразитов развилась устойчивость к хинину. Хорошо, что у нас есть эти чудесные конские бобы.

Ешьте овощи. Овощи могут вас убить.

Матушка-природа снова сбивает нас с толку. Как вы уже, наверное, поняли, ситуация получилась очень запутанная.

Многие растительные яды могут быть полезными для человека. Суть в том, что нужно понять, как они устроены, как мы устроены и как вообще происходит наше с ними взаимодействие.

Помните про фитоэстрогены, способные привести к бесплодию? Выяснилось, что генистеин – входящий в состав сои фитоэстроген – может помогать останавливать или замедлять рост клеток рака простаты. Некоторые ученые также полагают, что это вещество способно облегчить неприятные симптомы менопаузы, что может послужить объяснением тому, почему азиатские женщины гораздо реже испытывают дискомфорт при климаксе.

Капсаицин, ответственный за жгучесть острого перца, стимулирует выброс эндорфинов, которые вызывают приятные ощущения и подавляют стресс. Также капсаицин ускоряет обмен веществ – на целых двадцать процентов, по мнению некоторых ученых. Кроме того, появляется все больше и больше свидетельств того, что капсаицин может также помогать облегчать боли, вызванные чем угодно, начиная от артрита и стригущего лишая и заканчивая послеоперационным дискомфортом.

Однако этим все не ограничивается. Содержащийся в сельдерее псорален может приводить к повреждениям кожи – однако он очень помогает людям с псориазом. Аллицин, который поступает в наш организм вместе с чесноком, препятствует слипанию тромбоцитов в крови и образованию тромбов, что делает это вещество мощным оружием против болезней сердца. Что насчет аспирина? Химическое вещество, лежащее в его основе, содержится в коре ивы и служит для отпугивания насекомых. Сегодня аспирин стал лекарством чуть ли не на все случаи жизни – он разжижает кровь, снимает жар и облегчает боль.

Таксол – это мощное противораковое средство – также был впервые получен из древесной коры – на этот раз из коры коротколистного тиса.

Порядка шестидесяти процентов – если не больше – населения Земли по-прежнему использует для лечения главным образом растения [82]. Наверное, было бы неплохой идеей исследователям время от времени интересоваться результатами траволечения, наблюдая, как растения помогают людям в борьбе с их недугами.

Глава 5

О микробах и людях[17]

На протяжении тысяч лет паразитический червь под названием Dracunculusmedinensis – что означает «маленький дракон» [83] – досаждал жителям Африки и Азии. Он вызывает ужасную болезнь. Личинки этого червя, также известного как гвинейский червь, поедаются водными блохами, дафниями, населяющими пруды и другие водоемы со стоячей водой в отдаленных тропических регионах. Когда человек пьет эту воду, его пищеварительный тракт уничтожает водяных блох, но не личинок червя. Некоторые из личинок попадают из тонкого кишечника в тело, где они вырастают и в конечном счете спариваются друг с другом. Где-то через год после заражения взрослые самки – теперь достигающие до метра в длину и толщиной со спагетти, а также несущие в себе много новых личинок, – пробираются наружу через кожу носителя. Как только они добираются до поверхности, самки червя начинают выделять кислоту, таким образом мастеря себе туннель к свободе. Первым признаком инфекции является появление болезненного волдыря. Вскоре после появления волдырь лопается, причиняя сильную боль, и червяк начинает выбираться наружу. Жжение, вызываемое кислотой, заставляет человека искать спасения в прохладной воде. А как только червяк чувствует присутствие воды, он тут же выделяет похожую на молоко жидкость, несущую в себе тысячи новых личинок, готовых начать этот процесс снова.

Иногда червей удается удалить хирургическим путем, однако на протяжении тысячелетий единственный способ лечения заключался в том, что червя оборачивали вокруг палки и медленно, осторожно вытаскивали наружу. Этот процесс длится много болезненных недель и даже месяцев, и торопиться с ним ни в коем случае нельзя – если червяк порвется, зараженный человек может испытать куда более болезненную и серьезную реакцию, способную привести к летальному исходу.

Гвинейский червь на протяжении многих веков причинял людям массу страданий. Он был найден в египетских мумиях и якобы был той самой «огненной змеей», что доставила столько бед израильтянам во время их сорокалетних скитаний по пустыне. Некоторые исследователи полагают, что посох Асклепия – символ медицины, изображающий обернутую вокруг посоха змею, – изначально был простым рисунком, который использовали врачи, чтобы продемонстрировать, как они оказывают услуги по избавлению человека от червя посредством закручивания его вокруг палки.

В наше время этот маленький дракон оказался на грани полного исчезновения. Бывший президент США Джимми Картер на протяжении двух десятилетий занимался распространением знаний о методах размножения паразита по всему миру, пытаясь донести до жертв, что не нужно пытаться снять боль с помощью воды, а до потенциальных жертв – что нужно избегать воды, которая может быть заражена. Согласно данным Центра Картера, количество случаев заражения гвинейским червем по всему миру сократилось с трех с половиной миллионов в 1986-м до всего 10 674 в 2005 году. Благодаря пониманию того, как в ходе эволюции гвинейский червь научился использовать человеческий организм, у нас появился шанс защитить себя от этого паразита.

* * *

Добравшись до этого участка нашего путешествия по дорогам эволюции, вы наверняка уже уловили общую тенденцию к взаимосвязанности… практически всего на свете. Наш набор генов постоянно адаптировался к условиям региона обитания человека и даже к погоде. Еда, которой мы питаемся, в ходе эволюции училась противостоять другим поедающим ее организмам, а человек, в свою очередь, в ходе эволюции научился эти защитные механизмы обходить. Мы рассмотрели пути нашей эволюции, связанные с необходимостью сдерживать угрозу, которую представляют для нас определенные инфекционные заболевания, такие как, например, малярия. Одного вопроса мы еще не обсуждали: как все эти инфекционные заболевания эволюционируют параллельно с нами? Можете не сомневаться – они не стоят на месте, и именно по этой причине наша эволюция не прекращается уже многие миллионы лет.

По большому счету, в любом живом существе – будь то бактерия, одноклеточный паразит, лев, тигр, медведь или ваш младший братик – зашиты одни и те же две основные команды: 1) выжить; 2) размножиться.

Чтобы по-настоящему понять то, в каких отношениях находятся люди с миллионами живущих рядом с нами микробов, в первую очередь необходимо избавиться от предубеждения относительно того, что все бактерии плохие, микробы – это наши враги, а вирусы – злодеи, надеюсь, вы уловили, к чему такое сравнение. Смысл в том, что мы эволюционировали совместно со всеми этими микроскопическими организмами, и зачастую этот процесс приводил к взаимовыгодному сотрудничеству. Устройство нашего организма на сегодняшний день стало прямым результатом нашего взаимодействия с возбудителями инфекционных заболеваний на протяжении многих миллионов лет. Все, начиная от наших органов чувств и нашего внешнего вида и заканчивая химическим строением нашей крови, претерпевало изменения в ходе эволюции в ответ на различные заболевания. Почему, например, запах человека, который привлекает нас в сексуальном плане, кажется таким притягательным? Зачастую это является признаком того, что наши иммунные системы сильно отличаются, а это даст нашим детям более гибкий иммунитет, чем у каждого из родителей в отдельности [84].

Разумеется, в ходе эволюции мы научились справляться не только с окружающими нас снаружи организмами – и не только они научились в ходе своей эволюции совладать с нами. Вы, может, и не посылали никаких приглашений, однако прямо сейчас, когда вы читаете эти строки, вы принимаете у себя колоссальное количество микроскопических гостей. На самом деле, если представить организм в роли дома, а его клетки – в роли жильцов, то количество пришедших в гости микробов окажется значительно больше его официальных обитателей. Если сложить их все вместе, то у вас получится более тысячи различных микроорганизмов весом более килограмма и в количестве от десяти до ста триллионов [85]. Что же касается генетического материала, то нам с ними нет никакого смысла даже пытаться соревноваться: суммарное количество генов поселившихся в нашем организме микробов в сотню раз превосходит размер нашего собственного генома.

Большинство этих микробов находятся в пищеварительном тракте, где они играют решающую роль. Кишечные бактерии – они же микрофлора кишечника – помогают нам получать энергию, расщепляя продукты питания, которые иначе мы не смогли бы никак расщепить. Они помогают тренировать нашу иммунную систему, идентифицировать и обезвреживать болезнетворные организмы, стимулируют клеточный рост и даже защищают нас от вредоносных бактерий. На самом деле, многие из проблем с пищеварением, испытываемых людьми после приема антибиотиков, напрямую связаны с потерей этих дружелюбных бактерий. Применять антибиотики широкого спектра действия – это все равно что проводить ковровую бомбардировку: они убивают всех на своем пути, не проводя различия между врагами, союзниками и просто мирными жителями. Вот почему многие врачи рекомендуют во время приема антибиотиков включить в рацион питания натуральный йогурт: он содержит дружелюбные бактерии – пробиотики, которые могут обеспечить нашему пищеварительному тракту хоть какую-то защиту и поддержку, обычно осуществляемую кишечной микрофлорой, пока она не восстановится.

Вместе с тем далеко не все бактерии, обосновавшиеся у нас в организме, такие уж дружелюбные – прямо сейчас мы можем предоставлять кров Neisseriameningitidis, Staphylococcusaureus и Streptococcuspneumoniae – бактериям, способным вызывать менингит, токсический шок и пневмонию соответственно. К счастью, миллионы микроскопических союзников у нас в кишечнике также взяли на себя и задачу держать этих плохих ребят под контролем.

Посредством так называемого барьерного эффекта микрофлора кишечника не дает этим опасным бактериям слишком сильно расплодиться, поглощая основную часть имеющихся в пищеварительном тракте ресурсов. На самом деле полезные бактерии работают сообща с нашим организмом, чтобы ни в коем случае не дать этим вредоносным бактериям ни за что зацепиться. Чтобы добиться похожего эффекта, некоторые врачи рекомендуют женщинам, подверженным грибковым инфекциям, принимать пробиотики либо в виде различных продуктов питания, таких как йогурт, либо в виде пищевых добавок. Подобно естественным дружелюбным бактериям нашего кишечника, пробиотики создают защитный барьер, препятствующий размножению грибков, вызывающих молочницу. Одной из причин, по которым некоторые пробиотики являются дружелюбными, являются предпочитаемые ими металлы. Как вы помните, практически каждая форма жизни на Земле нуждается в железе. Одним из исключений из этого правила является один из самых распространенных пробиотиков – бактерии под названием лактобациллы (молочнокислые бактерии), вместо железа использующие для своей жизнедеятельности кобальт и магний. Получается, что они не охотятся за железом в нашем организме.

Наша пищеварительная система – самые настоящие джунгли, в которых сотни различных видов бактерий соревнуются между собой за выживание, большинство из них работает с нами заодно, однако некоторые готовы пойти организму наперекор, представься им такая возможность.

Когда отношения между каким-то организмом и его носителем, в котором он обитает, являются взаимовыгодными – как это обычно происходит с людьми и кишечными бактериями, – такая система называется симбиозом.

Разумеется, довольно часто все происходит совсем по другому сценарию. Гвинейский червь, к примеру, является чистым паразитом – он живет за счет человеческого организма, являющегося его носителем, используя его в своих собственных интересах и ничего не давая взамен, причиняя только неприятности. Когда же жертва этого червя испытывает естественное желание опустить ставшие результатом деятельности червя болячки в прохладную воду (и тем самым помочь паразиту размножаться дальше), то она становится жертвой паразитической манипуляции – явления, происходящего, когда паразит заставляет своего носителя вести себя таким образом, чтобы самому при этом иметь возможность выживать и размножаться.

Исследуя некоторые наиболее поразительные примеры паразитической манипуляции в природе, мы можем научиться лучше понимать, как паразиты способны влиять на наше собственное поведение. Так что перед тем, как продолжить наше изучение взаимосвязи между людьми, микробами и нашей взаимной эволюцией, давайте совершим путешествие в настоящие джунгли, чтобы изучить настоящее Вторжение похитителей тел[18], правда, всего лишь похитителей тел пауков, но, тем не менее, всегда можно провести некую параллель.

* * *

Plesiometaargyra – паук-кругопряд [86] родом из Центральной Америки. Кругопряды – это крупное семейство пауков, включающее в себя более двух с половиной тысяч различных видов пауков, плетущих свои паутины по всему миру. Верные своему названию, эти маленькие ребята плетут круговые паутины, напоминающие мишени. Интересующий нас паук, а также его особые взаимоотношения с паразитом под названием Hymenoepimecisargyraphaga стали предметом серьезного исследования, проведенного ученым Уильямом Эберхардом. Так как у этих насекомых есть только латинские названия, условимся называть паука кавдорским таном, а перепончатокрылого паразита – Леди Макбет.

Кавдорский тан живет припеваючи в коста-риканских джунглях, где он плетет свои круглые паутины, охотится на добычу, которая то и дело вваливается к нему прямо домой, и заворачивает ее, чтобы съесть позже. Затем в один прекрасный день словно из ниоткуда прилетает Леди Макбет и жалит его. Тан оказывается парализован. После этого паразит откладывает яйцо у него в животе. Десять-пятнадцать минут спустя тан просыпается и возвращается к своим делам – плетению паутины и ловле добычи. Ему невдомек, что с того момента, как Леди Макбет опустила в него свое жало, он был обречен, как и герой, в честь которого мы его назвали. Отложенное в нем яйцо вскоре превращается в личинку. Личинка – пусть она будет называться Макбет-младший – проделывает отверстия в брюшной полости паука и начинает питаться его кровью. На протяжении следующих нескольких дней личинка питается за счет паука, а паук, ничего не подозревая, продолжает плести свою паутину.

Затем, когда личинка готова превратиться в куколку и начать последний этап своего превращения во взрослую особь, Макбет-младший вводит в кровь старого тана химические вещества, которые полностью меняют поведение паука, превращая его в раба личинки. Вместо того чтобы плести паутину по кругу, паук ходит туда-сюда до сорока раз подряд, создавая специальную паутину для защиты кокона личинки. Затем, в районе полуночи (матушка-природа знает, как нагнать драматизма), паук садится по центру своей специально сотканной паутины и перестает двигаться. Все, что остается сделать Макбету-младшему, – это закончить свою работу.

Личинка убивает неподвижного паука и, по сути, высасывает из него все содержимое. Закончив со своей трапезой, она бесцеремонно выбрасывает безжизненную сухую оболочку паука на землю. В течение ночи она создает вокруг себя кокон, который подвешивает на уплотненную паутину, построенную мертвым пауком, и начинается последняя стадия ее развития. Спустя где-то полторы недели из кокона появляется на свет взрослая особь.

Исследователи до конца не уверены в том, как именно личинке удается обрести контроль над инстинктивным поведением паука, отвечающим за плетение паутины. Важно понимать, что паук не начинает вести себя совсем уж по-новому – действия, повторяемые им, когда он плетет особую «паутину для куколки», по сути, являются двумя первыми шагами плетения обычной паутины; он просто повторяет их снова и снова, словно заевшая пластинка, которой никак не удается перескочить на следующую дорожку. Доктор Эберхард говорит: «Личинке на биохимическом уровне каким-то чудом удается манипулировать нервной системой паука, заставляя выполнять только часть привычных для него действий, с помощью которых он обычно плетет свою паутину, подавляя при этом выполнение всех остальных действий» [87].

Исследования доктора Эбехарда показали, что как бы ни действовали выделяемые личинкой химические вещества на паука на молекулярном уровне, они срабатывают быстро, а их действие продолжается довольно длительное время. В ходе лабораторных исследований пауки, из которых удаляли паразита после того, как он начал плести ему кокон, но до того, как закончил это делать – то есть после обретения личинкой контроля над разумом паука, но до его убийства ею, – еще несколько дней продолжали плести «паутины для куколки» и только потом возвращались к плетению своих обычных паутин.

В природе имеется огромное количество примеров подобной паразитической манипуляции, причем обычно – и тут совершенно нечему удивляться – эти манипуляции играют решающую роль в процессе размножения паразита. В случае с большинством паразитов все сводится к следующему вопросу: как мне попасть от этого носителя к следующему?

Перед тем как мы вернемся к паразитам, манипулирующим людьми, давайте рассмотрим паразита, которому приходится серьезно изощряться, чтобы решить вопрос транспортировки.

Ланцетовидный сосальщик (латинское название – Dicrocoeliumdendriticum) [88] – червь, живущий в печени овец и крупного рогатого скота. Если бы вы со всей вашей семьей жили в печени овцы и вам бы не хотелось, чтобы весь ваш род вымер вместе с овцой, то вам пришлось бы найти способ доставить своих детей в кишечник другой овцы. Когда взрослый сосальщик откладывает яйца, они выделяются вместе с пометом и остаются спящими до тех пор, пока не придет улитка и не съест их вместе с навозом. Оказавшись проглоченными, яйца вылупляются внутри улитки, и в конечном счете новорожденные сосальщики выходят из организма улитки вместе со слизью. Эту слизь поедают муравьи, становясь следующим транспортным средством для сосальщиков – но им предстоит преодолеть еще длинный путь. Подумайте об этом – вы передвигаетесь внутри муравья, и вам нужно попасть в овцу. Как бы вы поступили?

По мере развития переносимых муравьем червей один из них добирается до муравьиного мозга, где начинает манипулировать его нервной системой. Ни с того ни с сего муравей – носитель сосальщика начинает вести себя совершенно нехарактерным для него образом. Каждую ночь он покидает муравейник, находит подходящую травинку и забирается на самую ее вершину, ожидая быть съеденным вместе с ней овцой. Если за ночь его не съедят, он возвращается в муравейник днем, чтобы следующей ночью повторить свою попытку с другой травинкой. В конечном счете, когда муравья наконец съедает вместе с травинкой овца, сосальщик перебирается из ее пищеварительного тракта в печень, чтобы устроить там новую колонию.

Паразитический червь Spinochordodestellinii [89] вырастает до размеров взрослой особи внутри кузнечиков на юге Франции. Это еще один червь, который, подобно надоедливому гостю, вызывает у хозяина суицидальные наклонности. Как только личинка червя превращается во взрослую особь, она выделяет особый белок, который заставляет незадачливого французского кузнечика найти ближайший водоем и прыгнуть в него, подобно пьяному матросу в марсельском порту, забывшему, что он не умеет плавать. Когда кузнечик оказывается в воде и начинает идти ко дну, червь выбирается из него наружу и уплывает на поиски своей второй половинки, чтобы приступить к дальнейшему размножению.

Вместе с тем не только черви способны на паразитические манипуляции. Вирусы и бактерии постоянно пускаются в сложнейшие манипуляции живыми организмами. Вирус бешенства [90] является любопытнейшим примером паразитической манипуляции. Он колонизирует слюнные железы организма-носителя, из-за чего тому становится сложно сглатывать. Именно это и приводит к появлению характерной пены вокруг рта – из-за неспособности сглатывать вокруг рта животного начинает пениться полная вирусов бешенства слюна. К моменту, когда у животного появляется пена у рта, вирус, скорее всего, уже поразил мозг носителя, на химическом уровне воздействуя на него таким образом, чтобы он вел себя более возбужденно и агрессивно. Возбужденное и агрессивное животное начинает кусаться. Если его рот при этом пенится от слюны с вирусом бешенства, то укусы становятся заразными. Укусы на фоне зараженной слюны порождают нового носителя вируса, который выживает и размножается. Выражение «с пеной у рта», означающее раздраженное и агрессивное поведение, является не единственным кусочком культуры, подаренным нам бешенством. Мифы про оборотней, один укус которых превращает их жертв в таких же одержимых животных, практически наверняка своими корнями уходят в наблюдения людей в прошлом за действием вируса бешенства.

Порабощенные пауки и кузнечики с суицидальными наклонностями являются самыми поразительными примерами паразитической манипуляции. Дженис Мур, профессор биологии в Университете штата Колорадо, изучавшая паразитические манипуляции на протяжении более двадцати пяти лет, заметила, что в некоторых случаях они могут приводить к настолько резким изменениям, что зараженный носитель, по сути, превращается уже совсем в другое создание: «Вполне возможно, что пораженные паразитами животные зачастую оказываются настолько отличными от своих незараженных собратьев, что их запросто можно назвать функциональным эквивалентом особи уже совсем другого вида» [91].

С другой стороны, большинство паразитических манипуляций протекают более незаметно и хотя бы внешне выглядят естественными. Заметьте, что даже в случае с пауком и личинкой паразита личинка на самом деле не заполучает полного контроля над пауком. Скорее за счет манипуляций на химическом уровне он заставляет паука вести себя так, чтобы это шло на пользу больше личинке, чем самому пауку. Но паук остается живым и в сознании – те два действия по плетению паутины, в конце концов, принадлежат ему, а не паразиту. Точно так же, когда зараженные гвинейским червем люди погружают свои руки в водоем с прохладной водой с целью облегчения боли, гвинейский червь, разумеется, вовсе не контролирует их разум – он просто научился в ходе эволюции провоцировать такое поведение своего носителя, которое помогает ему выживать и размножаться.

К счастью для нас, мы гораздо умнее незадачливых пауков. Чем больше мы понимаем механизмы паразитической манипуляции, особенно относительно людей, тем нам проще бороться с их последствиями и держать результат под контролем. Иногда единственным эффективным вариантом оказывается полное искоренение того поведения, которое позволяет опасному паразиту размножаться – как это было в случае с гвинейским червем. Иногда, как вы вскоре убедитесь сами, человеку удается направить эволюцию паразита по более безобидному для нас пути. В конце концов, в ходе эволюции подобное случалось не раз. Достаточно вспомнить про все те бактерии у нас в желудке, которые помогают нам переваривать ту огромную порцию мороженого, что мы слопали в обед.

* * *

Toxoplasma gondii [92] – это паразит, способный заражать практически всех теплокровных животных, однако из-за особенностей своего размножения гарантированно выживает только в котах. T. Gondiiразмножается за счет копирования себя в течение жизни своего носителя, однако только в котах происходит половое размножение с производством новых ооцист – одноклеточных спор, – которые впоследствии могут искать себе нового носителя. Ооциты представляют собой твердые крошечные организмы, которые способны выживать в тяжелых условиях до года. Когда грызуны, птицы или другие животные проглатывают ооциты, они становятся зараженными. Также они могут стать носителем паразита, поедая плоть зараженного животного. Люди могут проглотить ооциты, употребляя в пищу недожаренное мясо или плохо промытые овощи либо после очищения кошачьего лотка.

Как только животное оказывается зараженным, клетки T. gondii разносятся вместе с кровью по всему его организму и внедряются в клетки мышц и мозга. Звучит как довольно отвратительная инфекция – кому нужны поселившиеся в мозге паразиты? – однако у большинства людей инфекция протекает практически бессимптомно, хотя мы вскоре к этому вернемся. Это невероятно распространенная инфекция, встречающаяся у доброй половины населения Земли – причем наиболее распространена она вовсе не там, где вы могли бы подумать. Согласно данным Центра по контролю и профилактике заболеваний, в США заражены чуть больше двадцати процентов населения, в то время как во Франции девяносто процентов жителей являются переносчиками этого паразита (некоторые эпидемиологи полагают, что существует прямая связь между потреблением сырого мяса и уровнем распространения токсоплазмоза – именно так называется вызываемая T. gondii инфекция. Это объясняет, почему инфекция так часто встречается во Франции – слово «тартар», кстати, французского происхождения).

Но ничто из этого не объясняет, как именно T. gondii снова попадает в организм котов. Что ж, тут-то и начинается самое интересное. T. gondii обладает потрясающим талантом паразитической манипуляции – пешками в игре паразитов на этот раз становятся крысы и мыши. Когда мышь (или крыса) съедает зараженный кошачий помет, паразит поступает привычным для него образом – перебирается в мышцы или мозг грызуна. Оказавшись в мозге крысы или мыши, паразит начинает воздействовать еще не до конца изученным образом на своего носителя, в корне меняя его поведение. Сначала мышь становится толстой и сонной. Затем она теряет свою природную боязнь хищников – котов. Исследования показали, что зараженных мышей не отпугивал запах кошачьей мочи, которой коты метят территорию, – более того, он их привлекал. Знаете, как называют ученые жирных медлительных мышей, который привлекает кошачий запах?

Кошачий корм.

Благодаря чему T. gondii попадает ровно туда, куда ей нужно было попасть.

Немного ранее мы отметили, что обычно T. gondii не вызывает особых проблем у людей. Что ж, обычно, но не всегда. Во-первых, люди с сильно подавленным иммунитетом, как, например, больные СПИДом, подвержены риску серьезных осложнений, как это происходит у них и со многими другими инфекциями, которые здоровые люди чаще всего переносят без особых проблем. Эти осложнения могут включать в себя слепоту, повреждения сердца и печени и даже воспаление головного мозга (энцефалит), которое может привести к смерти. Еще одну группу риска составляют беременные женщины.

В зависимости от срока беременности, если женщина заражается токсоплазмозом, плод с вероятностью до сорока процентов также заражается этой инфекцией, и будущего ребенка она может привести к аналогичным серьезным осложнениям. Однако этот риск сводится к нулю, если женщина была заражена паразитами до того, как забеременела – плод находится под угрозой только в момент первого заражения.

По этой причине беременным женщинам и людям с ослабленным иммунитетом следует избегать сырого мяса и не прикасаться к кошачьему лотку.

Кроме того, появляется все больше и больше доказательств того, что заражение T. gondii (токсоплазмоз) может служить триггером для развития шизофрении у некоторых людей. Фуллер Тори – известнейший психиатр и исследователь шизофрении – предал гласности многие из подобных теорий в 2003 году. Не остается никаких сомнений в том, что среди шизофреников уровень заболеваемости токсоплазмозом выше – хотя до конца и не ясно, какая именно здесь причинно-следственная связь. Возможно, T. gondiiдействительно являются триггерами шизофрении, однако вполне вероятно, что просто люди с шизофренией чаще ведут себя таким образом, что это подвергает их риску заражения этими паразитами. Одно можно утверждать наверняка – этот вопрос заслуживает более тщательного изучения, – всего десятилетие назад ученые отвергали идею, что инфекции способны вызывать язву желудка, однако сейчас это является научно доказанным фактом.

Любопытно. Врачу, доказавшему эту взаимосвязь – доктору Барри Маршаллу, – пришлось самому проглотить вредоносные бактерии, которые привели его к язве, чтобы «специалисты» восприняли его всерьез. Впрочем, не все было так несправедливо – вместе со своим коллегой Робином Уарреном доктор Маршалл был удостоен Нобелевской премии в области медицины и физиологии в 2005 году за сделанное ими открытие.

В пользу предположения о том, что T. gondii могут выступать в роли триггера шизофрении, говорят результаты одного проведенного недавно исследования, в ходе которого было показано, что зараженная токсоплазмозом мышь начинает менять свое поведение, когда ей дают антипсихотические препараты. Исследователи из Университета Джона Хопкинса теперь пытаются установить, может ли помочь больным шизофренией прием антибиотиков, которые борются с токсоплазмозом. Если доктор Тори окажется прав и токсоплазмоз действительно является триггером шизофрении, то это придаст совершенно новый смысл стереотипному образу сумасшедшей кошатницы.

С учетом того, насколько сильное влияние T. gondii оказывают на протекающие в мозгу грызунов химические процессы, неудивительно, что ученые стали искать доказательства того, что эти паразиты способны воздействовать и на людей в том числе. Между прочим, существуют свидетельства того, что поведение зараженных T. gondii людей слегка отличается от тех, у кого этой инфекции нет. Опять-таки до конца неясно, вызвано ли подобное поведение паразитом, или же у людей с подобной особенностью больше вероятность заразиться T. gondii, однако закономерность однозначно любопытная.

Один примечательный ученый, профессор Ярослав Флегр из Карлова университета в Праге, обнаружил, что зараженные токсоплазмозом женщины тратят больше времени на одежду и считаются более привлекательными среди мужчин, чем женщины без этой инфекции. Флегр резюмировал итог своим наблюдениям следующим: «Мы обнаружили, что они [зараженные женщины] более открытые, более добросердечные, у них больше друзей, и они больше заботятся о своем внешнем виде. Вместе с тем они менее надежные и чаще вступают в связи с разными мужчинами [93]».

Зараженные мужчины, с другой стороны, согласно наблюдениям Флегра, оказались менее ухоженными, чаще подверженными одиночеству и более склонными к дракам. У них также чаще появлялись подозрения и ревность, и они были более склонны к тому, чтобы нарушать любые установленные правила.

Если паразиты T. gondii действительно воздействуют на поведение человека подобным образом, то данный факт, скорее всего, является лишь случайным следствием эволюции у паразита способности манипулировать грызунами. Кроме того, это одна из причин, по которым возможные последствия паразитической манипуляции у людей выражены куда в меньшей степени, чем у грызунов – эта манипуляция изначально была предназначена для того, чтобы заставить зараженного грызуна стать легкой добычей для кошки, потому что именно в кошках главным образом и происходит жизненный цикл T. gondii. При инфицировании людей и других животных они становятся лишь тепленьким пристанищем для паразита, обзавестись семьей в котором ему не удастся. Химические вещества, с помощью которых T. gondii научились управлять поведением грызунов, вероятно, способны также каким-то образом воздействовать и на мозг человека. Но какой бы эффект они на нас ни оказывали, это не является паразитической манипуляцией с точки зрения эволюции, потому что никакой пользы от этого для паразита нет – если, конечно, вы не знаете породы кошек, питающейся исключительно хорошо одетыми женщинами.

* * *

Многие люди думают, что чихание – это симптом простуды, но это лишь часть истории. В нормальных условиях чихание является следствием срабатывания защитного механизма: когда чужеродный организм пытается проникнуть через носовой канал, наш организм пытается избавиться от него с помощью чихания – непроизвольного рефлекса. Однако почему же мы чихаем при простуде [94]? Вполне очевидно, что нам никак не избавиться от вируса простуды, уже обосновавшегося в верхних дыхательных путях. В данном случае чихание уже совсем другой зверь – вирус простуды научился провоцировать безусловный чихательный рефлекс, чтобы мы заражали окружающих – родственников, коллег, друзей, – помогая тем самым распространению вируса.

Чихание – это действительно симптом, но когда он вызван простудой, то у этого симптома есть своя цель, которая вовсе не в наших интересах.

Между прочим, это касается многих реакций, которые мы считаем симптомами инфекционных заболеваний, – на самом же деле они являются результатом паразитической манипуляции, в ходе которой поразившая нас бактерия или вирус пытается заставить нас оказать ей неосознанную помощь в поиске своей новой жертвы.

Как известно многим, у кого есть дети, энтеробиоз является самой распространенной паразитической инфекцией среди детей в Северной Америке. Согласно данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США, в любой взятый момент времени порядка пятидесяти процентов американских детей, вероятно, заражены энтеробиозом. Возбудителем энтеробиоза являются паразиты под названием «острицы» [95], достигающие сантиметра в длину и внешне напоминающие маленькие обрывки белых ниток. Острицы достигают зрелости в толстом кишечнике человека, где питаются его содержимым и в конечном счете спариваются. В течение ночи беременные самки выбираются из толстого кишечника (тем же путем, как оттуда выходит и все остальное) и откладывают микроскопические яйца на коже зараженного ребенка. Вместе с яйцами они выделяют аллергены, вызывающие сильнейший зуд. Обычно они не приносят никакого вреда, помимо зуда, но этим червякам определенно нужно, чтобы ребенок чесался.

Когда зараженный острицами ребенок чешет свой живот, яйца паразита попадают ему под ногти. Если не скрести хорошенько тело каждое утро, особенно под ногтями, эти яйца без труда повсюду разносятся. Эти липкие создания легко добираются до поверхности того, что трогает ребенок, – дверных ручек, мебели, игрушек и даже еды. Когда другие дети касаются тех же самых предметов, у них на руках остаются яйца остриц. Любопытные детские пальчики неизбежно в тот или иной момент попадают в рот ребенку, в результате чего он проглатывает часть яиц, и цикл начинается снова. Острицы живут только в людях – вопреки расхожему мнению, ими невозможно заразиться от других животных (хотя их яйца запросто могут оказаться на шерсти домашнего животного, которого трогал человек с яйцами остриц под ногтями).

Для выживания острицам необходимо перемещение из организма одного человека в организм другого, поэтому в ходе эволюции они разработали простой и эффективный способ паразитической манипуляции, помогающей им этого добиться: человек чешется – они плодятся.

Есть и другие болезни, которые вызывают симптомы, приводящие к более пассивной манипуляции, но все с той же заветной целью – помочь паразиту размножаться и распространяться. Холера – это болезнь, передающаяся через воду и вызывающая сильнейший понос. В самых тяжелых случаях непрекращающийся понос способен привести к обезвоживанию и смерти. Как и в случае с вызываемым острицами зудом и вирусом простуды чиханием, понос, спровоцированный холерой, – не просто симптом болезни. Таким образом возбудители холеры попадают в воду, где им легко найти новых носителей.

Возбудители малярии также манипулируют зараженными людьми [96], на этот раз за счет выведения человека из строя. Зараженные малярией люди страдают от сменяющих друг друга озноба и жара, сопровождающихся сильнейшей слабостью и усталостью, а когда человек лежит в кровати, не в состоянии даже руки поднять, он становится легкой добычей для комаров. Комары кусают зараженных людей, вместе с кровью забирая и одноклеточных возбудителей малярии, после чего улетают, чтобы заразить кого-то еще.

Исследования паразитической манипуляции людьми на сегодняшний день находятся лишь в зачаточном состоянии, однако им уже удалось выявить довольно неожиданные факты, которые могут помочь лучше понять причину – и возможные способы лечения – целого ряда заболеваний. Мы уже упоминали, что T. gondii, перепрыгивая от одного владельца кошек к другому, иногда могут становиться триггером развития у человека шизофрении. Проведенное недавно исследование, пусть и довольно спорное, показало возможную связь между обсессивно-компульсивным расстройством и стрептококковой инфекцией у детей.

Семейство стрептококковых бактерий ответственно за довольно широкий спектр человеческих заболеваний – начиная от стрептококкового фарингита и скарлатины и заканчивая бактериальной пневмонией и острой ревматической лихорадкой. Многие виды стрептококковых бактерий проделывают трюк под названием «молекулярная мимикрия» – они демонстрируют характеристики, свойственные клеткам человеческого тела, чтобы ввести в заблуждение нашу иммунную систему. Другими словами, они подражают клеткам сердца, суставов и даже головного мозга.

При заражении бактериальной инфекцией иммунная система человека начинает вырабатывать антитела, которые атакуют болезнетворные организмы. Когда же эти возбудители подражают клеткам нашего тела посредством молекулярной мимикрии, это может привести к аутоиммунному расстройству. Иммунная система распознает угрозу в лице вредоносных бактерий, однако выделяемые ею антитела атакуют все похожие на бактерии клетки – в том числе клетки самого организма.

Вот почему у некоторых детей после ревматической лихорадки начинают появляться проблемы с сердцем – антитела атакуют сердечный клапан, потому что его клетки чем-то похожи на поразившие организм бактерии.

Доктор Сьюзан Свидо, занимающаяся исследованиями в Национальном институте психиатрии США, полагает, что определенные стрептококковые инфекции могут становиться триггером аутоиммунных расстройств, которые приводят к атаке антителами иммунной системы базальных ганглиев – участков головного мозга, которые, как считается, отвечают за управление движениями. Ученые называют это детским аутоиммунным нейропсихиатрическим расстройством, связанным со стрептококковой инфекцией (PANDAS-синдром) [97]. Родители детей с PANDAS-синдромом рассказывают о душераздирающих переменах, происходящих чуть ли не за день. Вскоре после заражения инфекцией у детей внезапно начинаются повторяющиеся нервные тики, они неосознанно трогают все вокруг и демонстрируют сильное беспокойство.

Пока неясно, является ли это на самом деле следствием паразитической манипуляции – все зависит от того, помогает ли эта перемена в поведении ребенка распространению бактерий. Конечно, в теории несложно представить, как бессознательное, повторяющееся прикосновение к игрушкам, мебели и другим детям помогает вирусу распространяться. Также вполне возможно, что связь между обсессивно-компульсивным расстройством действительно существует, однако является не следствием паразитической манипуляции, а лишь побочным результатом попыток бактерий ввести в заблуждение нашу иммунную систему.

Одно можно утверждать наверняка – мы только начинаем понимать мириады различных способов воздействия возбудителей инфекций на наше с вами поведение. Так, ученые исследуют поразительную возможность того, что передающиеся половым путем болезни, как это ни удивительно, влияют на половое поведение человека. Совершенно необязательно, что подобное влияние превратит счастливого семьянина в ненасытного изменника. На самом деле такой результат вовсе не был бы в интересах вируса (или бактерии, или грибка). Слишком многочисленные половые связи у носителя могут привести к заражению другими, более опасными заболеваниями, которые бы навредили первоначальной инфекции, в результате чего паразит мог бы просто застрять в организме носителя, тем самым остановив свое дальнейшее распространение. Таким образом, передающемуся половым путем паразиту выгодно, чтобы люди больше занимались сексом, но при этом все-таки не слишком много.

Некоторые ученые исследуют возможность того, что генитальный герпес способен воздействовать на половое влечение таким образом, что это отражается на половом поведении человека. Два исследователя с кафедры анатомии и нейробиологии в Калифорнийском университете в Ирвайне, Каролин Гатальски и Ян Липкин, сделали предположение, что вирус герпеса способен увеличивать половое влечение за счет взаимодействия с отвечающими за него нервами. Они написали следующее: «Любопытно предположить, что инфекция ганглиев способна увеличивать сенсорное восприятие половых органов, приводя тем самым к увеличению половой активности человека, а вместе с ней – к вероятности передачи вируса» [98].

Другими словами, иногда вирус герпеса может толкать человека на новые сексуальные подвиги.

* * *

Итак, когда какой-то паразит или болезнь изменяет наше поведение в своих собственных интересах, речь идет о паразитической манипуляции. Однако это, разумеется, далеко не единственный способ воздействия болезни на поведение человека – существуют тысячи других примеров того, как наши индивидуальные, культурные и социальные стандарты эволюционировали с целью помочь нам избежать болезни или держать ее под контролем. В некоторых случаях поведение является инстинктивным – например, чувство отвращения, вызванное видом и запахом фекалий животных и испорченной пищи, благодаря которому мы избегаем контакта с ними, а заодно и с кишащими в них возбудителями инфекций. Другие примеры поведения стали следствием социального давления – например, когда мы прикрываем свой рот и нос, чихая или кашляя. Еще один пример – мытье рук перед едой. Все эти реакции на болезни были названы поведенческими фенотипами – наблюдаемыми действиями со стороны организма, которые стали его попыткой контролировать взаимодействие между его генетическим строением и окружающей средой в его собственных интересах.

Несколько ученых, занимающихся эволюционной психиатрией (наука, изучающая поведение человека с точки зрения эволюции, чтобы понять, приносит ли то или иное поведение какое-то эволюционное преимущество), даже предположили, что заложенная на уровне инстинкта у людей боязнь незнакомцев изначально появилась как защитный механизм от заражения болезнями. В основе этой теории лежит идея о том, что два основных биологических стимула – выживание и размножение – привели к появлению у человека заботы на социальном уровне о здоровье и безопасности его детей и близких родственников. Это означает, что в определенных обстоятельствах эволюция может подтолкнуть нас к тому, чтобы пожертвовать собой ради выживания собственных детей или даже близких родственников. Чем больше родственников человек может спасти своим самопожертвованием – утверждает эта теория, – тем больше вероятность того, что он так и поступит.

С точки зрения эволюции совершенно логично позволить умереть одному носителю генов ради выживания более крупного генофонда остальных членов семьи.

Так что же происходит, когда кто-то оказывается подвержен смертельной – и заразной – инфекции? Некоторые исследователи полагают, что изгнание больного примата из сообщества может частично быть инициативой самого больного, который по своей воле уходит прочь, чтобы уберечь своих сородичей от инфекции. Это явление было документально подтверждено у горных ласточек и мучных хрущаков – в случае заражения паразитами представители обоих видов покидают своих сородичей.

Есть также свидетельства того, что некоторые виды животных в ходе эволюции научились избегать своих собратьев, когда те оказываются заражены опасными паразитами. Ученые из Университета Старого Доминиона в Норфолке, штат Вирджиния, занимались изучением карибских лангустов, обычно обитающих группами. Исследователи обнаружили, что когда здоровые лобстеры оказываются заражены смертельными болезнетворными микроорганизмами, те их сородичи, которых вирус миновал, очень быстро исчезают в неизвестных направлениях [99]. Что действительно поразительно, так это то, что здоровые лобстеры пускаются в свое подводное путешествие еще до появления первых симптомов болезни. Это говорит о том, что триггером подобной реакции служат какие-то химические вещества, выделяемые больной особью.

Эта теория приводит нас к следующему вопросу. Если некоторые инфекции заставляют отдельных особей покидать свои родные группы с целью защиты сородичей, то как реагируют другие группы особей этого вида, когда к ним наведывается незнакомец? Похоже, что ксенофобия – а именно так официально называется боязнь чужих – является практически повсеместным инстинктом в человеческой культуре. Вполне возможно, что своими корнями ксенофобия уходит в некий глубоко заложенный инстинкт, целью которого является защита своих сородичей от внешней угрозы их здоровью и выживанию, в том числе – от инфекционных болезней [100]. Если это действительно так, понимание первопричины этого инстинкта, давно переставшего быть актуальным, может сильно помочь в борьбе с ним.

«СУПЕРБАКТЕРИИ СЕЮТ ПОВСЮДУ ПАНИКУ» [101]

«АКТИВНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ СМЕРТЕЛЬНО ОПАСНОЙ ИНФЕКЦИИ СТАВИТ в ТУПИК СПЕЦИАЛИСТОВ»

«БАКТЕРИЯ ВЫШЛА ИЗ-ПОД КОНТРОЛЯ, ПОБЕДИВ АНТИБИОТИКИ»

Каждый из нас встречал подобные заголовки. Скорее всего, они вас напугали. И это действительно так – по мере того, как мы развиваемся, вызывающие болезни организмы эволюционируют параллельно с нами. Мы уже обсуждали, как паразиты в ходе эволюции научились справляться с невозможными на первый взгляд задачами, необходимыми для их выживания, такими как, например, путешествие из овцы в улитку, а затем в муравья, и все ради того, чтобы добраться до другой овцы. А у крошечных организмов за счет их быстрого и частого размножения за считаные дни могут смениться сотни поколений, благодаря чему они становятся обладателями значительного эволюционного преимущества – они эволюционируют быстрее нас. Возьмем, к примеру, золотистый стафилококк – Staphylococcusaureus [102]. Это очень распространенная бактерия, которая прямо сейчас может обитать у вас на коже или в слизистой носа, она же может приводить к угревой сыпи или вызывать такие смертельно опасные инфекции, как менингит и синдром токсического шока. Именно этот микроорганизм скрывается за многими историями про нашествие устойчивых к антибиотикам инфекций в больницах и спортивных командах.

Когда пенициллин был случайно открыт Александром Флемингом в 1928 году, оказалось, что он замедляет рост стафилококка – так показали эксперименты в чашке Петри. Четырнадцать лет спустя, когда пенициллин стал впервые применяться для лечения инфекций у людей, устойчивый к пенициллину стафилококк практически не встречался. Однако по прошествии всего восьми лет, в 1950 году, сорок процентов всех стафилококковых инфекций оказались устойчивыми к пенициллину. К 1960 году их число увеличилось до восьмидесяти процентов. Тогда врачи перешли на лечение метициллином – синтетической производной пенициллина, – и уже два года спустя был впервые обнаружен штамм устойчивого к метициллину стафилококка. Эти бактерии укоренились в больницах, и человечеству пришлось перейти к другому классу антибиотиков, в частности – ванкомицину. В 1996 году в Японии был впервые обнаружен штамм устойчивого к ванкомицину золотистого стафилококка.

Все это пугает не на шутку – такое ощущение, что мы участвуем в гонке вооружений с противником, значительно превосходящим нас в технологическом плане. К счастью, все не так просто – они, может быть, и быстрее, зато мы умнее. Мы можем изучать механизмы эволюции и пытаться использовать их в своих интересах – они же даже думать не в состоянии. Как вы помните, основными биологическими стимулами бактерий, как и у любого другого живого существа, являются выживание и размножение. Почему бы нам не попробовать облегчить выживание вредоносных бактерий в здоровом, а не больном человеке? Привел бы такой подход к эволюционному давлению против приносящего нам вред поведения микроорганизмов?

Пол Ивальд считает, что именно по этому пути и следует идти.

* * *

Пол Ивальд является одним из пионеров эволюционной биологии. Особое внимание он уделяет эволюции инфекционных заболеваний и изучению механизмов выбора патогенами признаков, которые приносят вред человеку, либо отказу от них. Степень разрушения тем или иным болезнетворным микроорганизмом своего носителя называется вирулентностью. Спектр вирулентности заражающих людей патогенов огромен – начиная от практически безвредных (острицы) и неприятных, но при этом малоопасных (простуда), заканчивая теми, что приводят к быстрой и ужасной смерти (Эбола). Так почему же у одних микробов вырабатывается сильнейшая вирулентность, в то время как другие не доставляют человеку особых хлопот? Ивальд полагает, что ключевым фактором, определяющим вирулентность того или иного паразита, является способ его передачи от зараженного организма здоровому.

Если вспомнить, что у всех болезнетворных организмов одна и та же цель – выжить и размножиться, то это звучит более чем правдоподобно. Давайте рассмотрим три основных способа перемещения микробов от одного носителя к другому:

• Непосредственная близость, позволяющая передачу воздушно-капельным путем или через телесный контакт, – этим способом передаются такие болезни, как простуда и заболевания, передающиеся половым путем.

• Использование для передачи промежуточного организма, в роли которого чаще всего выступают комары, мухи и блохи, – в эту категорию попадают малярия, африканская сонная болезнь и сыпной тиф.

• Перемещение вместе с зараженной пищей или водой – холера, брюшной тиф и гепатит А передаются таким способом.

Задумаемся о том, как все это влияет на вирулентность. Согласно теории Ивальда, у болезней из первой категории наблюдается эволюционное давление против высокой вирулентности. Таким микробам нужно, чтобы их носитель вступал в контакт с другими людьми – потенциальными новыми носителями. Получается, что им нужно, чтобы носитель оставался относительно здоровым – по крайне мере, мог самостоятельно двигаться. Вот почему при простуде мы практически всегда можем встать с кровати и пойти на работу, даже если при этом будем чувствовать себя плохо. Заболев простудой, человек сохраняет более-менее нормальное самочувствие – достаточно нормальное для того, чтобы он мог спуститься в метро и поехать на работу, чихая и кашляя всю дорогу.

Исследователь Пол Ивальд полагает, что в ходе эволюции вирус простуды сорвал джекпот – он добился такой вирулентности, которая гарантирует подвижность и выживаемость его носителям. Он убежден, что этот вирус, скорее всего, никогда не эволюционирует до того, чтобы убивать людей или причинять им серьезный вред.

С другой стороны, когда возбудителю инфекции не нужно, чтобы человек перемещался, ситуация может сильно накалиться. Возбудитель малярии в ходе эволюции научился обездвиживать человека – ему не нужна наша помощь в поиске новых носителей. Напротив, он хочет, чтобы мы не мешали комарам нас кусать. Поэтому возбудителям малярии выгодно, чтобы их носители оказывались при смерти – это свойство является для них эволюционным преимуществом. Чем больше паразитов кишит в нашей крови, тем больше паразитов достанется вместе с ней комару и тем больше вероятность заражения ими следующего укушенного им человека.

С холерой похожая история – ее возбудителю не нужно, чтобы мы куда-то шли для поиска новых носителей, и бактериям нет никакой необходимости в ходе эволюции стремиться к низкой вирулентности. Они запросто распространяются в воде, когда испачканную одежду или постельное белье стирают в реке, пруду или озере, либо через канализационный сток. Опять-таки, в ходе эволюции холере выгодно стремиться к повышенной вирулентности – по мере беспощадного размножения бактерии, усиливающей понос, из зараженного человека может выделяться до миллиарда экземпляров болезнетворного организма, что только увеличивает вероятность того, что бактерия найдет себе нового носителя.

Таким образом, если в распоряжении у болезнетворного микроорганизма есть союзник (например, в виде комаров) или хорошо налаженный механизм заражения (например, открытые водоемы), мирное сосуществование со своим носителем уходит на второй план. В таком случае эволюция с большей вероятностью будет отдавать предпочтение тем версиям паразита, которые максимально эффективно используют ресурсы организма носителя, что позволяет паразиту добиваться максимального размножения – это плохие новости для носителя.

Однако вовсе не обязательно, что это будет пагубно влиять на все человечество: Ивальд полагает, что мы можем использовать понимание этих механизмов для того, чтобы направить эволюцию паразитов в сторону уменьшения вирулентности. Суть его теории в следующем: если препятствовать всем способам передачи инфекции, не требующим непосредственного участия человека, то это приведет к возникновению эволюционного давления против высокой вирулентности.

Давайте посмотрим, как эта теория будет проявлять себя на практике в случае со вспышкой холеры. Согласно предположению Ивальда, вирулентность возбудителя холеры в отдельно взятой популяционной группе должна находиться в прямой зависимости от качества и безопасности водоснабжения в этой популяции. Если сточные воды попадают в реки, воду из которых люди пьют или используют для стирки, то штамм возбудителя холеры будет эволюционировать в направлении увеличения вирулентности – он может без проблем размножаться, полностью используя ресурсы организма носителя, потому что заражение других людей ему гарантирует доступ к воде. Если же защищать воду от заражения, то бактерия будет эволюционировать в сторону уменьшения вирулентности – чем дольше она будет оставаться в способном передвигаться носителе, тем выше ее шансы на передачу другому человеку.

Ряд вспышек холеры, которые начались в 1991 году в Перу, после чего болезнь в течение нескольких лет распространилась по Центральной и Южной Америке, продемонстрировал довольно убедительные доказательства правоты Ивольда. Уровень развития системы водоснабжения сильно отличается в разных странах. Стоит ли удивляться, что в странах с плохо развитой системой водоснабжения и канализации, таких как Эквадор, вирус по мере своего распространения становился все более и более опасным. В странах же с хорошо развитыми водопроводом и канализацией, таких как Чили, вирулентность бактерий в процессе эволюции снизилась, и они убили меньшее количество людей.

Из всего этого можно сделать довольно полезные выводы: вместо того чтобы провоцировать бактерии становиться сильнее и опаснее, придумывая новые антибиотики для борьбы с ними, мы могли бы заставить их жить с нами в мире и согласии. Как эта теория может быть реализована в случае с заболеваниями, передающимися через воду, такими как холера? Если заняться тщательным очищением воды, это определенно приведет к сокращению числа зараженных людей, потому что меньшее количество людей будет потреблять зараженную воду. В случае, если теория Ивальда верна, с каждым долларом, потраченным на очистку воды – то есть на контроль канала передачи заболевания, – мы также будем направлять эволюцию бактерии так, чтобы она стала менее опасной для человека.

По словам Ивальда, «нам следует взять контроль над эволюцией этих болезнетворных организмов, чтобы эволюционное преимущество было на стороне менее опасных для нас штаммов, и в конечном счете приручить эти микроорганизмы, значительно уменьшив наносимый ими человеку вред. Когда они станут более безопасными, большинство людей даже не будут знать о том, что заражены ими. Это будет аналогом бесплатной пожизненной вакцины для этих людей» [103].

Если покрывать больных малярией пациентов противомоскитной сеткой или просто не выпускать их на улицу, то это может заставить P. falciparum – вызывающее малярию простейшее – эволюционировать в том же направлении. Если лишить комаров доступа к прикованным к кровати больным малярией, микроб будет вынужден эволюционировать таким образом, чтобы зараженный человек оказывался способен передвигаться, повышая тем самым шансы на распространение паразита.

Разумеется, Ивальд понимает, что эта теория применима далеко не в каждом случае. Некоторые паразиты усложняют ситуацию своей способностью выживать в течение долгого времени за пределами организма носителя. Патоген, способный годами выжидать возможности попасть в организм носителя, не подвержен описанной выше зависимости. Сибирская язва является одним из таких терпеливых хищников. В определенных условиях эта смертельно опасная бактерия способна до десяти лет существовать во внешней среде. В такой ситуации сложно воздействовать на вирулентность за счет ограничения каналов передачи патогена, потому что его способность выживать за пределами организма носителя позволяет ему меньше переживать о поиске нового носителя с точки зрения эволюции.

* * *

Итак, нам уже известно, что человек способен оказывать влияние на эволюцию бактерий. Появление в ходе эволюции всех этих устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий является самым что ни на есть наглядным тому доказательством. В теории же Ивальда этот механизм предлагается перевернуть с ног на голову, но не за счет участия в своеобразной гонке вооружений, в ходе которой мы используем против микроорганизма какой-то антибиотик, а он в процессе своей эволюции учится ему противостоять, и в итоге спустя какое-то время нам приходится переключаться на другой антибиотик, и так далее, до бесконечности. Вместо этого нам нужно понять, по какому пути нам выгодно пустить эволюцию этого микроорганизма, и принять меры для того, чтобы он эволюционировал именно так.

За счет понимания того, как микроорганизмы, вызывающие инфекционные заболевания, эволюционировали среди нас, рядом с нами и внутри нас, мы начинаем лучше разбираться в том, какое влияние на человека оказывают эти болезни и как их контролировать. Такое понимание уже позволило нам прервать канал распространения ряда ужасных паразитов, таких как гвинейский червь. Кроме того, благодаря этому у нас появляются идеи по контролю заболеваний – таких как холера и малярия, – которые досаждали человечеству с незапамятных времен.

Все живое на свете стремится к двум вещам – выживанию и размножению. К этому стремится и гвинейский червь, и вызывающие малярию простейшие, и холерная палочка – и мы с вами, разумеется, тоже не исключение. Только в отношении человека есть одна существенная разница, которая дает нам огромное преимущество перед всеми остальными живыми существами, и заключается она в том, что мы это понимаем.

Глава 6

Погружение в геном

Эдвард Дженнер, простой сельский врач восемнадцатого века из Глостершира в Англии, заметил удивительную закономерность. Доярки, переболевшие коровьей оспой (заражение неизбежно происходило с теми, кто много времени проводил с коровами), безопасной для людей инфекцией, оказывались устойчивы к оспе натуральной – смертельно опасной для людей инфекции. Дженнер решил попробовать добиться такого же результата искусственным путем. Он сделал соскоб с болячек зараженной коровьей оспой доярки и заразил этой болезнью нескольких подростков. Стоит ли сообщать, что его догадка оказалась верна? Заражение коровьей оспой обеспечило защиту от натуральной оспы, и Эдвард Дженнер – все-таки не такой уж и обычный сельский врач, как оказалось, – получил первую вакцину в истории человечества [104]. Само слово «вакцина» на самом деле происходит от латинского названия натуральной оспы – vaccinia.

Сегодня нам известно гораздо больше о том, как работает вакцинация. Она начинается с относительно безобидной версии вируса, против которого мы хотим привить человека (безобидной за счет того, что вирус был ослаблен, либо убит, либо разделен на отдельные составляющие, либо, как в случае с коровьей оспой, за счет использования другого вируса, достаточно похожего на опасный вирус, чтобы наш организм мог его распознать, но все-таки не приводящего к развитию серьезной болезни). Вводя в организм человека безобидную версию вируса, мы стимулируем производство иммунной системой антител, специально подогнанных для противодействия этому вирусу. Если в будущем произойдет заражение опасной версией вируса, то наш организм будет готов сразу же отразить его атаку. Коровья оспа, к примеру, вызывает у людей лишь легкую инфекцию, однако по своей структуре вирус так похож на тот, который вызывает натуральную оспу, что антитела, вырабатываемые нашей иммунной системой для борьбы с коровьей оспой, также подходят для противодействия и натуральной оспе.

При отсутствии заранее сформировавшихся подготовленных антител вирусные захватчики могут привести к серьезной болезни до того, как наша иммунная система успеет сгенерировать необходимые антитела.

С этого момента становится по-настоящему интересно. Итак, человека окружает огромное количество разнообразных микробов, представляющих для нас потенциальную угрозу, и наш организм вырабатывает особые антитела для борьбы с каждым из них. На протяжении долгого времени ученые не могли до конца понять, как именно это происходит, – казалось, что у человека просто достаточное количество активных генов для того, чтобы управлять производством всех этих антител.

Конечно, ученые тогда еще не догадывались, что гены способны меняться.

* * *

Каждый человек рождался на свет с точно таким же количеством клеток, как и у простейшей бактерии, то есть с одной. Эта отдельная клетка – зигота – стала результатом объединения двух других клеток – сперматозоида отца и яйцеклетки матери, – которые, объединившись, положили начало новому человеку. Именно зигота стала результатом миллионов лет эволюционного давления, адаптации и естественного отбора – она содержит себе все необходимые инструкции на генетическом уровне для производства белков, из которых состоит организм человека. Все эти инструкции заложены в порядке трех миллионов пар нуклеотидов, называемых основными парами ДНК, из которых сложены менее тридцати тысяч генов [105]. Сами же гены распределены по двадцати трем парам хромосом – общее количество составляет сорок шесть хромосом.

Один набор из двадцати трех хромосом достается от отца, другой – от матери. Все пары, за исключением двадцать третьей пары – половых хромосом, – являются сопряженными. Другими словами, обе хромосомы несут один и тот же тип инструкций, хотя конкретные команды по их выполнению могут сильно отличаться. К примеру, можно представить, что в определенных хромосомах содержатся инструкции, определяющие наличие или отсутствие волос на пальцах рук – причем волосатые пальцы являются доминантным, а безволосые – рецессивным признаком. Инструкция в хромосомах отца может нести в себе команду на волосатые пальцы, в то время как в материнских хромосомах запрограммировано отсутствие волос. В этом случае у ребенка будут волосы на пальцах рук – волосатые пальцы являются доминантным признаком, в то время как безволосые – рецессивным. Это означает, что всего одной копии вымышленного гена достаточно, чтобы гарантировать наследование этого признака. Вместе с тем понадобятся две копии гена безволосых пальцев – одна от матери и одна от отца, – чтобы у ребенка не было волос на пальцах.

Как правило, за очень редкими исключениями, в каждой клетке нашего организма содержится одна и та же ДНК – два полных набора хромосом со всеми генами, содержащими все необходимые ему инструкции для построения каждого типа белка и клетки. Единственным исключением являются лишь половые клетки, объединяющиеся вместе для создания потомства. Сперматозоиды и яйцеклетки несут в себе лишь по одному набору из двадцати трех хромосом. Когда они объединяются вместе, формируя зиготу, у этой клетки оказывается уже полный набор хромосом, заключающий в себе два набора по двадцать три хромосомы в каждом. С момента зачатия каждая клетка организма несет в себе полный «проект» вашего организма. В ваших пальцах на ногах содержатся инструкции для производства клеток мозга – в то время как клетки мозга несут в себе инструкции для пальцев на ногах, а также для ногтей, клеток крови и для всего остального.

Еще любопытнее то, что лишь менее трех процентов нашей ДНК содержит инструкции для построения клеток. Большая часть нашей ДНК – девяносто семь процентов – не задействована в строительстве белков и клеток. Только представьте себе, что суммарная длина ДНК любой клетки нашего тела будет соответствовать росту Шакила О’Нила (американский баскетболист), однако та часть ДНК, что активно участвует в строительстве вашего тела, не достанет ему даже до лодыжек.

Изначально ученые называли этот дополнительный генетический материал «мусорной ДНК» [106]. Ученые считают, что эти 97 % никак не участвующих в строительстве клеток, по сути, являются паразитической частью ДНК – миллионы лет она прохлаждается в нашем генофонде, никак не окупая свое содержание. Другими словами, ученые были уверены, что эта часть ДНК полностью для человека бесполезна. Они вообразили, что она просто использует наш генофонд – не причиняет нам вреда и не помогает нам, просто живет за счет нас.

Однако ряд современных исследований показывает, что предположение ученых касательно «мусорной ДНК» – полная чушь. Оказалось, что огромное количество генетической информации, приходящейся на эту часть нашего генома, на самом деле может играть важнейшую роль в процессе эволюции. Осознав важную роль этой части ДНК, ученые стали относиться к ней с большим уважением, и даже называть ее стали по-другому – теперь это не «мусорная», а «некодирующая ДНК», то есть ДНК, не отвечающая напрямую за строительство белков.

Пожалуй, самым большим сюрпризом стало то, откуда появилась большая часть этой некодирующей части ДНК. Помните эту идею о счастливом будущем, в котором бактерии, вирусы и люди счастливо живут вместе? А что, если это в каком-то смысле уже происходит?

Практически в каждой клетке человеческого тела присутствуют митохондрии [107] – микроскопические заводики по производству энергии, необходимой для жизнедеятельности клеток. Большинство ученых теперь полагает, что раньше эти митохондрии были независимыми паразитическими бактериями, которые в какой-то момент в ходе эволюции вступили во взаимовыгодные отношения с нашими дальними-предальними предками (теми, что были еще до появления млекопитающих). Все эти бывшие, как считается, бактерии не просто живут практически в каждой клетке нашего тела, более того, у них есть еще и своя собственная ДНК, называемая митохондриальной.

Бактерии, ставшие митохондриями, – не единственные микробы, с которыми человеческий организм вступил в союз. Теперь ученые полагают, что целая треть нашей ДНК досталась нам от вирусов. Другими словами, на нашу эволюцию влияла не просто адаптация к различным вирусам и бактериям – скорее всего, в ходе эволюции мы объединялись с этими вирусами и бактериями.

* * *

Вплоть до недавнего времени наука была практически убеждена в том, что все генетические изменения являются следствием мутаций, вызываемых случайными ошибками, которые происходят крайне редко. Такие мутации осуществляются следующим образом. При производстве новых клеток ДНК копируется из так называемой «материнской» в «дочернюю» клетку. В ходе этого процесса обычно образуется точная копия, однако ошибки при копировании длинной цепочки информации, составляющей ДНК, все-таки происходят. С целью защиты организма от этих ошибок процесс копирования дополняется системой коррекции, которая работает настолько эффективно, что литературные редакторы остались бы без работы, будь возможность использовать ее в книжных издательствах. У нее феноменально низкий уровень ошибок – на каждый миллиард копий приходится всего один нуклеотид, оказавшийся не на нужном месте. Когда ошибка все-таки допускается, эта новая комбинация последовательности ДНК, каким бы незначительным ни было отклонение, называется мутацией.

Мутации также случаются, когда организм оказывается подвержен действию радиации или сильных химических веществ (таких, как те, что содержатся в табачном дыме и других канцерогенах). Это также приводит к изменению ДНК. До того как генная инженерия позволила нам модифицировать продукты на молекулярном уровне, селекционеры, желающие получить сорта культур с определенными характеристиками (более устойчивые или более плодоносные, например), облучали семена, поливая их из лучевой пушки, а затем надеялись на лучшее. Чаще всего облученные семена даже не давали ростка, однако изредка эта топорная генетическая манипуляция все-таки приводила к появлению полезного свойства.

Даже солнце может вызывать мутации – не только когда поджаривание вашей кожи приводит к развитию рака кожи, но и на более глобальном уровне. Каждые одиннадцать лет солнечная активность достигает своего максимума, и мощность солнечного излучения увеличивается [108]. Большая часть этой энергии отражается магнитным полем Земли, однако часть ее все же может проникнуть и накликать беду.

В марте 1989 года всплеск солнечной активности привел к сильнейшему скачку напряжения, из-за которого более шести миллионов человек остались без электричества на северо-востоке США и Канады. Солнце выделило столько энергии, что спутники сошли с орбиты, в Калифорнии стали непроизвольно открываться и закрываться двери гаражей, а полярное сияние можно было наблюдать даже на Кубе.

Возможно, это не единственные неприятности, доставленные солнечными вспышками. Существует любопытная корреляция между всплесками солнечной активности и эпидемиями гриппа. В двадцатом веке шесть из девяти мощных всплесков солнечной активности совпали с массовыми вспышками гриппа. Так, самая смертоносная вспышка гриппа в столетии, унесшая миллионы жизней с 1918 по 1919 год, последовала вслед за максимумом солнечной активности 1917 года. Конечно, это может быть лишь совпадением.

Считается, что эпидемии и вспышки болезней становятся следствием либо дрейфа антигенов, когда в ДНК вируса происходит мутация, либо антигенной изменчивости, когда вирус заимствует новые гены из родственного ему штамма. Если дрейф или изменчивость оказываются достаточно сильными, наш организм перестает распознавать вирус и лишается возможности бороться с ним при помощи антител – ничего, кроме проблем, это не несет. Такую ситуацию можно сравнить с беглым преступником, который сделал пластическую операцию и фальшивые документы, чтобы преследователям не удалось его опознать. Что приводит к дрейфу антигенов? Мутации, которые могут быть вызваны облучением. Между прочим, каждые одиннадцать лет солнце начинает облучать значительно сильнее, чем обычно.

Возможность для эволюции появляется тогда, когда мутация в том или ином организме случается в ходе репродуктивного процесса. Чаще всего эта мутация приводит к негативным последствиям либо вовсе оказывается нейтральной. В очень редких случаях мутация наделяет своего носителя каким-то преимуществом, повышающим его шансы на выживание и размножение. Тогда к делу подключается естественный отбор, в последующие поколения происходит распространение мутации среди популяционной группы – это и есть эволюция в действии. Адаптация, наделяющая особь по-настоящему значительными преимуществами, в конечном счете распространится по всему виду, как это происходит в случае глобальной эпидемии гриппа, когда вирус гриппа обретает новые свойства. Вместе с тем, по мнению ученых, полезные мутации являются лишь счастливой случайностью.

Важно понимать, что преимущество для одного вида может оказаться недостатком для другого – адаптация, позволяющая болезнетворным бактериям сопротивляться действию антибиотиков, является преимуществом для бактерий, однако человеку от нее достаются сплошные проблемы.

Если следовать этой теории, то получается, что геному любого живого существа, будь оно большим или маленьким, не хватает способности целенаправленно реагировать на генетическом уровне на изменения среды обитания, угрожающие его способности выживать и размножаться. В этом случае ему приходится полагаться на удачу в поиске полезной мутации – во всяком случае, так считается. Когда у распространенного штамма стрептококковой инфекции в ходе эволюции появляется признак, помогающий ей противодействовать антибиотикам, – это лотерея. Когда люди эволюционировали так, чтобы пережить быстрое наступление позднего дриаса, это тоже была чистая удача. Имеет смысл подчеркнуть, что ученые полагали, будто условия окружающей среды влияют на весь естественный отбор в целом, а не на появление отдельных мутаций. Все мутации были случайностью, а в ходе естественного отбора из них уже отсеивались те, что были полезными.

Проблема этой теории в том, что она лишает эволюции самого процесса эволюции. В конце концов, какая мутация может быть полезнее той, что позволила бы геному целенаправленно реагировать на изменения условий окружающей среды, а затем передавать эти полезные адаптации следующим поколениям? Разумеется, эволюция отдала бы предпочтение мутации, которая помогала бы организму искать методы адаптации, повышающие его шансы на выживание. С этим нельзя не согласиться, потому что иначе получилось бы, что единственное, что в жизни не подвержено эволюционному давлению, – это эволюция сама по себе.

Теория о том, что все изменения были лишь банальной случайностью, выглядит еще менее реальной в свете недавних исследований по расшифровке человеческого генома. Изначально генетики предполагали, что у каждого гена есть свое единственное предназначение – есть ген, отвечающий за цвет глаз; ген, отвечающий за сросшиеся брови, и т. д. Иногда людям доставались «неправильные» гены – кистозного фиброза, гемохроматоза, фавизма. Эта теория предполагала существование более ста тысяч различных генов. Сегодня благодаря огромной работе, проделанной по расшифровке генома человека, считается, что генов у человека порядка двадцати пяти тысяч.

Стало понятно, что у генов нет каких-то отдельных обязанностей – если бы было иначе, то генов попросту не хватило бы для производства всех необходимых для жизни человека белков. Таким образом, отдельные гены обладают способностью производить множество различных белков за счет сложного процесса копирования, обрезания и совмещения инструкций.

Подобно неугомонному дилеру в казино, гены постоянно перемешивают колоду инструкций с целью производства большого количества различных белков [109]. Так, у одного вида плодовых мушек был найден ген, способный производить более сорока тысяч разных белков!

Все это перемешивание не ограничено отдельными генами – генетический дилер может заимствовать карты и из других колод, объединяя между собой части различных генов. На уровне генома именно здесь и заключается вся сложность – именно здесь и происходит основная часть генетической работы, которая делает нас людьми. У нас могут быть точно такие же гены, как и у других организмов, но все зависит от того, что мы с этими генами делаем. Разумеется, идея об изменчивости нашего генома привела к тому, что четкое понятие гена как такового стерлось. Вместе с тем, если рассматривать ситуацию с точки зрения эффективности, то совершенно логично, что гены проявляют изобретательность и стремятся максимально использовать имеющийся в наличии генетический материал. Такое их поведение чем-то напоминает японскую систему управления под названием «Кайдзен» [110], ставшую популярной в восьмидесятых годах прошлого века. Кайдзен подразумевает, что многие производственные решения принимаются прямо в цехах, а уже потом доводятся до сведения руководства – гораздо эффективнее вносить небольшие изменения в сборочный конвейер, чем полностью переделывать весь конвейер целиком.

Ученые обнаружили некоторую избыточность, когда начали изолировать отдельные гены, связанные с определенными функциями живых организмов, а затем в качестве эксперимента удаляли эти гены. Они были поражены, когда оказалось, что подобные генетические манипуляции чаще всего не приводят ни к какому видимому результату – другие гены берут на себя функции своих «уволенных» коллег [111].

Вместо того чтобы представлять гены как наборы отдельных элементарных инструкций, ученые начали воспринимать их как запутанную информационную сеть, связанную общей регулятивной структурой, способной реагировать на изменения. Подобно бригадиру на стройплощадке, который просит особенно проворного сварщика выйти на замену его не явившемуся на работу товарищу, некая система регулирования генома способна определить отсутствие гена и среагировать на это распределением его обязанности среди других генов [112]. Однако, в отличие от строительной бригады, в данном случае нет какого-то одного гена, руководящего всем процессом, – вся система тесно взаимосвязана, и отдельные ее части способны заменять друг друга.

Все эти открытия, как вы видите, сделали еще менее правдоподобным представление о том, что бесчисленное количество всех тех адаптаций, что появились в ходе эволюции у всех живых существ и позволили им выжить, стали следствием лишь случайных незначительных изменений в отдельных генах. Если удаление целого гена зачастую не приводит ни к каким последствиям для его носителя, то как такие незначительные изменения могли стать единственным двигателем эволюции живых существ, в ходе которой они обзавелись всеми этими удивительными механизмами адаптации друг к другу и к окружающей среде?

Скорее всего, никак.

* * *

Французский мыслитель и исследователь законов природы Жан Батист Ламарк [113] на фоне выпуска в 1809 году своей книги под названием «Философия зоологии» популяризовал некоторые из современных представлений об эволюции и наследственности. Анналы истории развития теории эволюции гласят, что Ламарк стал в каком-то смысле безрассудным ученым, продвигавшим ряд ошибочных эволюционных теорий, и в конечном счете «проиграл» интеллектуальную войну Чарлзу Дарвину.

Согласно общепринятой версии, Ламарк был главным сторонником теории о наследовании приобретенных признаков. В основе этой теории лежит идея о том, что признаки, приобретенные родителями в течение их жизни, могут быть переданы их потомкам. Так, например, считается, что Ламарк полагал, будто длинные шеи жирафов стали следствием того, что каждое поколение тянулось все выше и выше к верхушкам деревьев, чтобы достать расположенные вне зоны досягаемости других животных листья, или что у кузнеца сын будет с сильными руками, потому что его отец нарастил все эти мышцы, размахивая молотом по наковальне. Согласно кружащим вокруг Ламарка мифам, появился Дарвин и доказал, что Ламарк ошибался, развенчав предположение о том, что приобретенные родителями в течение своей жизни признаки могут передаваться их потомкам.

На самом же деле мало что из всех этих историй является правдой. Совершенно справедливо то, что Ламарк был больше философом, чем ученым, а его книга была больше любительским описанием представления об эволюции того времени, предназначенным для широкого круга читателей, чем научным трактатом. Ламарк действительно продвигал концепцию «наследования приобретенных признаков», однако точно так же он продвигал и концепцию эволюции в целом – ничего из этого не было придумано им, и он вовсе не пытался выдать уже существующие факты за свои собственные открытия. В те времена идеи о наследовании приобретенных признаков придерживались многие – в том числе и Дарвин. Дарвин даже поблагодарил Ламарка в своей знаменитой книге «Происхождение видов» за его вклад в популяризацию идеи эволюции.

К несчастью, бедный Жан Батист стал жертвой попавшей в школьные учебники версии теории, которая не была разработана им самим. В какой-то момент один популяризатор науки (чье имя затерялось в истории) решил, что Ламарк был ответствен за появление идеи о наследовании приобретенных признаков, а следующие поколения популяризаторов науки унаследовали эту идею от него и передали ее дальше. Другими словами, кому-то пришло в голову возложить вину за эту теорию на Ламарка, и многие другие люди повторили это за ним – так эта ложная информация, подобно слуху, дошла и до наших дней. Школьные учебники по-прежнему рассказывают о нелепых последователях Ламарка, отрезавших хвосты у мышей из поколения в поколение и тщетно ожидавших появления на свет бесхвостых мышей.

Знаете, что самое любопытное во всей этой теории о наследовании приобретенных признаков, которая привела к всеобщему порицанию деятельности Ламарка? Эта теория, конечно, не совсем верна, однако и в корне ошибочной ее тоже назвать нельзя.

* * *

Оставим историю про человека, виновного лишь в том, что повторял общепринятые в его время теории, и обратим внимание на женщину, которая выдвигала теории, отвергаемые научным сообществом в ее время. Барбара Мак-Клинток была Эмили Дикинсон генетики – гениальным, влиятельным, революционным мыслителем, большую часть жизни не признаваемым своими современниками. Она получила докторскую степень в 1927 году, когда ей было двадцать пять лет. Следующие пятьдесят лет своей жизни она потратила на дальнейшее изучение своих выдающихся теорий, совершенно не нуждаясь в признании и поддержке, которыми ее, собственно, никто и не собирался баловать.

Большая часть исследований Барбары Мак-Клинток была посвящена генетике кукурузы – ее ДНК, мутаций и эволюции. Практически каждый генетик двадцатого века был убежден, что генетические мутации происходят случайно, редко и приводят лишь к относительно небольшим изменениям. Но уже в пятидесятых годах двадцатого века Мак-Клинток представила убедительные доказательства того, что в определенных обстоятельствах отдельные участки генома могут активно стимулировать куда более серьезные изменения. Речь шла не о мелких мутациях, когда небольшие изменения в одном гене просачивались через систему коррекции, – это были просто ураганные изменения на генетическом уровне. Мак-Клинток обнаружила, как целые участки ДНК перескакивали из одного места в другое, порой оказываясь прямо посреди активных генов – для этого было достаточно лишь подвергнуть растение внешнему воздействию. Когда эти гены перемещались по ДНК кукурузы, они оказывали воздействие и на соседние гены – меняя последовательность ДНК, они иногда включали или выключали отдельные гены. Более того, Мак-Клинток удалось обнаружить, что все эти блуждающие гены двигались не совсем в произвольном порядке – в их перемещениях была определенная закономерность. Во-первых, в определенные участки генома эти гены перестраивались чаще, чем в другие. Во-вторых, эти активные мутации, казалось, были вызваны внешним воздействием, изменениями в условиях окружающей среды, угрожающими выживанию кукурузы, – такими, как сильнейшая жара или засуха. Другими словами, складывалось такое впечатление, будто кукуруза занималась целенаправленными мутациями – они не были ни случайными, ни редкими.

В наши дни этих генетических кочевников, открытых Мак-Клинток, называют прыгающими генами, которые, кстати, в корне изменили представление ученых и исследователей о мутации и эволюции в целом. Тем не менее ее теория далеко не сразу получила всеобщее признание. Мак-Клинток доложила о своих открытиях в 1951 году на знаменитом ежегодном симпозиуме в Колд-Спринг-Харбор, на Лонг-Айленде, где она работала, но аудитория отнеслась к ее докладу крайне неуважительно. Вместо похвалы Мак-Клинток получила ту горькую смесь скептицизма и пренебрежения, которой слишком часто встречают любые новые идеи представители науки.

На протяжении следующих тридцати лет, по мере развития молекулярной биологии и генетики, другие ученые постепенно начали признавать работы Мак-Клинток. Прыгающие гены, помимо кукурузы, были найдены в геномах и других организмов. Именно с этого момента понимание мутации начало меняться.

В 1983 году, в возрасте восьмидесяти одного года, Барбара Мак-Клинток стала лауреатом Нобелевской премии. С характерной для нее целеустремленностью она продолжала заглядывать за границы общепринятого мировоззрения и в своей речи завела разговор о будущем, в котором, по ее видению, всеобщее внимание ученых и исследователей будет, несомненно, уделено геному [114], и все будут относиться к нему как к важнейшему органу, способному реагировать на необычные и неожиданные события, зачастую изменяя собственную структуру.

Открытие Мак-Клинток прыгающих генов дало понимание о возможности куда более серьезных мутаций, чем те случайные и редкие мутации, которые вплоть до этого момента только и существовали в теории. Это, в свою очередь, наталкивает нас на мысль о том, что эволюция может происходить гораздо быстрее и внезапнее, чем мы когда-либо могли себе это представить. Оказалось, что возможны не только отдельные ошибки в отдельных словах песенника ДНК – целые строчки могут меняться местами и переставляться по всему геному. Подобно талантливому рэперу, геном умеет создавать собственные «сэмплы», придумывая новые, но похожие на предыдущие, риффы. Устойчивый, пронизанный сложной сетью геном – а именно так он теперь представляется ученым, – способный справляться с различными проблемами, такими как удаление отдельных генов, зачастую оказывается способен пережить подобные импровизации, а иногда и вовсе извлекает из них для себя пользу.

Ученые только начинают понимать, как именно прыгающие гены – они же транспозоны – работают на самом деле. Иногда они следуют алгоритму «копировать и вставить» – то есть копируют сами себя, после чего вставляют получившийся генетический материал в другом месте, сохраняя при этом свое изначальное расположение. Нередко гены работают по принципу «вырезать и вставить» – удаляют себя из своего первоначального места и вставляют куда-то еще. Случается, что получившийся в результате генетический элемент остается на месте, а бывает – удаляется системой коррекции либо подавляется другими генетическими манипуляциями.

На данный момент достоверно известно следующее: иногда эти перемещенные генетические элементы оказываются в активном гене, что может вообще все поменять. Не так давно проведенное исследование показало, насколько значительное изменение может повлечь за собой прыгающий ген при определенных условиях. Так, прыгающий ген смог наделить целый выводок плодовых мушек чуть ли не суперспособностями (ученые назвали получившуюся у них разновидность мушек «Мафусаил» [115]). Так вот, эти мушки оказались способны противостоять голоду и переносить высокие температуры, а продолжительность их жизни увеличилась в среднем на тридцать пять процентов.

Главный вопрос, на который пытаются получить ответ ученые, заключается в том, почему эти транспозоны начинают скакать по геному. Мак-Клинток полагала, что эти прыжки являлись реакцией генома на какой-то внутренний или внешний стресс, который клетки были не в состоянии перенести со своими прежними характеристиками.

По сути, необходимость найти способ выжить заставляет организм бросать кубик в надежде, что у него выпадет именно та мутация, которая окажется для него полезной.

Именно это, по мнению Мак-Клинток, и происходило с изучаемой ею кукурузой – избыток тепла или недостаток влаги заставлял кукурузу идти на риск в надежде заполучить мутацию, которая поможет ей устоять. Когда такая мутация действительно обнаруживается, действие коррекционного механизма подавляется и мутация начинает распространяться, после чего естественный отбор отдает предпочтение наиболее способствующим адаптации мутациям – вот вам и эволюция!

Мак-Клинток не только заметила, что эти прыгающие гены совершали свои прыжки именно в ответ на внешнее воздействие, она также обратила внимание, что в одни гены они прыгали чаще, чем в другие. Она полагала, что это происходило намеренно – если бы прыжки происходили случайно, то эти гены с одинаковой частотой попадали бы в различные участки генома. Вместо этого, как считала Мак-Клинток, геном направлял прыгающие гены в те участки, где вероятность пользы от них была максимальна. Другими словами, рулетка, в которую играла кукуруза, была подкручена в пользу растения – пускай и совсем чуть-чуть.

То, насколько эти прыгающие гены поразили ученых, становится понятно даже по тем названиям, которые им дали: gypsy (цыган), mtanga (в переводе с суахили – бродяга), Castaway (изгой), Evelknievel (Ивелкнивел – в честь известного американского трюкача Ивела Книвела. – Примеч. пер.) и mariner (моряк) [116]. Это не конкретные гены какого-то определенного вида, и мы по-прежнему изучаем их разнообразные функции, но если учесть, что большинству генов достаются такие обезличенные названия, как ApoE4, то становится понятно, что многие ученые в восторге от этих генов и с нетерпением ждут, когда они нас еще чему-то научат. Есть даже ген под названием «Джордан» – дали ему это название исследователи из Вашингтонского университета в честь знаменитых прыжков Майкла Джордана.

В настоящее время ученые продолжают следовать по намеченному Мак-Клинток пути, ведущему прочь от убеждения в том, что гены представляют собой строгий набор инструкций и что мутации – а значит, и эволюция – происходят лишь в результате случайных и очень редких ошибок. По словам доктора Грегори Димиджиана из Техасского университета, «геном на протяжении долгого времени считался архивным проектом жизни – практически неизменяемым досье. Благодаря мобильным генетическим элементам [таким, как прыгающие гены Мак-Клинток] теперь мы воспринимаем его как эфемерную среду, претерпевающую непрекращающиеся трансформации» [117].

Другими словами, геному нравится постоянно менять планировку и двигать мебель.

* * *

Ряд проведенных в восьмидесятых и девяностых годах прошлого века исследований пролил еще больше света на способность генома крутить рулетку при выборе мутации [118]. Первое из них было описано ученым из Гарварда Джоном Кэрнсом в его провокационной статье в журнале Nature, где он заговорил о старой доброй теории про наследование приобретенных признаков – той самой теории, авторство которой было ошибочно приписано Ламарку. Кэрнс проводил исследования с Eschericiacoli – бактерией, известной нам как кишечная палочка.

Любопытно, что несмотря на то, что кишечная палочка заработала себе ужасающую репутацию, связанную с тем, что иногда ее вредные штаммы появляются в неподходящем месте и убивают людей, тем не менее она приносит больше пользы, чем вреда – это одна из тех самых бактерий, которые прямо сейчас пашут в нашем пищеварительном тракте.

Кишечная палочка – главная работяга пищеварительного тракта человека, представленная различными вариациями, одна из которых не способна от природы перерабатывать лактозу – сахар, входящий в состав молока. Ничто не создает для бактерии такую сильную угрозу – или такое сильное эволюционное давление, – как голод. Кэрнс решил лишить избегающую молока кишечную палочку любой еды, кроме лактозы. Гораздо быстрее, чем если бы это происходило по воле случая, у бактерии образовалась мутация, позволившая ей избавиться от непереносимости лактозы. Подобно Мак-Клинток с ее кукурузой, Кэрнс сообщил о том, что бактерия уделяла особое внимание определенным участкам своего генома – участкам, в которых мутация с наибольшей вероятностью могла оказаться полезной. Кэрнс пришел к заключению, что бактерия «выбирала» нужные ей мутации, а затем передавала приобретенную способность переваривать лактозу последующим поколениям бактерий. В своей статье, которая была приравнена к научной ереси, Кэрнс написал, что кишечная палочка «способна выбирать, какие мутации ей следует выполнить», и, возможно, «обладает механизмом наследования приобретенных признаков». Он прямым текстом заговорил о возможности наследования приобретенных признаков, по сути, дословно использовал эту самую формулировку. Это все равно что орать «Зенит – чемпион!» в секторе болельщиков «Спартака» в выездном матче, когда питерские гости выигрывают со счетом 3:0 у хозяев поля.

Такое громкое заявление заставило ученых погрузиться в свои чашки Петри, чтобы подтвердить, опровергнуть или хотя бы просто объяснить полученный Кэрнсом результат. Через год после публикации отчета Кэрнса Бэрри Холл, ученый из Рочестерского университета, предположил, что способность бактерии быстро развивать у себя необходимую ей для адаптации способность переваривать лактозу была связана с массовым увеличением частоты мутаций. Он назвал это гипермутацией – то есть сильно ускоренным процессом мутации, которая помогла бактерии получить необходимую для выживания мутацию в сто миллионов раз быстрее, чем это произошло бы при обычных условиях.

В 1997 году другие исследования добавили убедительности теории гипермутации. Значительное увеличение частоты мутаций было обнаружено, когда кишечную палочку лишили привычного ей рациона питания и окружили лактозой. Эти исследования продемонстрировали скачок мутаций по всему геному бактерии – было зафиксировано множество разнообразных мутаций, помимо той мутации, что помогла бактерии перебороть непереносимость лактозы и которую наблюдал в ходе своего эксперимента Кэрнс. Однако даже несмотря на то, что эти ученые и сообщили о гораздо большем количестве мутаций, чем было зафиксировано Кэрнсом, резкое увеличение количества мутаций все равно наталкивает на мысль о том, что геном способен заказывать мутации по требованию, когда обычного генетического программирования оказывается недостаточно. Группа французских исследователей во главе с Иваном Матиком из Национального института здравоохранения и медицинских исследований изучила сотни различных бактерий со всего света и обнаружила, что у них тоже запускался механизм ускоренной мутации, стоило их подвергнуть внешнему стрессу. Хотя доказательства постоянно прибавляются, вопрос о гипермутации, определенно, по-прежнему остается открытым.

* * *

Ген, названный в честь знаменитого баскетболиста, бактерии с непереносимостью лактозы, – все это, конечно, хорошо, но вам, наверное, не совсем понятно, какое отношение это имеет к нам с вами. Перед тем как погрузиться в обсуждение генофонда человека, давайте рассмотрим несколько основных правил, начав с общепринятого генетического принципа под названием «Барьер Вейсмана». Август Вейсман был биологом, в девятнадцатом веке разработавшим теорию зародышевой плазмы, которая разделяет клетки организма на две группы – зародышевые и соматические. Зародышевые клетки несут в себе информацию, которая передается потомству. Единственными зародышевыми клетками являются сперматозоиды и яйцеклетки. Все остальные клетки нашего организма – соматические: эритроциты, лейкоциты, клетки кожи, клетки волос и т. д.

Барьер Вейсмана разделяет зародышевые и соматические клетки: теория гласит, что информация из соматических клеток никогда не передается зародышевым клеткам. Таким образом, мутация, случившаяся по соматическую сторону этого барьера, скажем, в эритроцитах, не может проникнуть на зародышевую сторону, а значит, никогда не передастся детям. Однако это не означает, что мутация в зародышевых клетках не способна повлиять на соматические клетки потомства. Не забывайте, что инструкции по строительству всех клеток человеческого организма берут свое начало в зародышевых клетках родителей. Таким образом, мутация в зародышевых клетках, меняющая инструкцию, которая отвечает за цвет волос, повлияет на цвет волос у детей.

Барьер Вейсмана играет важнейшую роль в любых генетических исследованиях, однако некоторые исследования показали, что он не такой уж и непроницаемый, как это считалось ранее. Некоторые вирусы и ретровирусы, как вы вскоре сами сможете убедиться, способны проникать через барьер Вейсмана и передавать ДНК соматических клеток зародышевым. Если это на самом деле так, то открывается теоретическая возможность передачи приобретенных адаптаций будущим поколениям.

Будь это действительно так, это означало бы, что Ламарк – чья репутация из-за распространения одной из многих идей, которые не были даже его собственными, сильно пострадала, – стал жертвой по-настоящему несправедливого к себе отношения.

* * *

С точки зрения эволюции мы главным образом знакомы с мутациями в зародышевой линии – мутациями, которые приводят к появлению нового гена в сперматозоиде или яйцеклетке, в результате чего у потомства появляется какой-то новый признак. Как вам известно, если этот новый признак способствует выживанию и размножению потомства, то вероятность его распространения повышается – первое поколение потомства передает его следующему. Если же новый признак мешает выживанию или размножению, то он в конечном счете исчезает, так как вероятность оставить здоровое потомство у его носителей снижается. Вместе с тем мутации постоянно происходят и за пределами зародышевой линии. Рак является примером одной из самой распространенных – и самых страшных – мутаций подобного рода.

По сути, рак представляет собой неконтролируемый рост клеток, вызванный мутацией в гене, который должен контролировать рост раковых клеток.

Некоторые виды рака являются, по крайней мере частично, наследственными – мутации в генах BRCA1 или BRCA2, к примеру, значительно увеличивают риск развития рака молочной железы [119], а эти мутации могут передаваться от одного поколения к другому. Другие виды рака могут быть связаны с мутациями, вызванными какими-то внешними триггерами – например, курением или воздействием радиации.

Многие мутации – особенно это касается соматических мутаций – не идут человеку на пользу. Это логично – биологические организмы, особенно организм человека, невероятно сложно устроены. Вместе с тем мутация, по определению, вовсе не обязательно должна быть плохой – это просто изменение. Именно за счет этого, как оказалось, прыгающие гены могут помогать людям двумя важными способами.

Прыгающие гены ведут себя чрезвычайно активно на ранних стадиях развития мозга – генетический материал почти беспорядочным образом вставляется по всему мозгу в рамках его нормального развития. Каждый раз, когда эти прыгуны меняют генетический материал клеток мозга, формально это является мутацией. И все эти генетические прыжки могут выполнять очень важную функцию – возможно, они помогают создавать разнообразие и индивидуальность, делающие каждый мозг по-своему уникальным. Эта безумная генетическая мешанина в процессе развития происходит только в головном мозге, потому что именно здесь индивидуальные особенности имеют свой смысл. Как ловко подметил ведущий автор исследования, в ходе которого был открыт этот механизм, профессор Фред Гэйдж: «Вам вряд ли бы понравилось добавление такой же индивидуальности к сердцу» [120].

Нейронная сеть головного мозга – это не единственная сложная система нашего организма, приветствующая разнообразие, – иммунной системе оно тоже идет на пользу. На самом деле наша иммунная система использует самую разношерстную рабочую силу в истории – без нее наш вид не смог бы протянуть так долго.

Чтобы противостоять потенциальной угрозе со стороны огромного количества разнообразных микроскопических паразитов, иммунная система человека использует более миллиона различных антител – специализированных белков, действие которых направлено против каждого из этих болезнетворных организмов. Механизм производства всех этих белков до конца еще не изучен – особенно если учесть, что количества наших генов явно недостаточно для того, чтобы его объяснить (как вы помните, у нас имеется всего порядка двадцати тысяч активных генов, а мы говорим о возможности существования более миллиона различных антител). Проведенное недавно исследование в Университете Джона Хопкинса связало механизм производства антител иммунной системы с нашими новыми друзьями – прыгающими генами.

Кирпичиками, из которых строятся все антитела, являются так называемые В-лимфоциты. Когда у нас появляется необходимость в производстве какого-то конкретного антитела, В-лимфоциты ищут инструкции для производства этого антитела в своей ДНК, хотя отдельные строчки инструкций обычно оказываются перемешаны с инструкциями для других антител. Они вырезают строки с инструкциями для других антител, связывая вместе то, что осталось, тем самым переписывая собственный генетический код и производя в процессе специализированный продукт. Этот процесс носит название V(D)J-рекомбинации.

Этот процесс выглядит похожим на механизм «вырезать и вставить», используемый некоторыми прыгающими генами, но есть одно ключевое отличие – V(D)J-рекомбинация соединяет оставшиеся кусочки инструкций не намертво, она оставляет между ними небольшую петлю. Ученым никогда не удавалось увидеть подобное в прыгающих генах, пока ученые из Университета Джона Хопкинса не обнаружили его у комнатной мухи – поведение ее гена под названием Hermes во многом напоминало V(D)J-рекомбинацию. Нэнси Крэйг, одна из ученых, участвовавших в этом исследовании, прокомментировала это следующими словами: «Поведение Hermes больше напоминает процесс, используемый иммунной системой для распознавания различных белков… чем у любых других прежде изученных прыгающих генов. Это является первым в своем роде настоящим доказательством того, что генетический процесс, лежащий за разнообразием [антител], мог эволюционировать из механизмов прыгающего гена, который, вероятно, был родственным гену Hermes» [121].

После того как организм выработает антитела против того или иного болезнетворного микроорганизма, эти антитела остаются у нас навсегда – что зачастую оказывается серьезным подспорьем в случае повторной атаки этими микроорганизмами. Иногда это способствует приобретению иммунитета к такой инфекции, как, например, бывает у большинства людей в случае с корью. Однако несмотря на то, что мутации в В-лимфоцитах остаются в нашем организме, мы не можем передавать их своим детям, потому что они находятся по соматическую сторону барьера Вейсмана.

Младенцы рождаются с очень небольшим количеством антител, и их иммунной системе приходится работать в ускоренном режиме.

Это одна из причин, по которым грудное молоко так полезно для новорожденных – оно содержит в себе некоторые материнские антитела, выступающие в роли временной пассивной вакцинации против инфекций до тех пор, пока иммунная система малыша еще набирает обороты. Сегодня ученые только начинают понимать, какую роль играют транспозируемые генетические элементы – прыгающие гены в жизни человека и эволюции, и насколько она важна [122]. По данным исследований, целая четверть всех активных – участвующих в процессе кодирования – генов человека несут в себе ДНК прыгающих генов.

Джеф Буке, профессор молекулярной биологии и генетики в Школе медицины Джона Хопкинса, предположил, что прыгающие гены участвовали в изменении генома гораздо активнее, чем считалось ранее [123]. Эти изменения, вероятно, чаще всего оказывались губительными, однако иногда они могли слегка увеличивать генетическое разнообразие, а то и вовсе улучшать выживаемость и способность организма к адаптации. Подобные изменения, вероятно, происходили тысячи раз в процессе эволюции человека.

Нам известно, что в истории человечества были периоды, в которые условия окружающей среды менялись настолько кардинально и стремительно, что сложно представить, как случайные, постепенные изменения могли позволить нам приспособиться к ним в достаточной мере для того, чтобы выжить. Выдающиеся эволюционные биологи Стивен Гулд и Нильс Элдридж разработали теорию прерывистого равновесия, согласно которой длительные периоды относительной эволюционной стабильности прерывались куда более короткими периодами значительных эволюционных преобразований, вызванных серьезными изменениями условий окружающей среды. Возможно ли, что прыгающие гены помогали людям быстро адаптироваться к изменившимся условиям? Что ж, скорее всего, именно так и происходило.

Чем больше мы начинаем разбираться в прыгающих генах, тем больше они становятся похожи на своего рода приспособления матушки-природы для генетической инженерии на скорую руку. Чем больше мы о них узнаем, тем больше открывается для нас завеса тайны над тем, как наша иммунная система защищает человека от болезней и как наш генофонд реагирует на внешний стресс со стороны окружающей среды. Подобные знания могут открыть для ученых совершенно новые способы иммунизации людей против болезней, восстановления нарушенной иммунной системы и даже избавления от опасных мутаций на генетическом уровне.

* * *

Помните про мусорную ДНК, о которой шла речь выше? Теперь ее называют некодирующей ДНК, потому что в ней не содержится генетический код для создания какой бы то ни было клетки напрямую. Если вы недоумеваете, почему в ходе эволюции нам досталось столько бесполезного багажа, то вы не одиноки. Не зря же изначально эту часть ДНК называли мусорной. Вместе с тем сейчас ученые начали разгадывать тайну, кроющуюся за этими некодирующими генами, и первую подсказку они получили от прыгающих генов.

Когда научное сообщество признало, что прыгающие гены реальны – и играют важную роль, – исследователи принялись за их поиск в геномах различных растений и животных, в том числе – в геноме человека. К своему удивлению, они обнаружили, что приличную часть некодирующей ДНК составляют прыгающие гены – вплоть до ее половины [124]. Однако это был еще не самый большой сюрприз – оказалось, что эти прыгающие гены очень похожи на особый тип вирусов. Вы не ослышались – чуть ли не половина человеческой ДНК находится в родственной связи с вирусами.

Может быть, вы и думаете о вирусах каждый день – по крайней мере о том, как их избежать, будь то вирусы компьютерные или биологические, – однако вы наверняка давненько не читали о них в книгах по биологии, поэтому сейчас мы быстренько освежим ваши познания о них.

Вирусы представляют собой фрагменты генетического кода, неспособные к самостоятельному размножению. Единственный способ размножения вирусов – это заражение другого организма с целью использования его клеточных механизмов в своих целях.

Вирусы могут успеть размножиться многие тысячи раз внутри одной клетки, прежде чем прорвут ее стенки и перейдут к захвату следующей клетки. Большинство ученых не считает вирусы «живыми» из-за отсутствия у них обмена веществ и способности к самостоятельному размножению.

Ретровирусы представляют собой довольно особую разновидность вирусов. Чтобы понять, что в этих вирусах такого важного, следует сначала уяснить, как именно используется генетическая информация для построения клеток и в конечном счете целых организмов. Если в общих чертах, то строительство организма происходит по следующему пути: от ДНК к РНК и от РНК к белкам. Представьте себе, что ДНК – это библиотека, содержащая чертежи целого города, а клетки нашего тела – различные здания этого города: школы, муниципальные здания, жилые дома, гостиницы и т. д. Когда у организма возникает потребность построить новое здание, он использует для этих целей вспомогательный фермент под названием «РНК-полимераза», чтобы скопировать чертежи этого здания на матричную РНК – мРНК. мРНК относит эти чертежи на стройплощадку и руководит постройкой заказанного здания, или белка.

На протяжении долгого времени ученые были уверены, что генетическая информация способна перемещаться только в этом направлении: от ДНК к РНК и от РНК к белку. Открытие ретровирусов – таких как ВИЧ – доказало, что они были не правы. Ретровирусы состоят из РНК. С помощью фермента под названием «обратная транскриптаза» ретровирусы синтезируют ДНК на матрице своей РНК – происходит изменение направления информационного потока. Если следовать нашей аналогии с городом, то это равносильно изменению оригинальных чертежей, вместо того чтобы просто копировать их и переносить полученные копии. У этого процесса существуют серьезнейшие последствия – ретровирусы способны буквально изменять ДНК человека, так как могут встраиваться в его геном.

Открытие РНК, способных трансформироваться в ДНК, привело к открытию новых лекарств, ставших основой современной комбинированной антиретровирусной терапии, применяемой для лечения ВИЧ-инфекции.

Подобно противооткатному упору (в простонародье известного как «башмак»), который водители подкладывают под колеса своих грузовиков, чтобы те не сдвинулись с места, некоторые из этих лекарств останавливают фермент обратной транскриптазы, в результате чего ВИЧ оказывается запертым в пределах своей внутриклеточной стоянки: он пытается забраться в ДНК клетки, но не может его достичь.

Теперь представьте себе, что происходит, когда ретровирус или вирус записывает свой генетический код в ДНК зародышевой клетки организма. Потомки этого организма рождаются с вирусом, навечно запечатанным в их ДНК.

Любопытно. Ученые считают, что ВИЧ не способен преодолевать барьер Вейсмана и вклиниваться в ДНК сперматозоидов или яйцеклеток. Они убеждены, что зараженная ВИЧ мать передает этот вирус ребенку во время родов, когда ее кровь беспрепятственно смешивается с кровью ребенка.

Разумеется, чаще всего, как это происходит со всеми мутациями, при рождении потомков с измененной ретровирусом в зародышевых клетках одного из родителей ДНК, внесенное изменение оказывается вредоносным, и оно не задерживается в генофонде. Но если вирус не приносит никакого вреда, а то и вовсе повышает шансы потомков выжить и размножиться, то он может в конечном счете навсегда прописаться в генофонде.

Если генетический код, изначально принадлежавший вирусу, становится частью генома организма, то они, по сути, становятся единым целым.

На сегодняшний день нам достоверно известно, что геном человека по меньшей мере на восемь процентов состоит из ретровирусов [125] и родственных им элементов, навсегда обосновавшихся в нашей ДНК – их называют эндогенными ретровирусами человека, или HERV. Ученые только начинают постигать роль HERV в здоровье людей, однако они уже обнаружили весьма любопытные закономерности. Так, проведенное исследование показало, что один вид HERV может играть важную роль в образовании здоровой плаценты, а другое продемонстрировало наличие связи между эндогенными ретровирусами и заболеванием кожи под названием «псориаз».

Шустрые прыгающие гены тоже могут быть потомками вирусов. Выделяют два основных типа прыгающих генов – гены первого типа под названием «ДНК-транспозоны» прыгают, используя механизм «вырезать и вставить», в то время как второй тип, ретротранспозоны, используют для своих прыжков механизм «копировать и вставить». Оказывается, что прыгающие гены второго типа – ретротранспозоны – чертовски похожи на ретровирусы. В этом есть свой смысл, потому что используемый ими механизм «копировать и вставить» очень похож на механизм, применяемый ретровирусами. Сначала ретротранспозоны копируют себя в РНК, как это делают любые нормальные гены, затем, когда РНК доходит до того места в геноме, в котором эти прыгуны хотят приземлиться, ретротранспозоны с помощью обратной транскрипции вставляют себя в ДНК, изменяя привычное направление информационного потока, точно так же, как это делают и ретровирусы.

* * *

Никто не верит в силу вирусного маркетинга так, как Луис Вильярреал. Он убежден, что ничто на свете не способно так быстро распространять информацию, проникать во все живое и существовать настолько долго, как вирусы. Вильярреал является директором Центра исследования вирусов при Калифорнийском университете в Ирвине, и он досконально изучил последствия вирусного воздействия на эволюцию человека.

Вильярреал отдает должное Сальвадору Лурия, ставшему лауреатом Нобелевской премии микробиологу, занимавшемуся научными исследованиями с сороковых по восьмидесятые годы прошлого века, за сделанное им предположение о том, что вирусы помогли положить начало эволюции человечества не снаружи, а изнутри. В 1959 году Лурия написал, что вклинивание вирусов в геном могло привести к созданию «успешного генетического шаблона, который лег в основу всех живых клеток» [126].

Вильярреал предположил, что эта идея приживалась достаточно долго по той причине, что у людей возникает чувство внутреннего отвращения, когда они слышат о том, что наша эволюция была спровоцирована паразитами: «В человеческой культуре неизбежно возникает сильная негативная реакция на все, что связано с паразитами [127]. Ирония в том, что это настолько важная творческая сила… Если хочешь эволюционировать, приходится мириться с заражением паразитами».

В своей книге «Вирусы и эволюция жизни», опубликованной в 2005 году, Вильярреал говорит о том, что настало время по-новому взглянуть на вирусы. Вильярреал проводит различие между такими хорошо известными смертельными паразитами, как ВИЧ и вирус оспы и, как он их назвал, «устойчивыми вирусами». Под устойчивыми вирусами ученый подразумевает те, что мигрировали в наш геном миллионы лет назад, став нашими партнерами по эволюции.

То, какую пользу извлекли вирусы, навсегда поселившись в нашем геноме, очевидно – они стали жить за счет нас. Но какой прок был от этого нам? Что ж, вирусы в совершенстве владеют искусством мутации – они представляют собой огромнейший склад генетических возможностей, которые реализуются ими невероятно быстро – они мутируют в миллионы раз быстрее, чем мы.

Чтобы донести до людей то, насколько громаден генетический потенциал мира вирусов, Вильярреал часто просит людей попробовать представить себе все вирусы в Мировом океане – а их там ни много ни мало 100000000000000000000000000000 (если вы пытаетесь сосчитать, то это сто нониллионов). Эти крошечные контейнеры с генетическим кодом имеют микроскопические размеры, но, если выложить их все в ряд, получится цепочка длиной в десять миллионов световых лет. Вильярреал называет вирусы величайшими генетическими творцами, изобретающими огромное количество новых генов, некоторые из которых просачиваются в геном их носителей.

Происходит это следующим образом. Устойчивым вирусам в геноме человека наше выживание и размножение выгодно не меньше, чем нам самим – являясь частью нашей ДНК, они эволюционно заинтересованы в нашем успехе. Последние несколько миллионов лет вирусы, возможно, жили только за наш счет, в обмен на это позволив позаимствовать немного генетического кода из их внушительной генетической библиотеки. Благодаря своим возможностям для мутации вирусы неизбежно натыкаются на полезные гены намного быстрее, чем это бы происходило у нас без их помощи. В конечном счете такое взаимовыгодное сотрудничество с вирусами могло бы позволить нам эволюционировать и стать сложным организмом гораздо быстрее, чем мы это делаем сами.

Исследования прыгающих генов предоставили наглядные доказательства теории Вильярреала. Итак, прыгающие гены, скорее всего, произошли от вирусов. Как оказалось, чем сложнее живой организм, тем больше у него прыгающих генов. У человека и родственных ему африканских приматов даже есть особенный генетический признак, облегчающий нашему геному заключать сделки с вирусами. Какой-то отдельный ретровирус изменил наш геном так, чтобы в него было проще проникать другим ретровирусам. По мнению Вильярреала, способность приматов поддерживать заражение устойчивыми вирусами могло «ускорить» нашу эволюцию – если бы на наш геном стало воздействовать больше ретровирусов и процесс мутации ускорился. Возможно, именно это явление стимулировало появление в ходе эволюции современных людей [128].

Это значит, что вся мусорная ДНК, возможно, предоставила генетический код, благодаря которому в процессе эволюции пути человека с его волосатыми двоюродными братьями разошлись. Получается, эти вирусы могли заразить нас этим кодом.

Вот такой вот инфекционный дизайн.

Глава 7

Метильное безумие: в поисках идеального фенотипа

Треть американских детей страдает избыточным весом или ожирением – а это двадцать пять миллионов детей [129]! За последние тридцать лет относительное количество детей с ожирением в возрасте от двух до пяти лет удвоилось, а в возрасте от шести до тринадцати лет утроилось. У девочки, рожденной в 2000 году, с сорокапроцентной вероятностью (это почти то же самое, что бросать монетку) разовьется диабет второго типа, и это напрямую связано с резким ростом количества упитанных детей.

Еще печальнее становится оттого, что многие из этих детей демонстрируют симптомы связанных с ожирением заболеваний уже в детском возрасте. Так, одно проведенное недавно исследование показало, что приблизительно у шестидесяти процентов больных ожирением детей в возрасте от пяти до десяти лет уже присутствует по крайней мере один фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний – повышенный уровень холестерина, высокое кровяное давление, повышенный уровень триглицеридов или высокий уровень сахара в крови. У двадцати пяти процентов этих детей факторов риска больше, чем один. В статье, опубликованной в 2005 году в «Медицинском журнале Новой Англии», утверждалось, что наблюдаемая эпидемия детского ожирения является ключевой составляющей надвигающейся бури, которая впервые в современной истории может привести к снижению средней продолжительности жизни американцев – она может упасть на целых пять лет.

Без сомнения, литры сладкой газировки, корзины с жирной картошкой фри и слишком много часов, проведенных за просмотром телевизора и игрой в компьютерные игры вместо занятий спортом после школы, являются прямой дорогой к ожирению. Однако современные исследования свидетельствуют о том, что дело может быть не только в этом.

Появляется все больше и больше свидетельств в пользу того, что особенности питания родителей, особенно матери на ранних этапах беременности, могут отражаться на обмене веществ детей. Другими словами, если вы пытаетесь забеременеть, вам определенно стоит дважды подумать, прежде чем вгрызаться в этот биг-мак – во-первых, с целью заботы о своей талии, а во-вторых – во благо своему будущему ребенку.

Чтобы у вас не сложилось неправильного мнения, давайте подчеркнем, что к идеям, приписанным Ламарку, это не имеет прямого отношения – никто не берется утверждать, будто у толстых родителей рождаются толстые дети, потому что ребенок наследует проблемы с весом, приобретенные его родителями. Речь идет о том, что новые исследования быстро меняют наше понимание того, как и когда происходит или не происходит экспрессия генов – то есть как и когда выполняется или не выполняется заложенная в том или ином гене инструкция.

Ряд революционных исследований, проведенных за последние пять лет, показал, что существуют определенные структуры, способные присоединяться к некоторым генам, тем самым подавляя их экспрессию. Эти структуры выполняют роль генетического выключателя – по сути, они выключают гены, к которым присоединились. Самое же интересное в этих исследованиях то, что факторы внешней среды – такие как наше питание и табакокурение – могут этими выключателями управлять [130].

Эти исследования в корне меняют наше представление о генетике – они даже привели к появлению науки под названием «эпигенетика». Эпигенетика занимается изучением того, как дети могут наследовать, казалось бы, новые признаки от своих родителей, которые не сопровождаются соответствующими изменениями в последовательности ДНК. Другими словами, инструкции остаются теми же самыми, но выполняются они по какой-то причине уже по-другому.

Гены предстали перед нами в совершенно новом свете.

* * *

Термин «эпигенетика» был впервые введен в сороковых годах прошлого века, однако современная наука эпигенетика гораздо моложе – можно сказать, что она только-только вылезла из подгузников. Первый по-настоящему серьезный прорыв произошел лишь в 2003 году – и преподнесла нам его тощая коричневая мышка.

Удивительно в этой мышке то, что ее оба родителя были толстыми желтыми мышами. Если точнее, то много поколений ее предков были толстыми желтыми мышами. Эти мыши были специально выведенными носителями гена под названием agouti, который придавал их шерсти характерный светлый окрас и способствовал ожирению. Когда толстые желтые мыши спаривались между собой, у них раз за разом рождалось потомство толстых желтых мышей. Во всяком случае, до тех пор, пока они не попали в Университет Дьюка.

Команда ученых из Университета Дьюка разделила мышей на две группы – контрольную и экспериментальную. С контрольной группой ничего особенного не делали – их кормили привычным рационом и позволяли спариваться в свое удовольствие, в результате чего рождались все те же самые толстые желтые мыши. Ничего удивительного не происходило.

Мыши в экспериментальной группе также спаривались, только будущим мамам из этой группы был обеспечен более качественный предродовой уход – помимо обычного рациона им также давали витамины в виде пищевых добавок. На самом деле им давали смесь различных веществ, аналогичную тем добавкам, что принимают современные беременные женщины, – витамин В_12, фолиевая кислота, бетаин и холин.

Полученный результат взбудоражил научное сообщество. У толстых желтых мышей появилось потомство худых коричневых мышат. Казалось, это перечеркнуло все, что знали ученые о наследственности. Исследование генома коричневых мышек только еще больше запутало ученых. Оказалось, что их гены полностью идентичны генам родителей. Ген agouti находился ровно там, где ему положено было быть, готовый запустить процесс выполнения инструкций, в соответствии с которыми мыши должны были стать желтыми и толстыми. Так что же произошло?

По сути, один или несколько компонентов тех пищевых добавок, которые давали беременным мышам, добирался до эмбрионов и выключал ген agouti. Когда рождались мышата, их геном по-прежнему содержал ген agouti, но его экспрессия была подавлена – молекулы присоединялись к гену и подавляли выполнение заложенных в нем инструкций.

Процесс подавления экспрессии генов называется метилированием ДНК. Метилирование имеет место быть, когда группа атомов под названием «метильная группа» присоединяется к гену, меняя его экспрессию, не меняя при этом ДНК как таковую.

В состав витаминных пищевых добавок входят так называемые доноры метильных групп – молекулы, образующие метильные группы, которые затем выключают те или иные гены.

Худоба и коричневый окрас были не единственными преимуществами, которые получили мыши благодаря метилированию. Мышиный ген agouti связан с повышенным риском диабета и рака. У мышей с выключенным геном agouti рак и диабет развивались гораздо реже, чем у их родителей.

Разумеется, мы уже давно понимали, что правильное питание будущей матери играет важную роль в здоровье ребенка. Более того, мы понимали, что эта связь не ограничивается очевидным: потребностью в питательных веществах, здоровым весом при рождении и т. д. Мы знали, что правильное питание во время беременности способствует снижению вероятности развития у ребенка определенных заболеваний в течение жизни. Вместе с тем, вплоть до проведения вышеупомянутого исследования механизм, отвечающий за эту взаимосвязь, оставался неведомым. Как сказал Рэнди Джиртл, один из руководителей этого исследования: «Уже давно ни для кого не секрет, что питание матери глубочайшим образом отражается на склонности ее потомства к болезням, но сама причинно-следственная связь по-прежнему оставалась для нас загадкой. Впервые в истории нам удалось продемонстрировать, как именно пищевые добавки, даваемые матери, способны навсегда изменить экспрессию генов ее потомства, оставляя сами гены при этом без изменения» [131].

Проведенное в Университете Дьюка исследование оказало колоссальный эффект на научное сообщество, и с момента его публикации наука эпигенетика зашагала семимильными шагами. Несложно понять причину подобного интереса.

Во-первых, эпигенетика заставила отказаться от убеждения в том, что генетический код написан несмываемыми чернилами. Ученым внезапно пришлось принять во внимание тот факт, что гены неявляются носителями незыблемых инструкций. Один и тот же набор генов может привести к различному результату в зависимости от того, какие из этих генов оказались подвержены процессу метилирования, а какие – нет. Оказалось, что необходимо учитывать совершенно новые для ученых реакции, происходящие на уровень выше генетического кода и меняющие конечный результат, оставляя сам код неизменным (так, собственно, и произошло название «эпигенетика» – от греческой приставки ἐπι, означающей нахождение над чем-то, добавление к чему-то). Данное открытие не должно было стать совсем уж абсолютнымсюрпризом – вот уже пятьдесят лет некоторые ученые указывали на примеры того, как одни и те же гены не всегда приводят к одному и тому же результату: у однояйцевых близнецов (с полностью идентичной ДНК), к примеру, в течение жизни развиваются разные болезни, да и отпечатки пальцев у них не идентичные – похожие, но не более того.

Во-вторых, проведенное в Университете Дьюка исследование заставило вспомнить о давно позабытом Ламарке. Было продемонстрировано, что факторы окружающей среды, воздействующие на мать, влияют на процесс наследования генетических признаков ее потомством. Эти факторы не приводили к изменению ДНК, наследуемой мышиным потомством, однако за счет изменения экспрессии этой ДНК они меняли характер наследования признаков.

После этих первых экспериментов с мышами другие ученые из Университета Дьюка продемонстрировали возможность стимулировать развитие умственных способностей мышей за счет банального добавления щепотки холина в рацион питания беременной мыши. Холин активизировал метильную группу, которая выключала ген, обычно ограничивающий процесс деления клеток в центре памяти головного мозга. За счет избавления от этого ограничения у этих мышей начали в ускоренном темпе развиваться клетки, отвечающие за работу памяти, которые, как и следовало ожидать, наделили их «сверхмышиной» памятью. Нейроны этих мышей работали гораздо быстрее, и, достигнув зрелого возраста, мыши побили все известные рекорды по преодолению лабиринтов.

* * *

Ученые, занимающиеся изучением различных животных – от млекопитающих и рептилий до насекомых, – давно заметили способность некоторых организмов производить потомство, которое словно специально было заточено под те условия, в которых пребывала во время беременности мать. Они заметили эту способность, но вот объяснить ее никак не могли. Когда же стала очевидной возможность эпигенетического влияния на наследственность, все начало вставать на свои места.

Полевка – это маленький мохнатый грызун, внешне похожий на упитанную мышку. В зависимости от того, в какое время года должны произойти роды у полевки, ее потомство рождается либо с густой, либо с более редкой шерсткой [132]. Ген, отвечающий за густую шерсть, никуда не девается – он просто включается и выключается, в зависимости от того, какое количество света мать наблюдает вокруг в период зачатия. Геном плода, по сути, получает прогноз на момент его рождения и в зависимости от него определяет, нужна ли потомству теплая шкура или нет.

Водяные блохи дафнии (которые на самом деле вовсе не блохи, а ракообразные) производят на свет потомство с более массивными головными щитами и шипами, когда тому предстоит оказаться в среде, заполненной хищниками [133].

Внешний вид пустынной саранчи может сильно меняться в зависимости от доступности пищевых ресурсов и размера местной популяции саранчи. Когда еды мало, как это обычно бывает в пустыне – их родной среде обитания, – саранча появляется на свет в расцветке, предназначенной для маскировки, и ведет уединенный образ жизни. Когда в редкие периоды продолжительных дождей начинается процесс обильного роста растений, ситуация в корне меняется [134]. Поначалу саранча продолжает жить обособленно от себе подобных, вдоволь лакомясь появившейся в изобилии пищей. Когда же количество растений вновь начинает сокращаться, саранча собирается вместе. Внезапно потомство оказывается окрашено в яркие цвета и ищет себе компанию. Вместо того чтобы избегать друг друга и прятаться по углам от хищников, саранча собирается в огромные стаи, которые питаются сообща и отпугивают хищников своей численностью.

Один вид ящерицы рождается либо с длинным хвостом и крупным туловищем, либо с маленьким туловищем и коротким хвостом, причем зависит это от одного-единственного фактора – почуяла ли мать во время беременности запах питающейся ящерицами змеи [135]. Когда потомству предстоит оказаться в кишащей змеями среде, оно рождается с длинными хвостами и крупным телом, благодаря чему уменьшается вероятность того, что ящерицы станут добычей змей.

Во всех этих примерах – с полевкой, водяной блохой, саранчой и ящерицей – характеристики потомства оказывались под контролем эпидемического механизма, протекающего в процессе формирования плода. Такое явление, когда ДНК остается неизменным, а меняется его экспрессия, то есть влияние пережитого матерью опыта на степень выраженности генов ее потомства, называется прогнозирующей реакцией адаптации, или материнским эффектом [136].

* * *

Представьте себе, что это значит для человека. Посылая правильные эпигенетические сигналы, мы можем добиться того, чтобы наши дети были более здоровыми, умными, лучше адаптировались. По мере дальнейшего изучения этого вопроса, возможно, мы окажемся в состоянии научиться подавлять экспрессии неблагоприятных генов уже после рождения ребенка – либо заново включать отключенные по какой-то причине полезные гены.

Эпигенетика способна помочь нам контролировать собственное здоровье на совершенно новом уровне. ДНК – это судьба до тех пор, пока мы не достанем волшебные метильные палочки и не начнем эту судьбу переписывать.

В данный момент главное внимание в эпигенетике человека уделяется процессу развития плода. Теперь стало очевидно, что первые несколько дней после зачатия – когда мать, возможно, еще и не догадывается о своей беременности – играют еще более решающую роль, чем это представлялось нам ранее. Именно в этот период происходит включение и выключение многих важнейших генов. И чем раньше передать эти эпигенетические сигналы, тем серьезнее будут потенциальные изменения для плода.

Любопытно, что в каком-то смысле утроба матери может выполнять роль крошечной эволюционной лаборатории, в которой тестируются новые признаки, чтобы понять, будут ли они способствовать выживанию и процветанию плода. Если ничего не выходит, происходит выкидыш. Ученые давно обратили внимание, что выкидыши нередко связаны с генетическими аномалиями у плода.

Вот как эпигенетика может быть частично ответственна за эпидемию ожирения у детей. Пища, которой питаются многие американцы, содержит много калорий и жира, однако зачастую отличается низким содержанием питательных веществ, особенно тех, что так важны для развивающегося плода.

Если будущая мама первую неделю своей беременности питается характерным «мусорным» рационом, то эмбрион может получить сигнал о том, что ему предстоит родиться в суровых условиях с недостатком жизненно важной для него пищи. За счет комбинации эпигенетических эффектов различные гены включаются и выключаются, в результате чего ребенок рождается маленьким, чтобы ему для выживания было достаточно небольшого количества пищи.

Но это только часть всей истории. Еще почти двадцать лет назад британский профессор медицины Дэвид Баркер (которому в 2005 году присудили международную премию Данон за исследования в области питания) первым предположил существование связи между недостаточным питанием плода и ожирением в будущем. Его теория, известная как гипотеза Баркера [137] – или гипотеза бережливого фенотипа, – с тех пор постоянно набирает сторонников в научных кругах.

Любопытно, что фенотипом называют фактическую экспрессию генотипа. Другими словами, если у матери сросшиеся мочки ушей, а у отца – нет, то у их ребенка будут несросшиеся мочки, потому что этот генетический признак является доминантным – несросшиеся мочки будут частью фенотипа этого ребенка. Эпигенетические эффекты воздействуют на фенотип, никак не меняя при этом генотип. Если предположить, что метильные группы выключат ген, отвечающий за не сросшиеся мочки, то это приведет к изменению фенотипа – у ребенка будут сросшиеся мочки, – однако генотип останется тем же самым. У ребенка по-прежнему будет ген несросшихся мочек, который перейдет его потомству, будь то во включенном или выключенном состоянии, – просто у него он будет деактивирован.

Согласно теории бережливого фенотипа, у плода, который получал недостаточное питание в утробе матери на первых неделях беременности, развивается «бережливый» обмен веществ, который способствует куда более эффективному накоплению энергии. Когда ребенок с бережливым фенотипом появлялся на свет десять тысяч лет назад в период относительного голода, его бережливый обмен веществ помогал ему выжить. Когда же ребенок с таким обменом веществ рождается в двадцать первом веке, окруженный изобилием пищи (которая, несмотря на свою калорийность, зачастую оказывается бедной на питательные вещества), то он быстро начинает толстеть.

Эпигенетика придает теории бережливого фенотипа дополнительную убедительность, потому что она помогает нам понять, как особенности питания матери могут повлиять на скорость обмена веществ ее ребенка. Если вы планируете обзавестись ребенком, то, наверное, уже начали задумываться о том, как будете питаться во время беременности. Известной ученым на данный момент информации пока недостаточно, чтобы точно сказать, когда именно происходит срабатывание эпигенетических триггеров у эмбриона человека. Вместе с тем исследования на животных говорят о том, что этот процесс начинается очень и очень рано.

Так, одно проведенное недавно исследование показало, что при кормлении беременных крыс рационом с низким содержанием белка в течение всего лишь первых четырех дней беременности – еще до попадания эмбриона в матку – их дети оказывались подвержены повышенному кровяному давлению [138]. Эксперименты с овцами продемонстрировали похожее проявление материнского эффекта. У беременных овец, которым давали недостаточно корма в первые дни беременности – опять-таки, еще до попадания эмбриона в матку, – рождалось потомство, у которого быстро происходило образование атеросклеротических бляшек, так как из-за медленного обмена веществ откладывались дополнительные жировые запасы.

Откуда нам известно, что все это действительно было следствием реакции адаптации, а не просто врожденными дефектами, вызванными недоеданием матери? Потому что проблемы со здоровьем – атеросклеротические бляшки и избыточный вес – возникали только тогда, когда ягнятам давали обычный рацион питания. Ягнята, чьи матери недоедали в период беременности, не демонстрировали подобных симптомов, если после рождения их продолжали так же скудно кормить.

Большинство исследуемых в настоящий момент эпигенетических эффектов затрагивает именно матерей, а не отцов. Частично это объясняется тем, что ни плод, ни эмбрион никак не взаимодействуют с внешней средой, окружающей отца, в связи с чем многие ученые решили, будто эпигенетические трансформации возможны только после зачатия и происходят в ответ на информацию, получаемую плодом об условиях среды, в которой живет его мать. Вместе с тем появились новые и достаточно интригующие свидетельства того, что отцы тоже способны передавать информацию своему потомству.

Проведенное британскими учеными исследование показало, что у мужчин, начавших курить до наступления полового созревания, сыновья к девятилетнему возрасту весили больше нормы [139].

Подобная взаимосвязь обнаружена только у мальчиков, в связи с чем ученые сделали предположение, что эти эпигенетические маркеры передаются вместе с Y-хромосомой.

Любопытно: интуиция подсказывает, что дети курящих отцов должны быть ниже ростом, а не толще. Возможно, что этот эффект аналогичен тому, что описывается в гипотезе бережливого фенотипа, когда недоедание матери на ранних этапах беременности приводит к рождению маленьких детей с бережливым обменом веществ, способствующим набору избыточной массы тела. В данном примере может иметь место эпигенетическое изменение в сперматозоидах отца, триггером которого стали токсины во вдыхаемом табачном дыме. Эти токсины могут нести информацию об изменении условий окружающей среды, в результате чего сперматозоиды готовятся к созданию ребенка с бережливым обменом веществ. А когда этот экономный обмен веществ сочетается с типичным для Запада рационом питания, вероятность избыточного веса у ребенка резко возрастает.

Руководитель этого исследования, британский генетик Маркус Пембрей полагает, что это доказывает существование отцовского эффекта в дополнение к уже известному материнскому эффекту. Он называет это «принципиальным доказательством. Сперматозоиды улавливают информацию об условиях окружающей среды родителей, что оказывает влияние на развитие и здоровье последующих поколений».

Пожалуй, эта информация заставляет по-новому взглянуть на религиозное представление о том, что дети расплачиваются за грехи своих родителей.

* * *

Возможно, отец и мать не единственные, кто оказывает эпигенетическое влияние на жизнь ребенка. Бабушки и дедушки могут также дотягиваться до него с верхних ветвей генеалогического древа, оставляя в его геноме свой след. Именно так полагают многие из самых выдающихся исследователей эпигенетики – начиная от авторов исследования толстых желтых мышей в Университете Дьюка и заканчивая учеными из Лондона, обнаружившими закономерность между курящими отцами и толстыми сыновьями. Все они убеждены, что эпигенетические изменения могут передаваться по зародышевой линии на несколько поколений вперед.

В случае с материнской наследственностью у вашего окончательного генотипа на самом деле есть самая что ни на есть прямая возможность заполучить метильную метку от бабушки. Женщина с рождения является обладателем полного набора яйцеклеток, которые будут расходоваться в течение ее жизни. Эти яйцеклетки находятся в яичниках новорожденной девочки. Как бы странно это ни звучало, но яйцеклетка, из которой образовались вы, несущая половину ваших хромосом, была образована в яичниках вашей мамы еще тогда, когда она находилась в утробе вашей бабушки.

Современные исследования уже подтвердили, что когда бабушка передает эпигенетические сигналы матери, тем самым она также передает эти сигналы и ее яйцеклеткам, одна из которых в итоге обеспечит вас половиной вашей ДНК.

Подобно тому, как эпигенетика раскрыла загадку полевок с тонкой шерстью и социально-активной саранчи, теперь эта наука помогает объяснить ряд удивительных закономерностей, собранных учеными за последнее столетие. Команда исследователей из Лос-Анджелеса обнаружила, что у детей, чья бабушка курила во время беременности, вероятность развития астмы больше, чем у тех, чья мама курила во время беременности [140]. До того как ученые начали взламывать эпигенетический код, эти закономерности было попросту невозможно никак объяснить. Теперь же ученые понимают, что курящая бабушка запускала эпигенетический механизм, который воздействовал в том числе и на запас яйцеклеток ее будущей дочери.

Любопытно. Кстати, если вы недоумеваете, почему курение бабушки больше влияло на яйцеклетки плода, чем на сам плод, то вы не одиноки – ученые пока что не смогли этого выяснить.

Суровая зима и жестокое продовольственное эмбарго, наложенное нацистами, привели к сильному голоду в Нидерландах в 1944 и 1945 годах. Во время Голодной зимы [141], как ее прозвали позже, погибло тридцать тысяч человек.

Изучение данных о детях, родившихся после этого ужасного голода, стало одним из найденных Баркером доказательств его гипотезы бережливого фенотипа. У женщин, находившихся в период Голодной зимы не позже шестого месяца беременности, родились маленькие дети, которые были подвержены ожирению, ишемической болезни сердца и различным видам рака.

Несмотря на то, что полученные данные по-прежнему вызывают множество вопросов, исследователи были еще больше удивлены, когда двадцать лет спустя обнаружили, что внуки этих женщин также были рождены с низкой массой тела. Возможно ли, что метильные маркеры, ставшие следствием недоедания в период голода, были переданы через поколение? Окончательного ответа на этот вопрос пока нет, однако последствия метилирования, судя по всему, самые что ни на есть реальные.

Многие ведущие ученые-эпигенетики полагают, что эпигенетические изменения представляют собой нежные попытки эволюции скорректировать существующий геном, хотя однозначного мнения по этому поводу пока еще нет. Ученые из Университета Дьюка, опубликовавшие исследование с мышами, написали следующее: «Полученные нами данные свидетельствуют о том, что питание на ранних стадиях развития эмбриона может оказывать влияние на появление эпигенетических меток… [которые] воздействуют на все ткани, в том числе клетки зародышевой линии. Таким образом, неполное стирание вызванными питанием эпигенетических изменений… является возможным механизмом адаптивной эволюции млекопитающих» [142].

Другими словами, когда метильные маркеры не стираются, они могут передаваться из поколения в поколение, в конечном счете приводя к эволюции.

Получается, что приобретенные родителями признаки могут в конечном счете быть унаследованы потомками.

Ламарк, наверное, в гробу перевернулся: теория, к созданию которой он не имел никакого отношения, вот-вот станет последним писком моды в научных кругах. Маркус Пембрей, ученый, занимавшийся исследованием влияния курения родителей на потомство, называет себя неоламаркистом. А Дуглас Руден, исследователь из Алабамского университета, сказал журналисту из «The Scientist»: «Ученые-эпигенетики всегда были ламаркистами. Не вижу тут ровным счетом никакого противоречия».

* * *

Большинство эпигенетических эффектов, о которых до сих пор шла речь, были связаны с изменениями, происходящими до рождения. Вместе с тем эпигенетические изменения могут происходить и в течение жизни, по мере выключения одних генов за счет присоединения к ним метильных групп и включения других за счет удаления этих групп.

В 2004 году Майкл Мини из Университета Макгилла в Канаде опубликовал доклад, который произвел в научных кругах почти такую же сенсацию, как отчет ученых из Университета Дьюка об их эксперименте с желтыми и коричневыми мышами. Исследование, проводимое Мини, показало, что взаимодействие между матерью и ее потомством уже после родов способно провоцировать размещение метильных маркеров, приводящих к значительным эпигенетическим изменениям.

Мини изучал поведение крыс, которым в первые часы после рождения доставалось разное количество материнского внимания. Малыши, которых вылизывала мама, выросли в уверенных в себе крысят, ведущих себя относительно спокойно и легко справляющихся со стрессовыми ситуациями. Что же касается крысят, обделенных вниманием своих матерей, то они выросли невероятно нервными.

Возможно, вам показалось, что это исследование спорное, потому что неясно, природа играет первостепенную роль или воспитание. Те, кто выступает на стороне природы, сказали бы, что крысы с плохими социальными навыками передавали потомству свои гены, отвечающие за эмоциональные проблемы, в то время как от уравновешенных матерей крысятам доставались гены выдержанности. В этом есть свой смысл, но только в некоторой степени – Мини со своими коллегами проводил свой эксперимент так, чтобы проверить в том числе и эту теорию. Исследователи отдавали детенышей отчужденных матерей любящим, и наоборот. Крысята, которых вдоволь вылизывали после рождения, вырастали спокойными, независимо от поведения их биологических матерей.

Те, кто в этом споре считает, что первоочередная роль отдана воспитанию, наверное, уже почуяли запах победы, не так ли? Если крысята, с которыми хорошо обращались, вырастали нормальными, независимо от своего генетического портрета, то это должно означать, что развитие их личности определялось тем, как о них заботились родители.

Однако не стоит торопиться с выводами.

Анализ крысиных генов показал поразительную разницу в следах метилирования у двух групп крыс. У крысят, удостоенных заботы и внимания матерей (будь то биологических или приемных), наблюдалось снижение количества метильных маркеров в генах, отвечающих за развитие мозга. Материнские любовь и ласка каким-то образом активизировали процесс удаления метильных маркеров, которые иначе бы препятствовали развитию некоторых участков головного мозга их детей – они словно слизывали их своим языком. Часть мозга, заглушающая стрессовую реакцию, была у этих детей более развитой. Таким образом, в этой ситуации нельзя говорить отдельно про природу и воспитание: в данном случае природа и воспитание работали сообща.

Опубликованные Мини результаты исследования стали очередной эпигенетической сенсацией. Оказалось, что такая банальная вещь, как материнская забота, могла повлиять на экспрессию генетического кода животного. Это открытие было настолько поразительным, что некоторые так и не смогли в него поверить. Критик из одного известного научного журнала дошел до написания статьи о том, что, несмотря на аккуратно предоставленные учеными данные, это попросту невозможно. Так, по его мнению, просто не может происходить.

Однако именно так все и происходит.

* * *

Ученым достоверно не известно, оказывает ли материнская забота подобный эффект на развитие мозга у человеческих детей. В каком-то смысле это не имеет такого уж большого значения – мы и без этого знаем, что привязанность между родителями и ребенком в раннем детстве играет огромную роль в его эмоциональном развитии. Также нам известно, что эмоциональное состояние любящих, отзывчивых родителей передается их детям путем своеобразного психического метилирования – равно как и все, что способствует родительскому волнению. Все, начиная от семейных ссор и заканчивая проблемами со здоровьем или финансами, может повысить уровень стресса новоиспеченных родителей и помешать установлению нормальной, здоровой привязанности с ребенком.

Дети, чьи родители подвержены сильному стрессу, чаще оказываются подвержены депрессии и хуже себя контролируют. Дети, чьи родители спокойные и отзывчивые, как правило, более счастливые и здоровые.

Несмотря на то, что науке наверняка не известно, влияет ли забота родителей о ребенке в послеродовой период на формирование мозга малыша, тем не менее ученые, изучающие эти эпигенетические взаимосвязи у животных, полагают, что с большой вероятностью они присутствуют и у людей. В конце концов, развитие когнитивных функций и физическое развитие после рождения у людей происходит в значительно большей степени, чем у любых других млекопитающих.

* * *

Подобно мутации, процесс метилирования сам по себе не является ни плохим, ни хорошим – все зависит от того, какие гены включаются, а какие – нет, а также по какой именно причине это происходит. Правильное питание беременных мышей привело к увеличению количества метильных маркеров в гене agouti, что освободило целое поколение мышат от судьбы быть желтыми и толстыми. Родительская забота у крыс привела к уменьшению количества метильных маркеров в генах, отвечающих за развитие мозга. То же самое касается и людей. Некоторым генам лучше пребывать в выключенном состоянии, в то время как от других нам бы хотелось, чтобы они работали без передышки. Кроме того, метилирование далеко не всегда полностью отключает тот или иной ген. Ген может быть частично метилированным, а от степени его метилирования зависит то, насколько активным он является – чем меньше метильных маркеров, тем активнее проявляет себя ген.

В наших интересах, чтобы одно конкретное семейство генов не прекращало свою работу ни на минутку – речь идет о тех генах, которые подавляют развитие опухолей и восстанавливают нашу ДНК. Эти гены – штурмовики и бортврачи из антиракового корпуса. Ученым удалось выявить десятки подобных генетических стражников – когда они оказываются под замком, у раковых клеток оказываются развязаны руки.

В опубликованной недавно статье в журнале «Новости науки» была рассказана история двух однояйцевых близнецов, Элизабет и Элеоноры (это не их настоящие имена), рожденных девятого ноября 1939 года. С момента появления близняшек на свет их мать заботилась о них совершенно одинаково, так как не хотела, чтобы кому-то из девочек казалось, что она любит одну больше или меньше другой. Как сказала Элизабет: «К нам относились как к единому целому, а не как к двум отдельным людям». Их жизненные пути разошлись более сорока лет назад, вскоре после того, как им перевалило за двадцать, но они по-прежнему очень похожи между собой, начиная от внешнего вида и заканчивая жизненными ценностями. У них было лишь одно существенное отличие – семь лет назад Элеоноре диагностировали рак груди. У Элизабет эта болезнь никогда не была обнаружена.

ДНК однояйцевых близнецов полностью совпадают – однако ДНК не определяет человеческую судьбу.

Одной из причин этого является процесс метилирования. Вполне вероятно, что более сорока лет воздействия других условий окружающей среды привели к появлению в геноме Элеоноры метильных маркеров, которые в конечном счете привели к раку груди.

В 2005 году Манель Эстеллер совместно со своими коллегами из Испанского национального онкологического центра опубликовал доклад, в котором продемонстрировал, что при рождении у однояйцевых близнецов практически совпадают метильные маркеры, однако по мере их взросления начинают накапливаться различия. Было отмечено, что наиболее существенные отличия наблюдаются у тех близнецов, что прожили отдельно друг от друга большую часть жизни, как это было в случае с Элеонор и Элизабет. Эстеллер прокомментировал это следующими словами: «Мы полагаем, что эти эпигенетические различия, наблюдаемые у близнецов, во многом зависят от условий окружающей среды, будь то воздействие различных химических веществ, рацион питания, вредные привычки, а также от того, живет человек в крупном городе или сельской местности» [143].

Появляются все новые и новые доказательства идеи о том, что метилирование определенных генов находится в тесной связи с развитием рака. Так, немецкие ученые из компании под названием «Эпигеномика» [144] сообщили об обнаружении поразительной взаимосвязи между случаями рецидива рака молочной железы и количеством метильных маркеров в гене под названием PITX2. У девяноста процентов женщин с незначительно метилированным геном PITX2 десять лет спустя по-прежнему не было рака, в то время как только шестидесяти пяти процентам женщин с высоким уровнем метилирования этого гена посчастливилось не столкнуться с этой болезнью снова. В конечном счете подобного рода информация поможет врачам подбирать индивидуальное лечение для раковых больных – чем больше помощи они смогут получить от естественных борцов с раком организма больного, тем менее агрессивной химиотерапии или лучевой терапии будет необходимо. Данные, полученные в «Эпигеномике», уже начали использоваться, чтобы помочь женщинам с низким уровнем метилирования гена PITX2 решить, подвергать ли себя химиотерапии после удаления опухоли.

Ученым удалось установить однозначную связь между метилированием борющихся с раком генов и привычками, способствующими развитию рака.

Со временем такие вредные привычки, как курение, приводят к массивному накоплению метильных маркеров вокруг этих генов [145]. Ученые назвали этот процесс гиперметилированием. У курящих людей происходит гиперметилирование генов, которые иначе помогали бы им бороться с раком легких. Гены, предназначенные для борьбы с раком простаты, также подвержены гиперметилированию у курильщиков.

Следы метилирования, частично из-за гиперметилирующего эффекта привычек, способных провоцировать развитие рака, также могут выполнять роль ранних тревожных сигналов. У миллионов индийцев есть зависимость от ореха бетель – едких семян, которые, когда их разжевывают, окрашивают зубы и десны в кирпично-красный цвет и, подобно никотину, вызывают легкую интоксикацию, сильную зависимость, а также обладают ярко выраженными канцерогенными свойствами. Из-за традиции жевать эти семена рак ротовой полости является самым распространенным видом онкологии среди мужского населения Индии. Поскольку рак ротовой полости зачастую длительное время не приводит к появлению каких-либо симптомов, он очень часто приводит к смертельному исходу – семьдесят процентов индийцев, которым диагностируют рак ротовой полости, в конечном счете из-за него умирают. Привычка жевать семена бетеля может привести к гиперметилированию трех противодействующих раку генов – один из них подавляет рост опухолей, другой восстанавливает ДНК, а третий охотится на отдельные раковые клетки и приводит их к самоуничтожению. «Релайнс Лайф Сайенс», индийская компания, установившая эту связь, разработала анализ для измерения степени метилирования этих генов у человека. «Нам бы хотелось использовать данные о степени метилирования генотипа в области вокруг этих трех генов в качестве прогностического маркера с целью количественной оценки риска развития у человека рака ротовой полости» [146], – заявил доктор Дхананья Сараната, один из ученых «Релайнс Лайф Сайенс». В конечном счете анализы, подобные этому, могут внести огромнейший вклад в оценку риска развития рака, способствовать ранней диагностике и увеличению уровня выживаемости.

* * *

В настоящий момент эпигенетика в каком-то смысле находится на стадии «чем больше мы узнаем, тем меньше мы понимаем» своего развития как науки. Одно можно сказать наверняка – то, что вредно для нас, может оказаться вредным и для наших потомков, так как эпигенетические маркеры передаются из поколения в поколение. Таким образом, выкуривая по две пачки сигарет в день и объедаясь огромными порциями фастфуда, мы может сделать своих детей – и даже внуков – более уязвимыми к болезням.

Что можно сказать насчет использования метильных маркеров во благо наших детей? Фолиевая кислота и витамин В_12 смогли помочь мышам – но будет ли такой же механизм срабатывать и у людей? Если все ваши предки, о которых вам только известно, были подвержены проблеме избыточного века, смогут ли несколько метильных маркеров защитить от этого наследия ваших детей? Что ж, на этот вопрос, как и на многие другие, ученые пока еще не нашли точного ответа – более того, многими вопросами нам еще только предстоит задаться.

На данный момент науке еще далеко до понимания того, какие гены выключаются или подавляются теми или иными метильными донорами. Так, например, метилирование гена, отвечающего за цвет волос на голове, возможно, и приводит к безобидному изменению фенотипа – однако тот же самый процесс, который вызывает метилирование этого гена, запросто может оказаться и триггером подавления экспрессии гена, препятствующего росту опухолей. Словно путаницы было недостаточно, метиловые группы, как оказалось, зачастую приземляются по соседству с транспозонами – теми самыми прыгающими генами. Когда эти транспозоны перемещаются в другой участок генетического кода, они способны переносить вместе с собой метильные маркеры, которые, в свою очередь, могут прилепляться к другим генам, выключая их или по меньшей мере снижая их активность.

На самом деле авторы проведенного в Университете Дьюка исследования были настолько поражены огромным размахом возможных эпигенетических эффектов, что решили выпустить официальное предупреждение всем тем, кто заинтересуется применением результатов их исследований на людях:

Полученные исследователями данные свидетельствуют в пользу того, что пищевые добавки, обладающие, как это считалось долгое время, исключительно полезными свойствами, могут оказывать непреднамеренное вредоносное влияние на генный код человека на эпигенетическом уровне.

Другими словами, ученые до конца не понимают, что же там такое все-таки происходит.

Давайте сразу уточним: если вы планируете завести ребенка, то никто не предлагает вам выбрасывать подальше пузырек с прописанными вашим врачом витаминами. В этих витаминах достаточно пользы для того, чтобы их рекомендовали, – как мы уже упоминали несколькими главами ранее, фолиевая кислота играет важнейшую роль в период беременности. Исследования одно за другим показывают, что пищевые добавки с содержанием фолиевой кислоты снижают риск развития врожденных дефектов головного мозга или позвоночника. Эта зависимость выражена настолько отчетливо, что правительство обязало обогащать злаки фолиевой кислотой точно так же, как питьевую воду насыщают фтором. Это, в свою очередь, уже привело к снижению таких врожденных заболеваний, как, например, расщелина позвоночника, развитие которых связывают с дефицитом фолиевой кислоты у беременных женщин.

Все это замечательно, но в действительности может быть намного сложнее. Наше понимание эпигенетических принципов находится лишь в зародышевом состоянии, в связи с чем следует быть очень осторожными из-за возможных непреднамеренных последствий. Ученым попросту неизвестно, как могут отреагировать другие гены, если добавлять в наш рацион метильные доноры – пожалуй, понадобится еще много лет, прежде чем мы окончательно с этим разберемся.

Когда у врачей возникают подозрения на возможность преждевременных родов у беременной женщины, ей часто колют специальное лекарство – обычно это бетаметазон – с целью ускорения развития у плода легких, тем самым значительно повышая шансы ребенка на выживание. Так вот, согласно некоторым данным, дети, чьим матерям неоднократно давали во время беременности бетаметазон, чаще оказываются подвержены гиперактивности и демонстрируют заниженный темп роста [147]. Проведенное недавно Торонтским университетом исследование продемонстрировало, что эти эффекты могут сохраняться на протяжении нескольких поколений. Руководитель этого исследования полагает, что бетаметазон вызывает эпигенетические изменения в плоде, которые затем передаются его детям. Один врач, специализирующийся на лечении недоношенных детей, сказал, что данное исследование было «запредельно пугающим и непонятным».

Витамины и лекарства, помимо выполнения своих основных функций приводящие еще и к метилированию тех или иных генов, – это еще цветочки. Сегодня в аптеках появляются препараты, специально предназначенные для управления процессом метилирования. Первое такое лекарство было одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США еще в 2004 году. Это лекарство, незапатентованная форма которого носит название «азацитидин», было провозглашено прорывом в лечении миелодиспластического синдрома (МДС). МДС называют группу заболеваний крови, которые чрезвычайно плохо поддаются лечению и зачастую приводят к развитию смертельно опасной лейкемии, так что в эффективном лекарстве от МДС человечество особенно сильно нуждалось. Азацитидин препятствует метилированию определенных генов клеток крови, помогая восстанавливать функцию ДНК, тем самым снижая риск превращения МДС в лейкемию. После того как азацитидин был представлен, медицинское сообщество восторженно отреагировало на появление этого лекарства. Питер Джонс, профессор биохимиии молекулярной биологии в Университете Южной Калифорнии, сказал следующее: «Это первое одобренное лекарство совершенно нового класса препаратов – эпигенетических лекарств. Они обладают огромным потенциалом в лечение не только этой, но и множества других болезней» [148].

Разумеется, в своем отчете, опубликованном совместно с коллегами, профессор также упомянул следующее: «Очевидно, что мы только начинаем понимать реальный вклад эпигенетических факторов в болезни человека, и впереди нас, несомненно, ждет множество сюрпризов» [149].

«Впереди нас ждет множество сюрпризов». Что ж, он оказался прав. Через шесть месяцев после одобрения азацитидина ученые из Университета Джона Хопкинса [150] опубликовали доклад с описанием своего исследования эпигенетических свойств двух лекарств, одно из которых по химическому составу было схожим с азацитидином. Эти лекарства чуть ли не распыляли на геном в обильном количестве метильные группы, выключая генов не меньше, чем включая, – сотни и тех, и других.

У эпигенетики есть невероятный потенциал оказать положительное влияние на здоровье человечества. Профессор из Университета Ратджерса по имени Минг Зу Фанг занимался изучением того, какое влияние оказывает зеленый чай на клеточные линии человека.

Оказалось, что содержащиеся в зеленом чае вещества способны препятствовать размещению метильных групп в генах, помогающих бороться с раком толстой кишки, простаты и пищевода.

Метилирование этих генов лишает их возможности противостоять раку – препятствуя их метилированию, зеленый чай помогает им и дальше заниматься своей противораковой деятельностью.

Та самая команда ученых из Университета Дьюка, что проводила исследование спровоцированного витаминами процесса метилирования у мышей, благодаря очередному исследованию продемонстрировала наличие похожего эпигенетического эффекта у генистеина – содержащегося в сое эстрогеноподобного вещества. Ученые предположили, что генистеин может также способствовать снижению риска ожирения и у людей, и, возможно, именно этот механизм объясняет сравнительно низкий уровень ожирения в Азии. Свои предположения, однако, они снова сопроводили предупредительным заявлением. Так, Дана Долиной, один из авторов этого исследования, сказала: «То, что полезно в маленьких количествах, может оказаться губительным в больших дозах. Нам попросту неизвестны до конца эффекты, оказываемые на наш организм сотнями различных веществ, которые мы проглатываем, будь то умышленно или непреднамеренно, каждый день» [151].

Геном человека содержит три миллиарда пар нуклеотидов, которые в результате сложных взаимодействий делают нас такими, какие мы есть. Нам следует быть максимально осторожными, когда мы пытаемся вмешаться в этот процесс, особенно с учетом нашего непонимания его в настоящий момент. Когда стреляешь из пушки по воробьям, то можно не только промахнуться, но и причинить немало сопутствующего ущерба.

* * *

Словно это все было недостаточно сложным для понимания, метильные маркеры оказались не единственным способом включения и выключения генов. Существует целая система промоторов и репрессоров, которые определяют степень экспрессии того или иного гена – процесса, в ходе которого генетический код копируется на мРНК, а потом в соответствии с ним производится тот или иной белок. Эта система выполняет роль внутреннего регулировщика, способного включать, выключать или даже ускорять процесс производства любого белка в ответ на меняющиеся потребности организма.

Именно так, например, у людей снижается восприимчивость к наркотикам и алкоголю. Когда человек пьет спиртное, генетические промоторы в клетках его печени ускоряют процесс производства фермента (помните про алкогольдегидрогеназу?), который помогает его расщеплять.

Чем больше человек пьет, тем больше алкогольдегидрогеназы вырабатывает печень – она готовится к следующим порциям напитка на биологическом уровне.

Этот процесс может протекать и в обратном направлении – вы, наверное, замечали, что восприимчивость к алкоголю повышается после длительного воздержания от него – организм замедляет производство алкогольдегидрогеназы, когда в этом ферменте пропадает особая потребность.

Подобное явление наблюдается и с другими веществами, начиная от кофеина и заканчивая многими рецептурными лекарствами. Вам когда-нибудь выписывали лекарство, из-за которого у вас были неприятные побочные эффекты, однако врач обещал, что через пару недель они пройдут? Если с вами такое случалось и побочные эффекты действительно проходили, то вы испытали на собственном опыте другое проявление изменения экспрессии генов – ваш организм адаптировался к лекарству, подавив или усилив экспрессию определенных генов, чтобы вам было проще его перерабатывать.

* * *

Если вам действительно хочется понять, насколько мало ученым известно о возможных эпигенетических и материнских эффектах, примите во внимание следующую информацию. В течение месяцев, следовавших за терактами одиннадцатого сентября в Нью-Йорке и Вашингтоне, наблюдался резкий скачок выкидышей на поздних сроках беременности в Калифорнии. Конечно, появляется соблазн списать это на повышенный стресс, с которым столкнулись будущие матери [152]. Так бы, наверное, все и сделали, если бы не одна существенная деталь – скачок выкидышей коснулся только плодов мужского пола.

В октябре и ноябре 2001 года в Калифорнии было зафиксировано двадцатипятипроцентное увеличение выкидышей среди матерей, беременных мальчиками. Каким-то образом – каким именно, нам неизвестно – организм матери на генетическом или эпигенетическом уровне почувствовал, что она ждет мальчика, в результате чего был спровоцирован выкидыш.

Мы можем лишь строить догадки о том, почему и как это произошло, однако достучаться до истины пока что не представляется возможным. Мальчики одновременно и требуют больше ресурсов материнского организма в период беременности и с меньшей вероятностью выживают в случае недоедания в детские годы.

Возможно, в ходе эволюции у нас образовалась своего рода автоматическая система экономии ресурсов, активирующаяся в кризисных ситуациях – большое количество самок и несколько сильных самцов дают популяции больше шансов на выживание, чем обратное соотношение полов.

Какие бы ни крылись за этим эволюционные причины, очевидно одно: реакция организма этих женщин на то, что было воспринято им в качестве угрозы со стороны окружающей среды, была резкой и автоматической. Тот факт, что теракты произошли настолько далеко, делает эту удивительную закономерность еще любопытнее. Между прочим, это уже не первый случай наблюдения подобной реакции. В период объединения Германии, произошедшего в 1990 году, в Восточной Германии (где объединение далось особенно тяжело, наделав немало шума и беспокойства)стало рождаться больше девочек. Изучение данных о рождаемости после десятидневной войны в Словении в период Балканского конфликта девяностых годов прошлого века, а также другое исследование статистики рождаемости после серьезнейшего землетрясения, произошедшего в 1995 году в японском городе Кобе, продемонстрировали аналогичные закономерности.

С другой стороны, существуют свидетельства того, что после серьезных военных конфликтов происходит скачок рождаемости мальчиков. Именно это произошло после Первой мировой и Второй мировой войн. Более современное исследование шестисот матерей, проживающих в английском графстве Глостершир, обнаружило, что у тех из них, кто рассчитывал прожить до старости, чаще рождались мальчики по сравнению с теми, кто дал прогноз на смерть в относительно молодом возрасте.

Каким-то образом психологический настрой матери оказался способен приводить в действие физиологические или эпигенетические механизмы, отражающиеся на беременности и относительной живучести плода в зависимости от его пола. В хорошие времена рождается больше мальчиков. В плохие – девочек. Подобные закономерности говорят о том, что нам предстоит еще многое – очень многое – узнать.

* * *

Первое сенсационное эпигенетическое исследование было опубликовано как раз в тот момент, когда ученые объявляли о завершении проекта «Геном человека» – грандиозной десятилетней работы по полному описанию всех трех миллиардов нуклеотидов, составляющих нашу ДНК. Когда дело было сделано, организаторы проекта объявили, что им успешно удалось создать «все страницы руководства, необходимого для создания человеческого организма» [153].

Но радовались они недолго – в дело вмешались ученые-эпигенетики. После десяти лет кропотливого труда исследователи вышли из своих лабораторий, чтобы узнать, что составленное ими описание является всего лишь отправной точкой. Научное сообщество могло с тем же успехом сказать: «Спасибо за составленную генетическую карту. Теперь не могли бы вы сказать, какие дороги открыты, а какие нет, чтобы от нее был хоть какой-то толк?»

Разумеется, эпигенетика вовсе не превратила проект «Геном человека» в бесполезный труд – наоборот, карта эпигенома должна начинаться с карты генома. Стоит ли говорить, что работа по ее созданию уже началась? Осенью 2003 года группа европейских ученых объявила о начале проекта «Эпигеном человека» [154]. Их целью является добавление указателя на каждом участке, где метильные маркеры способны присоединяться к гену, меняя тем самым его экспрессию. По словам этих ученых, целью проекта «Эпигеном человека» является обнаружение всех механизмов и химических связей, которые задействованы в исполнении заложенного в ДНК кода, что позволит в более полной мере понять принципы процесса нормального развития, старения и контроля аномальной экспрессии генов при раке и других болезнях, а также того, каким именно образом окружающая среда влияет на здоровье человека.

Уже началось постепенное финансирование этого проекта, и его руководители надеются в течение следующих нескольких лет набросать большую часть карты эпигенома, но это будет нелегко.

В науке ничего не бывает легко.

Глава 8

Такова жизнь: почему ни вам, ни вашему айподу не суждено жить вечно

Сет Кук [155] является старейшим из живых американцев с одним невероятно редким генетическим расстройством. У него выпали все волосы. Его кожа покрыта морщинами. У него атеросклероз. Его суставы болят из-за артрита. Он каждый день принимает аспирин с целью разжижения крови.

Ему двенадцать лет.

У Сета синдром Хатчинсона – Гилфорда – очень редкая болезнь, которую часто называют прогерией. Считается, что этому заболеванию подвержен только один из четырех-восьми миллионов новорожденных. Это очень жестокая болезнь – ее название в переводе с греческого означает «преждевременно старый», и именно в этом состоит несчастная судьба рожденных с прогерией людей. Дети с прогерией стареют до десяти раз быстрее людей, не страдающих этой болезнью. Когда ребенку с прогерией исполняется где-то полтора года, его кожа начинает покрываться морщинами, а волосы – выпадать. Вскоре за этим появляются сердечно-сосудистые проблемы, такие как атеросклероз, и дегенеративные заболевания, например артрит.

Большинство людей с прогерией умирают в подростковом возрасте от сердечного приступа или инсульта – не известно ни одного случая, чтобы они доживали до тридцатилетнего возраста.

Синдром Хатчинсона – Гилфорда – не единственная болезнь, которая ускоряет процесс старения организма, но она самая душераздирающая, потому что развивается стремительно и с самого момента рождения. Другое похожее заболевание под названием «синдром Вернера» проявляет себя уже после достижения человеком половой зрелости. Иногда этот синдром называют прогерией взрослых.

После полового созревания процесс старения ускоряется, и люди с синдромом Вернера, как правило, умирают от возрастных болезней к пятидесяти-шестидесяти годам. Синдром Вернера, хотя и встречается чаще синдрома Хатчинсона – Гилфорда, все равно является довольно редким генетическим заболеванием, которому подвержен лишь один человек на миллион.

Из-за того, что эти ускоряющие процесс старения болезни такие редкие, они нечасто становятся предметом исследований (и поэтому их называют «сиротскими болезнями»). Однако подобная ситуация уже начинает меняться, так как ученые стали понимать, что именно эти заболевания являются ключом для понимания нормального процесса старения. В апреле 2003 года ученые заявили, что им удалось изолировать генетическую мутацию, вызывающую прогерию [156]. Эта мутация происходит в гене, ответственном за производство белка под названием «ламин А». В обычных условиях ламин А является каркасом мембраны клеточного ядра, в котором содержится вся генетическая информация клетки. Ламин А подобен колышкам, которые удерживают палатку, – они служат основой для мембраны клеточного ядра, которая опирается на этот белок. У людей с прогерией нарушена структура ламина А, из-за чего клетки изнашиваются гораздо быстрее.

В 2006 году другая команда ученых установила связь между деградацией ламина А и нормальным процессом старения человека. Том Мистели и Паола Скафиди, исследователи из Национального института здравоохранения США, в своей опубликованной в журнале «Science» статье сообщили о том, что в клетках обычных людей пожилого возраста наблюдаются те же самые дефекты, что и в клетках больных прогерией [157]. Это очень важное открытие, ставшее первым подтверждением того, что характерное для прогерии ускоренное старение связано с нормальным процессом старения человека на генетическом уровне.

Отсюда можно сделать далекоидущие выводы. С тех пор, как Дарвин описал механизмы адаптации, естественного отбора и эволюции, ученые не переставали спорить о том, какое именно место во всем этом отводится процессу старения. Организм просто изнашивается, подобно любимой футболке, которая с годами растягивается и начинает рваться? Или же старение стало результатом эволюции? Другими словами, является ли процесс старения случайным или преднамеренным?

Прогерия и другие ускоряющие процесс старения болезни говорят в пользу того, что он заранее запрограммирован, является частью замысла природы.

Подумайте сами – если одна-единственная генетическая ошибка способна привести к ускоренному старению у младенца или подростка, то изнашивание организма со временем не может быть его единственной причиной.

Само существование гена прогерии подтверждает то, что процесс старения контролируется на генетическом уровне. Это приводит ученых к вопросу, который, без сомнения, вы ожидали услышать. Неужели мы все запрограммированы на смерть?

* * *

Леонард Хейфлик является одним из пионеров исследования процесса старения. В шестидесятых годах прошлого века он открыл, что (за одним особым исключением) клетки способны делиться лишь ограниченное число раз, после чего процесс деления прекращается и они начинают погибать. Ограничение количества клеточных делений было названо пределом Хейфлика [158] – у человека этот предел составляет от пятидесяти двух до шестидесяти делений.

Предел Хейфлика связан с потерей специализированного генетического резерва, находящегося на окончаниях хромосом под названием «теломеры».

С каждым своим делением клетка теряет часть ДНК. Чтобы потеря этой информации не привела к губительным изменениям, на концах хромосом расположены дополнительные информационные блоки – теломеры.

Представьте, что вам нужно сделать пятьдесят копий имеющейся у вас рукописи, но копировальный центр решил серьезно усложнить вам жизнь. Вместо денег после каждой копии он берет по последней странице вашей рукописи, и так копия за копией. Это серьезная проблема – в рукописи двести страниц, и если за каждую его копию нужно отдавать по странице, то в последней копии будет всего сто пятьдесят страниц, и тот, кому она достанется, недополучит целую четверть рассказа. Но вас не так-то просто провести – вы привыкли находить решения в самых заковыристых ситуациях. Вы добавили в рукопись пятьдесят пустых страниц, разместив их в самом конце, и принесли в копировальный центр рукопись в двести пятьдесят страниц. Теперь во всех пятидесяти копиях рукописи будет весь рассказ целиком – страницы начнут пропадать, только когда вы решитесь сделать пятьдесят первую копию. Так вот, теломеры подобны пустым страницам рукописи в нашей аналогии: с каждым новым делением клетки они укорачиваются, тем самым защищая самое важное – ее ДНК. Где-то после пятидесяти-шестидесяти делений от теломер в конечном счете ничего не остается, и вот тогда клетка оказывается под угрозой.

С какой стати в ходе эволюции нам понадобилось ограничить количество делений клеток?

Ответ простой – из-за онкологии.

* * *

Ни одно другое связанное со здоровьем слово не вызывает такого страха и мыслей о смерти, как рак. В нашем сознании он уже настолько тесно ассоциируется со смертным приговором, что во многих семьях если и заводят разговор о раке, то только шепотом.

Как вы наверняка знаете, рак – это не какая-то конкретная болезнь – это группа заболеваний, характеризующаяся сбоем в процессе деления клеток [159]. На самом деле некоторые виды рака очень хорошо поддаются лечению – многие из них характеризуются более высоким показателем выживаемости и вероятности полного выздоровления, чем такие распространенные проблемы со здоровьем, как инфаркт и инсульт.

Как мы уже с вами обсуждали, у нашего организма есть несколько линий защиты от рака. Существуют специальные гены, отвечающие за подавление роста опухолей. Также имеются гены, отвечающие за создание специализированных охотников на раковые клетки, запрограммированных на их поиск и разрушение. Также есть гены, отвечающие за восстановление генов, борющихся с раком. У клеток даже есть встроенный механизм совершения своего рода харакири. Апоптоз – запрограммированная смерть клетки – происходит тогда, когда клетка обнаруживает, что оказалась заражена или повреждена, либо когда другие клетки обнаруживают проблему и «убеждают» опасную клетку совершить суицид. Помимо всего этого существует еще и предел Хейфлика.

Предел Хейфлика эффективно сдерживает развитие рака – если в клетке происходит сбой и она становится раковой, предел Хейфлика все равно не дает ей делиться в свое удовольствие, в конечном счете сдерживая рост опухоли до того, как она начнет представлять опасность. Если клетка способна делиться лишь ограниченное количество раз, после чего выдыхается, то ее деление в какой-то мере всегда находится под контролем, верно?

Да, но только до известной степени. Проблема в том, что рак – довольно подлый маленький злодей, у которого в его клеточных рукавах всегда припасена пара козырей. Одним из них является фермент под названием «теломераза». Как вы помните, предел Хейфлика связан с теломерами – когда они иссякают, клетка гибнет или теряет способность к делению. Что же делает теломераза? Она удлиняет эти расположенные на концах хромосом теломеры. В здоровых клетках теломераза обычно находится в неактивном состоянии, и теломеры продолжают укорачиваться. Раковым же клеткам порой удается активировать теломеразу так, чтобы теломеры восстанавливались гораздо быстрее. Когда это происходит, генетической информации теряется гораздо меньше, потому что заложенный в теломерах резерв никогда не кончается. Данные о сроке годности, запрограммированные в клетке, стираются, в результате чего она оказывается способна делиться без ограничений.

Таким образом, успех раковых клеток обычно связан именно с теломеразой. Более девяноста процентов клеток злокачественных опухолей человека используют теломеразу [160]. Именно так они и становятся опухолями – без теломеразы раковые клетки умерли бы после пятидесяти-шестидесяти делений. Научившись обходить предел Хейфлика с помощью теломеразы, раковые клетки начинают бесконтрольно делиться, приводя к тем ужасным последствиям, с которыми мы все так хорошо знакомы. В довершение всего, успешные раковые клетки – смерть которых нас интересует больше всего – нашли способ обходить и апоптоз – запрограммированную клеточную смерть. Они игнорируют призыв к суициду со стороны здоровых клеток, заметивших что-то неладное. С биологической точки зрения это делает раковые клетки «бессмертными» – они могут делиться сколько угодно.

В настоящее время ученые работают над созданием анализа для выявления повышенной активности теломеразы – такой анализ сильно помог бы врачам в поиске скрытых раковых клеток.

Другим исключением, на которое не распространяется предел Хейфлика, являются стволовые клетки [161], о которых в настоящий момент ведутся такие интенсивные споры. Стволовые клетки – это «неопределившиеся» клетки. Другими словами, они могут делиться, образуя различные типы клеток. В-лимфоциты, из которых состоят наши антитела – белки, синтезируемые лимфоцитами, – способны в процессе деления образовывать только такие же В-лимфоциты, а из клеток кожи могут получиться только клетки кожи и никакие другие. Из стволовых же клеток в процессе деления могут появляться различные типы клеток, а прародительницей всех стволовых клеток, разумеется, является та единственная клетка, с которой началось развитие каждого из нас. Очевидно, что зигота (клетка, получающаяся после объединения сперматозоида и яйцеклетки) должна быть способна производить все типы клеток, иначе мы так и оставались бы зиготами. Стволовые клетки не ограничены пределом Хейфлика – они также бессмертны за счет восстановления теломер с помощью теломеразы, точно так же, как это проделывают раковые клетки. Неудивительно, почему ученые видят в стволовых клетках такой огромный потенциал в лечении болезней и облегчении страданий – они способны превращаться во что угодно и никогда не выдыхаются.

Многие ученые полагают, что профилактика рака является главной причиной появления в ходе эволюции у клеток ограничения на количество делений. Конечно, у предела Хейфлика есть и своя обратная сторона – во всем приходится идти на компромисс – старение. Как только клетка достигнет предела, она оказывается не способна к дальнейшему делению, и все начинает рушиться.

* * *

Защита от рака и предел Хейфлика являются не единственными эволюционными объяснениями механизма старения. В первую очередь они никак не объясняют, почему у различных млекопитающих – даже родственных друг другу – настолько сильно отличаются продолжительности жизни.

Любопытно отметить, что у млекопитающих, за некоторыми исключениями, наблюдается тесная зависимость между размером и продолжительностью жизни. Чем животное больше, тем дольше оно живет.

Однако это вовсе не означает, что вам следует начинать активно набирать в весе – средняя продолжительность жизни того или иного вида зависит от естественного размера особей этого вида, а размер отдельных особей тут ни при чем.

Более продолжительная жизнь крупных млекопитающих частично связана с тем, что их организм более эффективно справляется с починкой ДНК. Но это объясняет, по крайней мере частично, за счет чего мы живем дольше [162], однако все равно непонятно, почему у крупных животных появился этот более эффективный механизм.

Согласно одной из теорий, существует обратная связь между продолжительностью жизни и количеством внешних угроз. Речь идет не просто о том, что риск быть съеденным уменьшает ожидаемую продолжительность жизни животного, хотя это так и есть. По сути, животные, подверженные повышенному риску быть съеденными, в ходе эволюции стали жить меньше, даже если их никто при этом и не съедает. Суть в следующем – когда тот или иной вид оказывается подвержен значительному количеству угроз со стороны хищников или окружающей среды, возникает эволюционное давление, подталкивающее к размножению в более раннем возрасте, в результате чего в процессе эволюции особи этого вида начинают быстрее достигать половой зрелости.

Любопытно, что более короткая продолжительность жизни означает более быструю смену поколений, что ускоряет процесс эволюции – а это очень важно для видов, подверженных угрозам со стороны окружающей среды. Это одна из тех причин, по которой у грызунов относительно быстро развивается сопротивляемость ядам.

Вместе с тем, эволюция не требует развития у этих видов механизмов исправления ошибок в ДНК, накапливаемых со временем, потому что большинство особей не доживают до возраста, когда эти ошибки начинают давать о себе знать. Вы бы не стали оплачивать расширенную гарантию на айпод, если бы собирались попользоваться им всего неделю. С другой стороны, виды, занимающие господствующее положение и способные продолжать размножаться большую часть своей жизни, получают преимущество от исправления накопленных в ДНК ошибок. Чем дольше живет особь, тем больше потомства она может оставить.

Я убежден, что запрограммированный процесс старения приносит эволюционное преимущество виду, а не отдельным его особям.

Если следовать этой линии мышления, процесс старения выступает в роли биологической версии «запланированного устаревания» [163]. Запланированное устаревание – это зачастую отрицаемое производителями явление, существование которого, однако, так и не было никогда опровергнуто, когда срок эксплуатации различных товаров – будь то стиральная машинка или автомобиль – намеренно сокращается, чтобы они как можно быстрее изнашивались. Такое явление способствует двум вещам – одну из них можно с натяжкой назвать заботой о потребителях, другая же явно связана с заботой производителей о росте собственных доходов. Во-первых, таким образом люди получают новые, улучшенные версии старой техники. Во-вторых, им приходится за них платить. Некоторые люди обвиняли «Эппл» в запланированном устаревании при разработке своих невероятно популярных айподов несколько лет назад – а именно, в выпуске их с аккумуляторами, которые выходили из строя спустя полтора года, не подлежа при этом замене, из-за чего покупатели были вынуждены покупать новые модели. Теперь «Эппл» развернула программу по замене аккумулятора, которая, по сути, сводится к замене айпода – после небольшой доплаты производители посылают новую модель плеера, эквивалентную вышедшей из строя.

Биологическое устаревание – то есть процесс старения – способствует достижению двух похожих целей. Во-первых, избавляясь от «устаревших» моделей, это устаревание расчищает место для новых, благодаря чему происходит эволюция. Во-вторых, процесс старения защищает популяцию, избавляясь от зараженных паразитами ее представителей, чтобы они не заразили ими следующие поколения. Усовершенствование же видов происходит за счет размножения.

* * *

Вероятность того, что процесс старения является генетически запрограммированным, открывает двери для разных волнующих возможностей. Ученые уже начали активно изучать потенциальную пользу отключения механизмов старения, а также включения их обратно. Если удастся научиться заглушать теломеразу – фермент, используемый раковыми клетками, чтобы добиться бессмертия, – то это может привести к созданию мощного оружия против рака.

За год до того, как исследователи связали вызываемое прогерией ускоренное старение с нормальным процессом старения, они же продемонстрировали, что повреждения, нанесенные клеткам прогерией, можно исправить. Ученые наложили «молекулярный пластырь» [164] на покалеченные прогерией клетки и избавились от дефектного ламина А. Спустя неделю более 90 % клеток, подвергнутых этой процедуре, выглядели нормальными. На сегодняшний день пока еще не научились лечить прогерию у людей, однако с каждым новым открытием ученые продвигаются в нужном направлении. Результаты этих исследований, конечно, не раскрыли нам секрет вечной молодости, но они определенно являются довольно любопытными.

Здоровые клетки человека запрограммированы на разрушение точно таким же способом, как это происходит у клеток, пораженных прогерией.

И ученым удалось обратить этот процесс разрушения вспять в лабораторных условиях. Как вы думаете, какие ключевые слова в последних двух предложениях?

Правильно. «Старение» и «обратить вспять». И к этому определенно стоит стремиться.

Кстати, насчет того, к чему стоит стремиться, – эта книга полностью посвящена жизни. Тому, как мы появились и почему наши организмы устроены именно так. И есть одно место, где все эти вопросы сходятся вместе – в величайшей эволюционной лаборатории – в утробе матери.

* * *

Поздравляю! У вас будет ребенок!

На протяжении следующих девяти месяцев миллионы лет взаимодействия с болезнями, паразитами, эпидемиями, ледниковыми периодами, солнечным светом и множеством других факторов внешней среды, создававших эволюционное давление – не говоря уже о любви, – сольются вместе в поразительно сложном хитросплетении генетической информации, клеточного деления, метильных маркеров и двух зародышевых линий, чтобы ваш малыш в конечном счете появился на свет.

Вместе со своим партнером вы стали участниками эволюционного танка, в ходе которого многолетняя генетическая история передается следующему поколению. Это удивительный, радостный и невероятно трогательный процесс. Так что вас следует простить за то, что, оказавшись в поликлинике или больнице, вы испытываете некоторое отвращение ко всему, что вас окружает, – люди пытаются победить болезнь или даже смерть, а вы хотите дать начало новой жизни.

В поликлинике вы смотрите на указатель, чтобы понять, куда вам идти, и видите такие названия, как:

КАРДИОЛОГИЯ

ЭНДОКРИНОЛОГИЯ

ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ

ОБЩАЯ ХИРУРГИЯ

Вы переводите глаза ниже и читаете:

ГЕМАТОЛОГИЯ

ИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИ

ИНТЕНСИВНАЯ ТЕРАПИЯ

ЛАБОРАТОРИЯ

Наконец вы находите то, что искали, – отделение акушерства и гинекологии – прямо между согревающими сердце нейрохирургией и психиатрией.

Если вас положили на сохранение, вам дадут больничную рубашку, поставят капельницу. Если вы когда-нибудь уже бывали в больнице по болезни – не из-за беременности, – то, наверное, вам все это покажется до боли знакомым. У вас будет ребенок – разве нельзя все было устроить так, чтобы все было немного веселее?

Разумеется, все эти больничные мероприятия существуют не просто так: по данным Организации Объединенных Наций, в 2000 году более полумиллиона беременных женщин умерло из-за осложнений, связанных с беременностью, – и лишь менее одного процента всех этих смертей пришлось на развитые страны. Так что можно не сомневаться – современная медицина помогла значительно снизить риск, связанный с родами. Вместе с тем современный подход ориентирован больше именно на противодействие болезням – к беременности относятся как к риску, который нужно свести к минимуму, а не как к эволюционному чуду, которому нужно помочь свершиться.

Пожалуй, беременность и роды можно сделать еще безопаснее и комфортнее, если задаться тем же самым вопросом, который мы задавали, рассматривая наше взаимодействие с болезнями. Почему в ходе эволюции беременность и роды у человека стали происходить именно так?

* * *

Рождение детей у человека – более рискованный, продолжительный и, судя по всему, явно более болезненный процесс, чем у наших двоюродных братьев и сестер по генетическому коду. По сути, все может быть сведено к двум характерным для человека признакам, выделяющим нас среди остальных животных, – большому мозгу и хождению на двух ногах. Когда дело касается родов, эти две черты приносят сплошные проблемы.

Изменения скелета, позволившие нам встать на две ноги, привели к изменению структуры человеческого таза – в отличие от таза других приматов, нашему приходится удерживать на себе вес всей верхней части нашего тела. Шимпанзе, правда, время от времени ходят на двух ногах, но только чтобы перенести еду или перейти вброд реку. Чтобы человек смог ходить на двух ногах, в ходе эволюции кости нашего таза должны были измениться – и тут, как это принято у эволюции, без компромисса не обошлось. Как говорит Венда Треватан – антрополог, большую часть своей карьеры изучающая эволюцию родов, – человеческий таз «перекручен» посередине: он достаточно широкий у «входа» в родовой канал, однако потом начинает сужаться, и на «выходе» получается довольно тесный для головки новорожденного проход.

Через миллионы лет после того, как мы встали на две ноги, в ходе эволюции начал увеличиваться наш мозг. Большому мозгу нужен большой череп. В конечном счете (спустя миллионы лет) человечество пришло к тому, что женщины с узким родовым каналом стали рожать детей с большим черепом [165]. К слову говоря, это одна из причин, по которой голова новорожденного младенца такая беззащитная – его череп состоит из отдельных пластин, соединенных между собой так называемыми фиброзными швами, благодаря чему он достаточно гибок для того, чтобы пройти через родовой канал. Пластинки начинают срастаться только после того, как ребенку исполняется годик-полтора, и окончательно срастаются уже ближе к совершеннолетию (гораздо позже, чем у шимпанзе).

Большому мозгу было бы очень сложно протиснуться через родовой канал, поэтому основная часть процесса развития мозга у людей протекает уже после рождения. У новорожденных обезьян размер мозга составляет шестьдесят пять процентов размера мозга взрослой особи. У новорожденных же человеческих детей он в целых четыре раза меньше, чем у взрослого, – это одна из причин, по которым младенцы такие беспомощные в первые три месяца после рождения – их мозг ускоренными темпами продолжает развиваться. Не зря многие врачи называют этот период четвертым триместром.

В довершение всего, родовой канал человека имеет неравномерную форму, и ребенку по мере прохождения через него приходится немного заниматься акробатикой.

Появляется малыш на свет из-за всех этих кувырканий головкой вперед, что еще больше усложняет человеческие роды.

Шимпанзе и мартышки рождаются ногами вперед, потому что иначе ребенок мог бы получить травму. Рожающая обезьяна, сев на корточки, может вытянуть руки, взять ребенка за голову со стороны шеи и помочь ему окончательно выбраться наружу. У людей же рожающая мать не может этого сделать (даже если сядет на корточки), потому что ребенок появляется лицом вперед – если она попытается помочь ему, то это может привести к серьезной травме шеи или позвоночника. Треватан полагает, что такая «тройная угроза» – большой мозг, таз, предназначенный для ходьбы на двух ногах, и рождение детей лицом вперед – привела к появлению практически повсеместной традиции у людей помогать друг другу с родами. Все остальные приматы, как правило, рожают в одиночестве.

Если немного задуматься об этом, то в свете всего, что нам известно про эволюционное давление, это несколько сбивает с толку. С какой стати эволюции выбирать изменения, которые делают процесс размножения более опасным? Что ж, причина может быть только одна – эти адаптационные изменения должны были повысить вероятность выживаемости настолько, что это перевесило повышенный риск, связанный с размножением. Так, например, если полученная адаптация удвоила количество детей, достигших половой зрелости, то она определенно будет стоить риска того, что небольшой процент из них не перенесет роды.

Очевидно, что большой мозг является серьезным преимуществом. Но что насчет хождения на двух ногах? Почему наша эволюция пошла в этом направлении? Почему мы не ходим в магазин на четвереньках и не прыгаем по веткам, направляясь в библиотеку?

По какой-то причине эволюция наших предков отклонилась от эволюции предков современных шимпанзе или других приматов. Какой бы ни была эта причина, она определенно спровоцировала целую эволюционную лавину, в которой за одним адаптационным изменением следовали другие. Как ловко подметила писатель Элейн Морган (о которой мы еще вскоре поговорим): «Наши предки вступили в плиоцен [геологическая эпоха, начавшаяся пять миллионов и закончившаяся два миллиона лет назад] волосатыми четвероногими животными, лишенными дара речи, а по завершении его стали безволосыми прямоходящими существами, активно обсуждающими, какие бананы кому больше нравятся» [166]. И это далеко не все. Мы также стали толще, обзавелись выступающими носами с направленными вниз ноздрями, а наше обоняние значительно утратило свою силу.

Так что же произошло?

* * *

Общепризнанным объяснением нашего перехода к хождению на двух ногах является так называемая «гипотеза саванны».

Согласно этой гипотезе, наши предки покинули темные африканские леса и отправились на широкие, заросшие травой равнины, возможно, из-за того, что изменение климата повлекло за собой серьезнейшие изменения окружающей среды. В лесу еда была в изобилии – повсюду были фрукты, орехи и листья. В саванне же, как гласит теория, все было гораздо сложнее, и нашим предкам нужно было придумать новые способы добычи пищи. Мужчины начали отважно охотиться за мясом пасущихся стадами животных. Совокупность этих новых обстоятельств – потребность разглядывать горизонт на предмет пищи и хищников, потребность преодолевать длинные расстояния, разделяющие источники воды и пищи – привела живущих в саванне гоминид к необходимости встать на две ноги. Другие адаптационные изменения были похожим образом связаны с изменившимися условиями окружающей среды – охота требовала орудий и слаженного взаимодействия, а лучше всего это давалось тем, кто был умнее, в результате чего они выживали дольше и оставляли после себя больше потомства. Таким образом, эволюция пошла в сторону увеличения размера мозга. В саванне было жарко, и все эти храбрые мужчины, охотившиеся на животных, перегревались, вследствие чего было «решено» избавится от волосяного покрова.

Во всяком случае, такого мнения придерживается большинство ученых.

Но Элейн Морган никогда не шла за толпой, и общепринятое мнение ее не убедило. Морган – плодотворная писательница из Уэльса – впервые заинтересовалась темой эволюции более тридцати лет назад. Книги, описывавшие гипотезу саванны, сразу же вызвали у нее скептическую реакцию. Так, например, она никак не могла понять, с какой стати эволюция – которая так озабочена вопросом размножения – стала бы руководствоваться исключительно потребностями мужских особей. «Слишком много внимания уделялось самцам, – вспоминает Морган свое впечатление. – Утверждалось, что ключевой была эволюция мужчины-охотника. Тогда я начала думать, что они все ошибаются». Разве женщины и дети не должны были оказывать на эволюцию как минимум такое же влияние?

Если вам нужен краткий ответ, то да. Без сомнения, должны.

* * *

К тому времени, как Морган стала ставить под сомнение гипотезу саванны, она уже прочно укоренилась в научном сообществе. И как это обычно происходит со всеми хорошо укоренившимися гипотезами, тех, кто пытается их опровергнуть, обычно либо игнорируют, либо высмеивают. Однако это не могло остановить неугомонную Элейн Морган. Уверенная, что такой взгляд на эволюцию был полной бессмыслицей, она задалась целью написать книгу, в которой бы были описаны все недочеты этой теории. Морган вовсе не собиралась претендовать на создание научного трактата. Элейн решила атаковать гипотезу саванны самым мощным оружием против снобов – здравым смыслом.

Книга «Происхождение женщины» была опубликована в 1972 году, и в ней Элейн резко раскритиковала идею о том, что поведение мужских особей было движущей силой эволюции. Человек начал ходить на двух ногах, чтобы преодолевать дистанции между источниками воды и пищи быстрее, чем на четырех? Ага, скажите об этом гепарду. Даже некоторые из самых медленных четвероногих запросто нас обойдут в беге наперегонки. Мы потеряли волосы, потому что мужским особям было слишком жарко охотиться на антилоп? Тогда почему у женщин волос еще меньше, чем у мужчин? И что насчет всех остальных безволосых животных, что бегают по саванне? Ах да, таких же больше нет. Все млекопитающие, лишенные волосяного покрова, живут в воде или, по крайней мере, любят поваляться в грязи – вспомните про бегемотов, слонов и африканского бородавочника. Приматы же все покрыты волосами. Занимаясь исследованиями для написания своей книги, Морган наткнулась на работы морского биолога по имени Элистер Харди. В 1960 году Харди предложил другую гипотезу, объясняющую то, почему наши эволюционные пути с другими приматами разошлись. Он предположил, что группа привыкших жить в лесу обезьян по какой-то причине оказалась изолированной на большом острове в районе современной Эфиопии и приспособилась к жизни в воде – они постоянно переходили и заходили в воду, плавали в ней и добывали в заводях пищу. Впервые эта идея пришла к Харди тридцатью годами ранее, когда он читал книгу профессора Вуда Джонса под названием «Место человека среди млекопитающих», в которой он задался вопросом о том, почему люди являются единственными сухопутными млекопитающими с подкожным жиром. Схватите свою кошку или собаку за бок, и ничего, кроме кожи, вы в руке не почувствуете. Харди был морским биологом и тут же установил прямую связь с морскими млекопитающими – такими как бегемоты, морские котики и киты, – для которых был характерен толстый слой подкожного жира. Он понял, что может быть только одна причина, по которой люди являются носителем признака, помимо них характерного только для водных или полуводных млекопитающих, – раньше мы проводили в воде гораздо больше времени, чем теперь.

Такие вот морские обезьяны.

Никто не воспринял теорию Харди всерьез даже настолько, чтобы ее оспорить. До тех пор, пока на горизонте не появилась Элейн Морган, которая отнеслась к ней достаточно серьезно, чтобы посвятить ей целых пять книг – пока что пять.

Морган решила взяться за дело серьезно. Вот в чем заключается суть акватической гипотезы, как ее теперь стали называть. На протяжении длительного периода времени наши предки проводили время в воде и рядом с ней. Они ловили рыбу и научились подолгу задерживать дыхание, чтобы нырять в поисках пищи. Способность выживать и на земле дала им в два раза больше возможностей избегать хищников, чем их сухопутным двоюродным братьям, – убегая от леопарда, полуводная обезьяна могла нырнуть в воду, а удирая от крокодила – скрыться в лесу. Обезьяны, проводившие много времени в воде, в ходе эволюции неизбежно встали на две ноги – это позволяло им дальше заходить в водоемы, продолжая при этом дышать, а вода обеспечивала дополнительную поддержку для тела, благодаря чему стоять прямо было проще.

Акватическая теория объясняет, почему мы, подобно другим морским млекопитающим, потеряли волосяной покров – чтобы наше тело было более обтекаемым, сопротивление воды стало меньше.

Она также объясняет выступающий нос и направленные вниз ноздри – это позволяло нам нырять. Единственным приматом с выступающим носом, помимо нас (разумеется, из тех, что нам известны), является обезьяна-носач – которая сама далеко от воды не отходит, любит бродить в ней на двух ногах и даже ныряет.

Наконец, акватическая теория может даже объяснить наличие у нас подкожного жира. Подобно другим морским млекопитающим, таким как дельфины и тюлени, он позволяет нам тратить меньше энергии, поддерживая себя на плаву. Человеческие дети также рождаются с гораздо бо́льшим количеством жира, чем детеныши шимпанзе иди макак. Так как этот жир становится дополнительной нагрузкой для матери, он должен был явно появиться по какой-то веской причине. Большинство ученых сходятся во мнении, что подкожный жир нужен для поддержания ребенка в тепле. (Помните про бурый жир? Тот самый генерирующий тепло жир, который обычно встречается только у человеческих новорожденных детей.) Элейн Морган убеждена, что этот жир не только помогает поддерживать младенцев в тепле, но также и удерживает их на плаву. Жир менее плотный, чем мышцы, поэтому чем больше жира, тем сложнее человеку утонуть.

Спорам относительно акватической теории не видно конца и края. Большинство антропологов определенно по-прежнему придерживаются гипотезы саванны. Если случается, что кто-то заводит разговор про живущих в воде предков людей, то без эмоций не обходится. За этими диаметрально противоположными мнениями ученые упустили из виду самое главное – а именно то, что гипотеза о полуводных обезьянах выдерживает любую критику. Речь вовсе не идет о том, что предок человека большую часть времени жил под водой и только время от времени выныривал на поверхность, чтобы вдохнуть воздух, подобно киту. Британский программист Алджис Кулиукас прочитал труды Морган после того, как его жена решилась на водные роды. Он был поражен, узнав, что многие ученые, ополчившиеся против теории Морган, открыто признавали вероятность того, что предки человека проводили время в воде и что это могло оказать свое влияние на эволюцию. Если они это признавали, то из-за чего тогда возникал весь этот сыр-бор?

Кулиукас понял, что немалая часть разногласий относительно этой теории была связана с недопониманием того, что вообще в ней имелось в виду. Он написал: «[До некоторых критиков] … так и не дошло, о чем была эта теория. Они думают, что поняли ее – но это не так. Они думают, будто она предполагает, что в какой-то момент люди были чуть ли не «русалками», и в связи с этим отвергают ее как полный абсурд» [167].

Тогда Кулиукас решил попробовать внести немного ясности в этот спор, предложив простыми словами резюмировать акватическую гипотезу: «Вода сыграла в эволюции человека большую роль, чем в эволюции наших двоюродных братьев – обезьян. Таким образом, многие из основных физических различий между людьми и обезьянами лучше всего объясняются адаптацией к передвижению (т. е. переходить вброд, плавать и/или нырять) по водной среде и поиску в ней пищи».

В такой формулировке акватическая гипотеза звучит довольно правдоподобно и очень смахивает на общепринятую научным сообществом теорию, не так ли?

* * *

Давайте представим, что Элистер, Элейн и Алджис были правы в том, что некоторые наши предки много времени проводили в воде и рядом с ней, и это весьма существенно отразилось на ходе нашей эволюции. Предположим, что именно в этой среде мы впервые научились стоять на двух ногах. Это, в свою очередь, привело к изменению костей нашего таза и «перекручиванию» родового канала, что осложнило процесс принятия родов. Получается, что впервые роды на двух ногах произошли у полуводной обезьяны, обитающей рядом с водой.

Однако это по-прежнему не объясняет отсутствие эволюционного давления против хождения на двух ногах и сопутствующий риск, вызванный изменением формы костей таза. Может ли быть, что вода каким-то образом помогала упростить этот процесс? Если бы вода облегчала роды, то в ходе эволюции действительно было бы отдано предпочтение всем тем преимуществам, что эти водные обезьяны получили, встав на две ноги.

Если вода облегчала роды водным обезьянам с узким выходом родового канала, то, может быть, людям тоже было бы проще рожать в воде?

* * *

Согласно преданию, первые водные роды под присмотром врачей были проведены в начале восемнадцатого века во Франции. Акушеры тщетно пытались помочь родить женщине, у которой вот уже двое суток не прекращались схватки, пока кто-то не предположил, что теплая вода может помочь роженице расслабиться. Рассказывается, что ребенок родился вскоре после того, как женщина была помещена в ванну с водой.

Русского исследователя Игоря Чарковского часто называют отцом современных водных родов. В шестидесятых годах он разработал специальный резервуар для водных родов, однако на Западе их популярность начала нарастать лишь в восьмидесятых годах. Медицинское сообщество негативно отнеслось к этому новому веянию. В медицинских журналах и массовых печатных изданиях врачи говорили о том, что водные роды опасны, сопряжены с неприемлемым риском инфекционного заражения и утопления. Лишь в 1999 году, когда Рут Гилберт и Пэт Туки из Института здоровья детей в Лондоне опубликовали серьезное исследование, продемонстрировавшее, что водные роды как минимум такие же безопасные, как роды обычным способом, было продемонстрировано, что все эти мрачные предсказания совершенно необоснованны [168].

Другое исследование, опубликованное в 2005 году в Италии, подтвердило безопасность водных родов, а также продемонстрировало их поразительные плюсы. Итальянские исследователи сравнили данные о 1600 водных родах, проведенных за восемь лет в одном медицинском учреждении, со статистикой обычных родов, проведенных в этом же месте за этот же период времени [168].

В первую очередь водные роды не были связаны с повышенным риском инфекции ни у матери, ни у ребенка. Оказалось, что рожденные в воде дети оказались в меньшей степени подвержены аспирационной пневмонии. Новорожденные делают свой первый вдох только тогда, когда почувствуют лицом воздух. Когда они под водой, нырятельный рефлекс, характерный для всех млекопитающих, заставляет их задержать дыхание.

Любопытно, что внутри утробы плод тоже совершает «дыхательные» движения, но тем самым он лишь втягивает в себя околоплодные воды, играющие решающую роль в развитии легких.

Когда детей рожают обычным способом, иногда вместе с воздухом они вдыхают фекальные массы и другой биологический материал, способный привести к инфекции легких – аспирационной пневмонии. Дети же, рождаемые под водой, избавлены от этого риска – пока они не вынырнут из-под воды, они продолжат «дышать» через пуповину, так что нет никакого риска вдыхания воды, а у акушеров предостаточно времени, чтобы очистить ребенку лицо, пока он находится под водой, перед тем, как достать его оттуда для первого вдоха.

Исследования открыли и многие другие преимущества водных родов. У впервые рожающих женщин в воде первая стадия родов оказывается гораздо короче. Возможно, вода успокаивает разум или расслабляет мышцы, либо оказывает какой-то другой эффект – как бы то ни было, она однозначно ускоряет процесс родов. Рожающие в воде женщины также чрезвычайно редко испытывают потребность в эпизиотомии [169] – хирургическом рассечении промежности во избежание произвольных разрывов при сложных родах. Чаще всего необходимость в этом попросту отпадает – вода делает мягкие ткани более эластичными.

Самое, пожалуй, удивительное то, что большинство рожающих в воде женщин не нуждаются в обезболивании.

Только пять процентов женщин, начавших рожать в воде, просят об эпидуральной анестезии, в то время как при родах традиционным способом их число достигает шестидесяти шести процентов.

То, как ведет себя новорожденный ребенок человека в воде, заставляет еще больше поверить в правильность акватической гипотезы. Исследователь детского развития Миртл Макгроу задокументировала эти удивительные способности еще в 1939 году – очень маленькие дети не только рефлекторно задерживают дыхание, но также совершают ритмичные движения руками и ногами, за счет чего перемещаются в воде [170]. Доктор Макгроу обнаружила, что подобное поведение в воде является инстинктивным и пропадает, когда ребенку исполняется где-то четыре месяца и его движения становятся более осознанными.

Плавательный рефлекс было бы довольно странно обнаружить у животного, в ходе эволюции развившегося почти до более-менее похожего на современного человека на жарких сухих равнинах африканской саванны. Особенно если учесть, что это животное при рождении довольно беспомощное и у него практически отсутствуют другие виды инстинктивного поведения, помимо еды, сна и дыхания.

И плача. Про плач тоже нельзя забывать. Конечно, если у вас родился ребенок, вы точно не забудете.

* * *

Пройдет несколько лет, и вместо плаксы вы получите почемучку. Почему я должен идти спать? Почему тебе нужно идти на работу? Почему я не могу есть конфеты на завтрак? Почему у меня болит живот? Почему?..

Скажите своему ребенку, чтобы он не переставал задаваться вопросами. В конце концов, именно этому и посвящена данная книга. Вопросам. Особенно двум из них, которые повторяются здесь снова и снова. Первый, и самый главный, – это «Почему?».

Почему так много европейцев наследуют заболевание, из-за которого их внутренние органы забиваются железом?

Почему большинство людей с диабетом первого типа родом из Северной Европы?

Почему малярии выгодно, чтобы мы валялись в постели, в то время как простуда не прочь, чтобы мы вышли на работу?

Почему такая огромная часть нашей ДНК, казалось бы, ни за что не отвечает?

Второй вопрос, разумеется: «Как мы можем воспользоваться всей этой информацией?»

Как мы можем воспользоваться идеей о том, что гемохроматоз защищал людей от чумы?

Как мы можем воспользоваться тем, что диабет, возможно, стал адаптацией к последнему ледниковому периоду?

Что нам дает осознание того, что малярия хочет, чтобы мы были прикованы к кровати, а простуде нужно, чтобы мы были на ногах, так как это способствует распространению каждой из этих болезней?

И что дает нам то, что часть нашего генетического кода, вероятно, досталась нам от вирусов, а иногда гены прыгают по нашему геному?

Да так.

Всего лишь придумать новые способы борьбы с инфекциями за счет ограничения доступа бактерий к железу и обеспечивать более качественный медицинский уход людям, чей дефицит железа на самом деле является естественной защитой организма от инфекций.

Всего лишь открыть новые волнующие области для исследования благодаря изучению животных, таких как древесная лягушка, способных с помощью сахара переживать сильные морозы.

Всего лишь обратиться на поиски способов направить эволюцию возбудителей инфекции в сторону снижения вирулентности – вместо того, чтобы вести с ними войну антибиотиками, которую мы никогда не сможем выиграть.

Всего лишь… как знать?

Ясно одно – если мы перестанем задавать вопросы, то никогда ничего не узнаем.

Заключение

Надеюсь, что после прочтения этой книги у вас сложилось понимание трех вещей. Во-первых, того, что жизнь находится в постоянном творческом поиске. Эволюция не окончена – она окружает нас повсюду, меняя нас и наше окружение. Во-вторых, того, что ничто в нашем мире не существует само по себе. Мы все – люди и животные, растения и бактерии, и все остальное – эволюционируем вместе. Наконец, в-третьих, наши взаимоотношения с болезнями зачастую оказываются гораздо сложнее, чем мы могли себе это представить раньше.

Жизнь, в конце концов, – это хитроумный дар. Практически невероятное переплетение биологии, химии, электричества и дизайна, которые объединяются в одно удивительное целое, гораздо превосходящее сумму всех своих составляющих. Вселенная сама по себе стремится к хаосу, поэтому еще более удивительно то, что мы вообще живем – да еще так долго и так хорошо, как живут многие из нас. И именно поэтому, вместо того чтобы принимать свое здоровье как должное, нам следует ценить его и относиться к нему с заслуженным им благоговением.

Стоит только сделать этот мысленный шаг – стоит только задуматься о том, каким удивительным даром являются наша жизнь и наше здоровье с учетом стремления вселенной к полному беспорядку, – как тут же в корне меняется восприятие и возникает глубочайшее уважение к безумной красоте и сложному устройству жизни на Земле. Жизни, которая создавалась и пересоздавалась снова и снова на протяжении миллиардов лет проб и тяжкого труда. Что-то настолько замысловатое и требующее большого количества времени неизбежно должно делаться из любви.

Чем больше мы узнаем о невероятно сложном, безмерно разнообразном и вместе с тем простом происхождении и развитии жизни на Земле, тем больше она становится похожа на чудо, которое по-прежнему продолжает открываться перед нами.

Чудо эволюции!

Благодарности

Я бесконечно признателен колледжу Массей Торонтского университета за оказанную мне поддержку в предоставлении творческого отпуска и возможность погрузиться в междисциплинарную среду, в которой многие из представленных в этой книге идей были сформированы и выношены. Я благодарен Джону Фрейзеру и Джону Нири за то, что сделали возможной и такой приятной мою исследовательскую деятельность в Массей. Я не могу не поблагодарить всех замечательных людей из Школы медицины Маунт-Синай в Нью-Йорке, которые вышли за рамки своих служебных обязанностей, сделав так, чтобы мне хватило времени закончить написание этой книги. Огромное спасибо моим преданным помощникам по научной деятельности, потрясающему дуэту Ричарда Вервера и Эшли Зодерер, которые безустанно проверяли достоверность различных фактов. Я благодарен всем ученым, с которыми мне когда-либо довелось сотрудничать за годы моей научной работы, а также всем исследователям и вспомогательному персоналу, которые были до меня и без которых мне попросту не о чем было бы писать. Судьба наградила меня потрясающими наставниками, в частности моими дорогими друзьями Мэри Пирси, Гард Отис, Катерин Эллиот и Дэниэлем Перлом. Я признателен Клэр Уэтчел из «Харпер Коллинз» не только за ее дружбу и искренность, но и за тщательное редактирование этой книги, которую она нянчила, словно своего ребенка. Майкл Моррисон, Дэвид Рот, Линн Грэди и Лиза Галлахер с самого начала поверили в этот проект, а Ди Ди Дебарльто потрясающе справился с тем, чтобы мир узнал об этой книге. Спасибо Ким Льюис за ее незаменимое участие в процессе подготовки этой книги к печати, а также Лоретте Чарльтон, которая не раз меня выручала. Я благодарен своему литературному агенту, Дориан Карчмар из агентства «Уильям Моррис», за безустанную поддержку этого проекта от начала и до самого конца, а также за придуманное им название книги. Спасибо Трейси Фишер и Рафаелле Де Анджелис из «Уильям Моррис» (Лондон) за то, что моя книга стала известна и в других уголках земного шара, а также Энди МакГилону, позаботившемуся об авторских правах. Спасибо всем сотрудникам «Уильям Морроу» – ваши труды не остались незамеченными. Наконец, я не могу не поблагодарить Джонатана Принца, чьи вдохновляющие труды оказали неоценимую помощь в создании этого проекта.

Примечания

Научный фундамент этой книги был построен в основном на моих исследованиях и работе моих соавторов. Я также свободно использовал труды других ученых, в том числе неопубликованные исследования и личные интервью. Надеюсь, что приведенные ниже примечания максимально подробно объяснят вам мои источники, а также послужат для вас отправной точкой для дальнейшего самостоятельного поиска информации по обсуждаемым темам.

Вступление

1. Энн Макэлрой: «Будучи подростком, Шарон Моалем подозревал, что Альцгеймер его дедушки был связан с отложениями железа у него в мозге. Годы спустя ему удалось это доказать».

«Globe and Mail», 31 января, 2004.

2. В рамках скринигового обследования на гемохроматоз, о котором говорится во вступлении, проводятся следующие анализы крови: на общую железосвязывающую способность сыворотки (ОЖСС), сывороточное железо, уровень ферритина и насыщение трансферрина. Кроме того, доступны коммерческие генетические тесты (они бывают крайне дорогими) на наличие отвечающих за гемохроматоз мутаций, однако я бы не стал рекомендовать их проведение, пока не будут приняты надежные законодательные меры по защите людей от генетической дискриминации (ну т. е. как в «Гаттаке»).

3. E. R. Stiehm. 2006. Disease versus disease: how one disease may ameliorate another. Pediatrics 117(1):184–191;

Randolph M. Nesse and George C. Williams, “Evolution and the Origins of Disease,” Scientific American, ноябрь 1998;

R. M. Nesse. 2001. On the difficulty of defining disease: a Darwinian perspective. Med Health Care Philos 4(1):37–46;

E. E. Harris and A. A. Malyango. 2005. Evolutionary explanations in medical and health profession courses: are you answering your students’ “why” questions? BMC Med Educ. 5(1):16.

4. S. R. Gill, M. Pop, R. T. Deboy, etal. 2006. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science 312(5778):1355–1359.

5. См. стр. 183-198 в Lenny Moss, What Genes Can’t Do (Cambridge, MA: MIT Press, 2003);

Стр. 8-47 в Michael Morange, The Misunderstood Gene (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2001);

H. Pearson. 2006. Genetics: what is a gene? Nature 441(7092):398–401.

Глава 1. Железная хватка

6. Kathleen Johnston Jarboe, “Baltimore Business Executive Runs for His Life and Lives of Others,” The Daily Record, 22 апреля, 2005

В качестве хорошей книги по гемохроматозу рекомендую:

C. D. Garrison, Iron Disorders Institute, The Iron Disorders Institute Guide to Hemochromatosis (Nashville,TN: Cumberland House, 2001)

Интервью с Араном вы сможете посмотреть по адресу www.irondisorders.org

7. F. M. Morel and N. M. Price. 2003. The biogeochemical cycles of trace metals in the oceans. Science 300(5621):944–947;

D. J. Erickson III and J. L. Hernandez. 2003. Atmospheric iron delivery and surface ocean biological activity in the Southern Ocean and Patagonian region. GeoPhys Res Lett30(12):1609–1612;

J. H. Martin, K. H. Coale, K. S. Johnson, et al. 2002.Testing the iron hypothesis in ecosystems of the equatorial Pacifi c Ocean. Nature 371:123–129;

Richard Monastersky, “Iron versus the Greenhouse,” Science News,30 сентября 1995; Charles Graeber, “Dumping Iron,” Wired, ноябрь 2000.

8. E. D. Weinberg and C. D. Garrison, Exposing the Hidden Dangers of Iron: What Every Medical Professional Should Know about the Impact of Iron on the Disease Process (Nashville, TN: Cumberland House, 2004).

9. N. E. Cantor, In the Wake of the Plague: The Black Death and the World It Made (New York: Perennial/HarperCollins, 2002); J. Kelly, The Great Mortality: An Intimate History of the Black Death, the Most Devastating Plague of All Time (New York: HarperCollins, 2005).

10. Gabriele de’Mussi, Istoria de morbo siue mortalitate que fuit de 1348, Стр. 76 в: G. Deaux, The Black Death, 1347 (New York: Weybright and Talley, 1969).

Больше про чуму в качестве литературного мотива читайте по адресу www.brown.edu/Departments/

11. Интригующий рассказ про возможную взаимосвязь между соблюдением евреями Песах и профилактикой чумы читайте в: M. J. Blaser. 1998. Passover and plague. PerspectBiolMed 41(2):243–256

12. Angelo di Tura, Seina Chronicle, 1354, Стр. 13-14 в: W. M. Bowsky,The Black Death: A Turning Point in History (New York: Holt, 1971).

13. Во время самых последних вспышек чумы мужчины и женщины, судя по всему, пострадали в одинаковой мере. Возможно, это связано с тем, что наша диета стала более богатой железом в связи с обогащением этим минералом злаков и технологически обработанных продуктов питания.

См.: S. R. Ell. 1985. Iron in two seventeenth-century plague epidemics. JInterdiscipHist 15(3):445–457. Здесь подробней описана эпидемиология бубонной чумы, а также свидетельства того, что молодые мужчины подвержены ей в большей степени.

14. Потрясающую статью Грэхэма Твигга, в которой приведена карта Лондона с отдельными округами времен эпидемии чумы, вы можете найти по ссылке www.history.ac.uk/cmh/epitwig.html. Изначально статья была опубликована как: Plague in London: Spatial and Temporal Aspects of Mortality, in Epidemic Disease in London, ed. J. A. I. Champion, Centre for Metropolitan History Working Papers Series, No. 1 (1993).

15. Оригинальная статья, в которой описывалась предполагаемая взаимосвязь между гемохроматозом и чумой:

S. Moalem, M. E. Percy,T. P. Kruck, and R. R. Gelbart. 2002. Epidemic pathogenic selection: an explanation for hereditary hemochromatosis? MedHypotheses 59(3):325–329.

Более подробную информацию о важной роли железа в развитии бактериальных инфекций читайте в:

S. Moalem, E. D. Weinberg, and M. E. Percy. 2004. Hemochromatosis and the enigma of misplaced iron: implications for infectious disease and survival. Biometals 17(2):135–139.

16. Исследователям еще только предстоит найти реальную оборонительную способность макрофагов людей с гемохроматозом. Тем временем в ходе одного недавно проведенного исследования было продемонстрировано, что возбудителю туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis) гораздо сложнее добывать железо из клеток людей, больных гемохроматозом. Так как инвазивность большинства патогенных бактерий (таких как Yersinia pestis, которая как считается возбудителем бубонной чумы) и грибков во многом зависит от доступности железа, считается, что мутации, ответственные за развитие гемохроматоза, могли именно по этой причине получить столь широкое распространение в Западной Европе. Ниже приведены источники, в которых описывались упомянутые эксперименты:

O. Olakanmi, L.S. Schlesinger, andB. E. Britigan. 2006. Hereditary hemochromatosis results in decreased iron acquisition and growth by Mycobacterium tuberculosis with human macrophages. JLeokocBiol (Электронная публикация 12 октября 2006, до выхода в печать);

O. Olakanmi, L. S. Schlesinger, A. Ahmed, and B. E. Britigan. 2002. Intraphagosomal Mycobacterium tuberculosis acquires iron from both extracellular transferrin and intracellular iron pools: impact of interferon- gamma and hemochromatosis. J Biol Chem 277(51):49727–49734.

Не стоит полагать, однако, что больные гемохроматозом люди полностью неуязвимы перед инфекционными возбудителями. Существует как минимум один организм, способный сильно навредить людям с переизбытком в организме железа, – Vibrio vulnificus. Этот организм обитает главным образом в морепродуктах и морской воде, а благодаря его уникальному механизму получения железа больные гемохроматозом оказываются крайне подверженными заражению. Подробнее про Vibrio vulnificus читайте в:

J. J. Bullen, P. B. Spalding, C. G. Ward, and J. M. Gutteridge. 1991. Hemochromatosis, iron and septicemia caused by Vibrio vulnificus. ArchInternMed 151(8):1606–1609;

17. Более подробную информацию про дебаты, касающиеся происхождения гемохроматоза, читайте в:

N. Milman and P. Pedersen. 2003. Evidence that the Cys282Tyr mutation of the HFE gene originated from a population in Southern Scandinavia and spread with the Vikings. Clin Genet 64(1):36–47;

A. Pietrangelo. 2004. Hereditary hemochromatosis – a new look at an old disease. N Engl J Med 350(23):2383–2397;

G. Lucotte and F. Dieterlen. 2003. A Europeanallele map of the C282Y mutation of hemochromatosis: Celtic versus Viking origin of the mutation? BloodCellsMolDis 31(2):262–267.

18. Интересную информацию про научное обоснование пользы древней практики кровопускания читайте в шестой главе “A Bloody Good Remedy” книги:

R. S. Root- Bernstein and M. Root-Bernstein, Honey, Mud, Maggots, and Other Medical Marvels: The Science behind Folk Remedies and Old Wives’ Tales (Boston: Houghton Miffin, 1997);

Также читайте:

R. J. Weinberg, S. R. Ell, and E. D. Weinberg. 1986. Blood-letting, iron homeostasis, and human health. MedHypotheses 21(4):441–443;

Подробней про историю кровопускания читайте:

G. R. Seigworth, 1980. Bloodletting over the centuries. N Y State J Med 80(13):2022–2028.

Чтобы больше узнать про кровопускание и снятие жара, см.:

N. W. Kasting, 1990. A rationale for centuries of therapeutic bloodletting: antipyretic therapy for febrile diseases. Perspect Biol Med 33(4):509–516.

19. M. J. Murray, A. B. Murray, M. B. Murray, and C. J. Murray. 1978. The adverse effect of iron repletion on the course ofcertain infections. Br Med J2(6145):1113–1115;

R. J. Cantwell. 1972. Iron deficiency anemia of infancy: some clinical principles illustrated by the response of Maori infants to neonatal parenteral iron administration. Clin Pediatr (Phila) 11(8):443–449;

S. S. Arnon, K. Damus, B. Thompson, et al. 1982. Protective role of human milk against sudden death from infant botulism. J Pediatr 100(4):568–573.

Глава 2: Сахара ложка поможет с температурой немножко

20. Самую актуальную информацию о распространенности диабета ищите на сайте Всемирной организации здравоохранения www.who.int.

21. Исторический обзор древних практик, а также взглядов китайской медицины читайте в:

J. Veith and Ti Huang, The Yellow Emperor’s Classic of Internal Medicine (Berkeley: University of California Press, 1966);

Актуальный обзор применения практик древней китайской медицины в современном мире читайте в:

V. Scheid, Chinese Medicine in Contemporary China: Plurality and Synthesis (Durham, NC: Duke University Press, 2002).

22. Более подробную информацию про индейцев Пима на юго-западе США читайте по ссылке: diabetes.niddk.nih.gov/dm/pubs/pima/obesity/obesity.htm.

Про состояние здоровья индейцев Пима читайте:

G. P. Nabhan, Why Some Like It Hot: Food, Genes, and Cultural Diversity (Washington, DC: Island Press/Shearwater Books, 2004).

23. Две объемные книги на эту тему:

B. M. Fagan, The Little Ice Age: How Climate Made History, 1300–1850 (New York: Basic Books, 2000);

T. F. Flannery, The Weather Makers: How Man Is Changing the Climate and What It Means for Life on Earth (New York: Atlantic Monthly Press, 2005).

24. S. Bondevik, J. Mangerud, H. H. Birks, et al. 2006. Changes in North Atlantic radiocarbon reservoir ages during the Allerod and Younger Dryas. Science 312(5779):1514–1517;

National Research Council (U.S.), Committee on Abrupt Climate Change, Abrupt Climate Change: Inevitable Surprises (Washington, DC: National Academies Press, 2002);

L. Tarasov and W. R. Peltier. 2005. Arctic freshwater forcing of the Younger Dryas cold reversal. Nature 435(7042):662–665;

T. Correge, M. K. Gagan, J. W. Beck, et al. 2004. Interdecadal variation in the extent of South Pacific tropical waters during the Younger Dryas event. Nature 428(6986):927–929;

C. Singer, J. Shulmeister, and B. McLea. 1998. Evidence against a significant Younger Dryas cooling event in New Zealand. Science 281(5378):812–814; Richard B. Alley, “Abrupt Climate Change,” Scientific American, ноябрь 2004.

25. S. R. Weart, The Discovery of Global Warming (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2003).

О последствиях нарушения атлантических течений читайте:

Fred Pearce, “Faltering Currents Trigger Freeze Fear,” New Scientist, 3 декабря 2005.

26. R. B. Alley, The Two-Mile Time Machine: Ice Cores, Abrupt Climate Change, and Our Future (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2000).

27. C. Gamble, W. Davies, P. Pettitt, and M. Richards. 2004. Climate change and evolving human diversity in Europe during the last glacial. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 359(1442):243–253; discussion 253–254.

28. Tom Verducci, “New Details Fuel Controversy Surrounding Williams’ Remains,” Sports Illustrated, 12 августа 2003.

Если вы хотите вступить в клуб «Спасем Теда Уильямса», пройдите по ссылке www.saveted.net.

29. Если вам интересны последние новости про разработки компании «Алькор», посетите ее официальный сайт: www.alcor.org

30. В следующих научных статьях подробно рассказывается про магию бурого жира и его удивительную сопротивляемость холоду:

B. Cannon and J. Nedergaard. 2004. Brown adipose tissue: function and physiological significance Physiol Rev 84(1):277–359;

A. L. Vallerand, J. Zamecnik, and I. Jacobs. 1995. Plasma glucose turnover during cold stress in humans. J Appl Physiol 78(4):1296–1302;

J. Watanabe, S. Kanamura, H. Tokunaga, et al. 1987. Significance of increase in glucose 6-phosphatase activity in brown adipose cells of cold-exposed and starved mice. Anat Rec 219(1):39–44;

A. L. Vallerand, F. Perusse, and L. J. Bukowiecki. 1990. Stimulatory effects of cold exposure and cold acclimation on glucose uptake in rat peripheral tissues. Am J Physiol 259(5, Pt 2):R1043–R1049;

A. Porras, S. Zuluaga, A. Valladares, et al. 2003. Long-term treatment with insulin induces apoptosis in brown adipocytes: role of oxidative stress. Endocrinology 144(12):5390–5401.

31. Про споры, историческую справку и научную подоплеку мочеиспускания, когда человеку холодно, а также работу Сазерленда читайте:

Стр. 161-176: B. M. Marriott and S. J. Carlson, Institute of Medicine (U.S.), Committee on Military Nutrition Research, Nutritional Needs in Cold and in High- Altitude Environments: Applications for Military Personnel in Field Operations (Washington, DC: National Academies Press, 1996).

32. Elizabeth Svoboda, “Waking from a Dead Sleep,” Discover, февраль 2005;

K. B. Storey and J. M. Storey. 1999. Lifestyles of the cold and frozen. The Sciences 39(3), 32–37;

David A. Fahrenthold,“Looking to Frozen Frogs for Clues to Improve Human Medicine,” Seattle Times, 15 декабря 2004.

Дополнительную информацию про практические применения холодоустойчивости в медицинской практике читайте в статье:

Cold Cures, Dr. Boris Rubinsky поссылке: www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3209/05-cures.html

33. R. C. Hermida, C. Calvo, D. E. Ayala, et al. 2003. Seasonal variation of fibrinogen in dipper and nondipper hypertensive patients. Circulation 108(9):1101–1106;

V. L. Crawford, S. E. McNerlan, and R. W. Stout. 2003. Seasonal changes in platelets, fibrinogen and factor VII in elderly people. Age Ageing 32(6):661–665;

R. W. Stout and V. Crawford. 1991. Seasonal variations in fibrinogen concentrations among elderly people. Lancet 338(8758):9–13.

34. Sandra Blakeslee, “New Theory Places Origin of Diabetes in an Age of Icy Hardships,” New York Times, 17 мая 2005.

Оригинальная статья, в которой описывалась предполагаемая связь между устойчивостью к холоду и диабетом:

S. Moalem, K. B. Storey, M. E. Percy, et al. 2005.The sweet thing about Type 1 diabetes: acryoprotectiveevolutionary adaptation. Med Hypotheses 65(1):8–16.

Дополнительная информация про связь между эволюцией и изменениями климата:

W. H. Calvin, A Brain for All Seasons: Human Evolution and Abrupt Climate Change (Chicago: University of Chicago Press, 2002).

35. В рамках этого крайне масштабного исследования в течение двух лет проводилось наблюдение за 285 705 американскими ветеранами. Ученые проверяли, помимо прочего, уровень гликированного гемоглобина, который используется в качестве маркера среднего уровня глюкозы в крови за продолжительный период времени. В основе анализа на гликированный гемоглобин лежит особенность поведения глюкозы, которая безвозвратно связывается с гемоглобином (когда глюкоза связывается с гемоглобином, в результате и получается так называемый гликированный гемоглобин). Так как красные кровяные тельца, несущие в себе гемоглобин, живут по два-три месяца, измерение уровня гликированного гемоглобина дает врачам и ученым гораздо более точное представление о том, насколько хорошо у человека контролируется уровень глюкозы за продолжительные интервалы времени. Подробнее про приведенные в главе исследования читайте в статье:

C. L. Tseng, M. Brimacombe, M. Xie, et al. 2005.Seasonal patterns in monthly hemoglobin A1cvalues. AmJEpidemiol 161(6):565–574.

Глава 3: Ужиренные солнцем

36. Ingfei Chen, “Sunlight, a Cancer Protector in the Guise of a Villain?” New York Times, 6 августа 2002;

M. F. Holic. 2004. Sunlight and vitamin D for bone health and prevention of autoimmune diseases, cancers, and cardiovascular disease. Am J Clin Nutr 80(6 Suppl):1678S–1688S;

J. M. Pettifor, G. P. Moodley, F. S. Hough, et al. 1996. The effect of season and latitude on in vitro vitamin D formation by sunlight in South Africa. S Afr Med J86(10):1270–1272;

Anne Marie Owens, “Second- Guessing the Big Cover-up,” National Post, 14 февраля, 2005;

V. Tangpricha, A. Turner, C. Spina, et al. 2004. Tanning is associated with optimal vitamin D status (serum 25-hydroxyvitamin D concentration) and higher bone mineral density. Am J Clin Nutr 80(6):1645–1649;

P. T. Liu, S. Stenger, H. Li, et al. 2006. Toll-like receptor triggering of a vitamin D – mediated human antimicrobial response. Science 311(5768):1770–1773;

A. Zitterman. 2003. Vitamin D in preventive medicine: are we ignoring the evidence? Br J Nutr 89(5):552–572;

R. Roelandts. 2002. The history of phototherapy: something new under the sun? J Am Acad Dermatol 46(6):926–930.

37. I. S. Ockene, D. E. Chiriboga, E. J. Stanek III, et al. 2004. Seasonal variation in serum cholesterol levels: treatment implications and possible mechanisms. Arch Intern Med 164(8):863–870;

M. Bluher, B. Hentschel, F. Rassoul, and V. Richter. 2001. Influence of dietary intake and physical activity on annual rhythm of cholesterol concentrations. Chronobial Int 18(3):541–557.

38. P. Koutkia, Z. Lu, T. C. Chen, and M. F. Holick. 2001. Treatment of vitamin D deficiency due to Crohn’s disease with tanning bed ultraviolet B radiation. Gastroenterology 121(6):1485–1488.

39. L. D. Botto, A. Lisi, E. Robert-Gnansia, et al. 2005. International retrospective cohort study of neural tube defects in relation to folic acid recommendations: are the recommendations working? BMJ 330(7491):571;

D. B. Shurtleff. 2004. Epidemiology of neural tube defects and folic acid. Cerebrospinal Fluid Res 1(1):5;

B. Kamen. 1997. Folate and antifolate pharmacology. Semin Oncol 24(5 Suppl 18):S18-30–S18-39.

Статья, в которой рассказывается про упомянутый в главе случай, когда три женщины родили детей с дефектами нервной трубки после того, как загорали во время беременности:

P. Lapunzina. 1996. Ultraviolet light – related neural tube defects? Am J Med Genet 67(1):106.

40. По данной теме существует огромное количество научной литературы. Пример такой работы (пускай немного устаревший, но все еще актуальный):

MRC Vitamin Study Research Group. 1991. Prevention of neural tube defects: results of the Medical Research Council Vitamin Study. Lancet 338(8760):131–137;

И ближе к делу:

C. M. Ulrich and J. D. Potter. 2006. Folate supplementation: too much of a good thing? Cancer Epidemiol Biomarkers Prev 15(2):189–193.

41. N. G. Jablonski and G. Chaplin. 2000. The evolution of human skin coloration. J Hum Evol 39(1):57–106;

H. Y. Thong, S. H. Jee, C. C. Sun, and R. E. Boissy. 2003. The patterns of melanosome distribution in keratinocytes of human skin as one determining factor of skin color. Br J Dermatol; 149(3):498–505;

R. L. Lamason, M. A. Mohideen, J. R. Mest, et al. 2005. SLC24A5, a putative cation exchanger, affects pigmentation in zebrafish and humans. Science 310(5755):1782–1786;

A. J. Thody, E. M. Higgins, K. Wakamatsu, et al. 1991. Pheomelanin as well as eumelanin is present in human epidermis. J Invest Dermatol 97(2):340–344;

Saadia Iqbal, “A New Light on Skin Color,” National Geographic Magazine, ноябрь 2002;

Nina G. Jablonski and George Chaplin, “Skin Deep,” Scientific American, октябрь 2002; Adrian Barnett, “Fair Enough,” New Scientist, 12 октября 2002.

42. Про различные факты и статистику, касающиеся различных видов рака кожи, читайте на следующем замечательном сайте:

www.cancer.org/docroot/PED/content/ped_7_ 1_What_You_Need_To_Know_About_Skin_Cancer.asp

См. также стр. 52–53 в: R. Ehrlich, Nine Crazy Ideas in Science: A Few Might Even Be True (Princeton, NJ: Princeton University Press, 2001).

43. P. Valverde, E. Healy, I. Jackson, et al. 1995. Variants of the melanocyte-stimulating hormone receptor gene are associated with red hair and fair skin in humans. Nat Genet 11(3):328–330;

Robin L. Flanigan, “Will Rare Redheads Be Extinct by 2100?” Seattle Times, 9 мая 2005;

T. Ha and J. L. Rees. 2001. Melanocortin 1 receptor: what’s red got to do with it? J Am Acad Dermatol 45(6):961–964.

44. См. стр. 10–11 в замечательной книге:

R. S. Root-Bernstein and M. Root-Bernstein, Honey, Mud, Maggots, and Other Medical Marvels: The Science Behind Folk Remedies and Old Wives’ Tales (Boston: Houghton Mifflin, 1997);

K. Rajakumar. 2003. Vitamin D, cod-liver oil, sunlight, and rickets: a historical perspective. Pediatrics 112(2):e132–e135;

M. Brustad, T. Sandanger, L. Aksnes, and E. Lund. 2004. Vitamin D status in a rural population of northern Norway with high fish liver consumption. Public Health Nutr 7(6):783–789;

D. J. Holub and B. J. Holub. 2004. Omega-3 fatty acids from fish oils and cardiovascular disease. Mol Cell Biochem 263(1–2):217–225.

45. H. C. Everett. 1964. Sneezing in response to light. Neurology 14:483–490.

Также читайте:

R. Smith. 1990. Photic sneezes. Br J Ophthalmol 74(12):705;

S. J. Peroutka and L. A. Peroutka. 1984. Autosomal dominant transmission of the “photic sneeze reflex.” N Engl J Med 310(9):599–600;

J. M. Forrester. 1985. Sneezing on exposure to bright light as an inherited response. Hum Hered 35(2):113–114;

E. W. Benbow. 1991. Practical hazards of photic sneezing. Br J Ophthalmol 75(7):447.

46. T. L.Wall, S. M. Horn, M. L. Johnson, et al. 2000. Hangover symptoms in Asian Americans with variations in the aldehyde dehydrogenase (ALDH2) gene. J Stud Alcohol 61(1):13–17;

M. Yokoyama, A. Yokoyama,T. Yokoyama, et al. 2005. Hangover susceptibility in relation to aldehyde dehydrogenase-2 genotype, alcohol flushing and mean corpuscular volume in Japanese workers. Alcohol Clin Exp Res 29(7):1165–1171;

K. A. Veverka, K. L. Johnson, D. C. Mays, et al. 1997. Inhibition of aldehyde dehydrogenase by disulfiram and its metabolite methyl diethylthiocarbamoyl-sulfoxide. Biochem Pharmacol53(4):511–518; Janna Chan, “Asian Flush: The Silent Killer,” AsianAvenue.com, 18 ноября 2004.

47. См. стр. 140–165 в:

M. Z. Wahrman, Brave New Judaism: When Science and Scripture Collide (Hanover, NH: University Press of New England for Brandeis University Press, 2002);

K. Skorecki, S. Selig, S. Blazer, et al. 1997. Y-chromosomes of Jewish priests. Nature 385(6611):32;

M. G. Thomas, K. Skorecki, H. Ben-Ami, et al. 1998. Origins of Old Testament priests. Nature 394(6689):138–140.

В последней работе ставятся под сомнения полученные прежде данные:

A.Zoossmann-Diskin. 2006. Ashkenazi Levites’ “Y modal haplotype” (LMH) – an artificially created phenomenon? Homo 57(1):87–100.

48. Читайте подробнее про Генри Луиса Гейтса по ссылке:

www.pbs.org/wnet/aalives/science_ dna2.html.

См. также:

Editorial. 2001. Genes, drugs and race. Nat Genet 29(3):239–240;

Emma Daly, “DNA Tells Students They Aren’t Who They Thought,” New York Times, 13 апреля 2005;

Marek Kohn, “This Racist Undercurrent in the Tide of Genetic Research,” Guardian, 17 января 2006;

Richard Willing, “DNA Tests to Offer Clues to Suspect’s Race,” USA Today, 17 августа 2005.

49. R. Cooper and C. Rotimi. 1997. Hypertension in blacks. Am J Hypertens 10(7 Pt 1):804–812;

M. P. Blaustein and C. E. Grim. 1991. The pathogenesis of hypertension: black-white differences. CardiovascClin 21(3):97–114.

Дополнительную информацию о том, как черный цвет кожи влияет на кровяное давление, читайте по ссылке:

www.mayoclinic.com/health/high-blood-pressure/HI00067.

Более подробную информацию про «Средний путь» читайте на стр. 33 в:

N. I. Painter, Creating Black Americans: African- American History and Its Meanings, 1619 to the Present (New York: Oxford University Press, 2006);

Также читайте:

J. Postma, The Atlantic Slave Trade (Gainesville: University Press of Florida, 2005);

Harold M. Schmeck Jr., “Study of Chimps Strongly Backs Salt’s Link to High Blood Pressure,” New York Times, October 3, 1995;

Richard S. Cooper, Charles N. Rotimi, and Ryk Ward, “The Puzzle of Hypertension in African- Americans,” Scientific American, февраль 1999.

Подробную статистику по расово-этнической принадлежности смотрите на официальном сайте Государственного управления по вопросам здоровья национальных меньшинств США www.omhrc.gov.

50. См. стр. 43–59 в: J. Postma, The Atlantic Slave Trade (Gainesville: University Press of Florida, 2005)

51. T. A. Clayton, J. C. Lindon, O. Cloarec, et al. 2006. Pharmaco-metabonomic phenotyping and personalized drug treatment. Nature 440(7087):1073–1077;

S. K. Tate and D. B. Goldstein. 2004. Will tomorrow’s medicines work for everyone? Nat Genet 36(11 Suppl):S34–S42;

I. Roots, T. Gerloff, C. Meisel, et al. 2004. Pharmacogenetics- based new therapeutic concepts. Drug Metab Rev 36(3–4):617–638;

R. E. Cannon. 2006. A discussion of gene-environment interactions: fundamentals of ecogenetics. Environ Health Perspect 114(6):a382;

C. G. N. Mascie-Taylor, J. Peters, and S. McGarvey, Society for the Study of Human Biology, The Changing Face of Disease: Implications for Society (Boca Raton, FL: CRC Press, 2004);

Jo Whelan, “Where’s the Smart Money Going in Biotech?” NewScientist, 18 июня 2005;

Более подробную информацию ищите на официальном сайте Центра контроля и профилактики заболеваний США по адресу www.cdc.gov/PCD/issues/2005/apr/04_0134.htm.

52. Stephanie Saul, “F.D.A. Approves a Heart Drug for African-Americans,” New York Times, 24 июня 2005;

Kai Wright, “Death by Racism,” Dallas Morning News, 25 июня 2006;

Подробнее об этом спорном препарате читайте на сайте www.bidil.com.

53. I. Johansson, E. Lundqvist, L. Bertilsson, et al. 1993. Inherited amplification of an active gene in the cytochrome P450 CYP2D locus as a cause of ultra-rapid metabolism of debrisoquine. ProcNatlAcadSciUSA 90(24):11825–11829.

54. Про «модель ухода за раковыми больными будущего» читайте специальный выпуск журнала «Science» за 26 мая 2006, 312(5777):1157–1175.

55. Дополнительную информацию на эту тему читайте в:

Bob Holms, “Magic Numbers”, New Scientist, 8 апреля 2006;

R. Tubbs,J. Pettay, D. Hicks, et al. 2004. Novel bright field molecular morphology methods for detection of HER2 gene amplification. JMolHistol35(6):589–594.

56. Y. Gasche, Y. Daali, M. Fathi, et al. 2004. Codeine intoxication associated with ultrarapid CYP2D6 metabolism. NEnglJMed 351(27):2827–2831.

57. Подробнее про полное отсутствие CCR5-Δ32 среди других популяций, в частности населения индейского происхождения, а также повышенный риск ВИЧ-инфекции читайте:

Seema Singh Bangalore, “ ‘Wrong’ Genes May Raise AIDS Risk for Millions,” New Scientist, 16 апреля 2005;

Julie Clayton, “Beating the Odds,” New Scientist, 8 февраля 2003;

J. Novembre, A. P. Galvani, and M. Slatkin. 2005. The geographic spread of the CCR5-Delta32 HIV-resistance allele. PLoS Biol 3(11):e339.

Глава 4: От боба добра не ищут

58. См. стр. 40-41 в:

M. Toussaint-Samat, A History of Food (Cambridge, MA: Blackwell Reference, 1993);

D. Zohary and M. Hopf, Domestication of Plants in the Old World: The Origin and Spread of Cultivated Plants in West Asia, Europe, and the Nile Valley (New York: Oxford University Press, 2000);

J. Golenser, J. Miller, D. T. Spira, et al. 1983. Inhibitory effect of a fava bean component on the in vitro development of Plasmodium falciparum in normal and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficient erythrocytes. Blood 61(3):507–510.

59. J. Meletis and K. Konstantopoulos. 2004. Favism – from the “avoid fava beans” of Pythagoras to the present. Haema 7(1):17–21.

60. Цитата приведена в:

R. Parsons, “The Long History of the Mysterious Fava Bean,” Los Angeles Times, 29 мая 1996.

61. K. Iwai, A. Hirono, H. Matsuoka, et al. 2001. Distribution of glucose 6-phosphate dehydrogenase mutations in Southeast Asia. Hum Genet 108(6):445–449;

A. K. Roychoudhury and M. Nei. Human Polymorphic Genes: World Distribution (New York: Oxford University Press, 1988);

S. H. Katz and J. Schall. 1979. Fava bean consumption and biocultural evolution. Med Anthro 3:459–476;

S. A. Tishkoff, R. Varkonyi, N. Cahinhinan, et al. 2001. Haplotype diversity and linkage disequilibrium at human G6PD: recent origin of alleles that confer malarial resistance. Science 293(5529):455–462.

62. Подробнее на эту тему читайте стр. 70–91 в:

G. P. Nabhan, Why Some Like It Hot: Food, Genes, and Cultural Diversity (Washington, DC: Island Press/Shearwater Books, 2004);

C. F. Ockenhouse, A. Magill, D. Smith andW. Milhous. 2005. History of U.S. military contributions to the study of malaria. Mil Med 170(4 Suppl):12–16;

A. S. Alving, P. E. Carson, C. L. Flanagan, and C. E. Ickes. 1956. Enzymatic deficiency in primaquine- sensitive erythrocytes. Science 124(3220):484–485.

63. См. cтр. 92–94 в:

E. Barnes, Diseases and Human Evolution (Albuquerque: University of New Mexico Press, 2005);

H. Ginsburg, H. Atamna, G. Shalmiev, et al. 1996. Resistance of glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency to malaria: effects of fava bean hydroxypyrimidine glucosides on Plasmodium falciparum growth in culture and on the phagocytosis of infected cells. Parasitology 113(Pt 1):7–18.

64. Что касается количества половых хромосом, то возможны и другие комбинации, в том числе синдром Тернера, который приводит к наличию только одной полностью функциональной X-хромосомы (X,O), и синдром Клайнфельтера, при котором у мужчины имеется дополнительная X-хромосома (XXY).

65. Про оригинальные исследования читайте:

A. Fugh-BermanandF. Kronenberg. 2001. Red clover (Trifolium pratense) for menopausal women: current state of knowledge. Menopause 8(5):333–337;

H. W. Bennetts, E. J. Underwood, and F. L. Shier. 1946. A specific breeding problem of sheep on subterranean clover pastures in Western Australia. Aust J Agric Res 22:131–138;

S. M. Heinonen, K. Wahala, and H. Adlercreutz. 2004. Identification of urinary metabolites of the red clover isoflavones formononetin and biochanin A in human subjects. J Agric Food Chem 52(22):6802–6809;

M. A. Wallig, K. M. Heinz-Taheny, D. L. Epps, and T. Gossman. 2005. Synergy among phytochemicals within crucifers: does it translate into chemoprotection? JNutr 135(12 Suppl): 2972S–2977S.

Дополнительную информацию про «натуральные» токсины в продуктах питания читайте в:

K. F. Lampe, M. A. McCann, and American Medical Association, AMA Handbook of Poisonous and Injurious Plants (Chicago: American Medical Association, distributed by Chicago Review Press, 1985);

M. Stacewicz-Sapuntzakis and P. E. Bowen. 2005. Role of lycopene and tomato products in prostate health.Biochim Biophys Acta 1740(2):202–205;

National Research Council (U.S.), Food Protection Committee, Toxicants OccurringNaturally in Food (Washington, DC: National Academy of Sciences, 1973);

D. R. Jacobs Jr. and L. M. Steffen. 2003. Nutrients, foods, and dietary patterns as exposures in research: a framework for food synergy. Am J Clin Nutr 78(3 Suppl):508S–513S;

J. M. Kingsbury, Poisonous Plants of the United States and Canada (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1964).

Про токсины в маниоке читайте:

M. Ernesto, A. P. Cardoso, D. Nicala, et al. 2002. Persistent konzo and cyanogen toxicity from cassava in northern Mozambique. Acta Trop 82(3):357–362;

M. L. Mlingi, M. Bokanga, F. P. Kavishe, et al. 1996. Milling reduces the goitrogenic potential of cassava. IntJFoodSciNutr 47(6):445–454.

Про токсины в нуте читайте:

P. Smirnoff, S. Khalef, Y. Birk, and S. W. Applebaum. 1976. A trypsin and chymotrypsin inhibitor fromchickpeas (Cicer arietinum). BiochemJ 157(3):745–751.

66. Историю создания противозачаточной таблетки “Pill” читайте в:

C. Djerassi, This Man’s Pill: Reflections on the 50th Birthday of the Pill (New York: Oxford University Press,2001)и

C. Djerassi, The Pill, Pygmy Chimps, and Degas’ Horse: The Autobiography of Carl Djerassi (New York: Basic Books, 1992).

67. Leigh Dayton, “Australia Exports Poisonous ‘Lentils,’ ” New Scientist, 3 октября 1992;

Для более подробной информации пройдите по ссылке:

www.cropscience.org.au/icsc2004/poster/3/2/1/769_vetch.htm.

68. J. L. Muller. 1998. Love potions and the ointment of witches: historical aspects of the nightshade alkaloids. JToxicolClinToxicol 36(6):617–627.

69. R. Beverley and L. B. Wright, The History and Present State of Virginia (Charlottesville, VA: Dominion Books, 1968);

S. Berkov, R. Zayed, and T. Doncheva. 2006. Alkaloid patterns in some varieties of Datura stramonium. Fitoterapia 77(3):179–182.

70. Наблюдаются значительные вариации ферментов класса P450 среди различных этнических групп – скорее всего, это является следствием того, что они жили в очень разной «химической среде». Именно эта цитохромная система используется организмом для усвоения или «детоксикации» различных химических веществ, в том числе медицинских препаратов. В следующей статье подробно рассматривается метаболизм капсаицина – вещества, которое добавляет острым перцам жгучести за счет цитохрома P450:

C. A. Reilly, W. J. Ehlhardt, D. A. Jackson, et al. 2003. Metabolism of capsaicin by cytochrome P450 produces novel dehydrogenated metabolites and decreases cytotoxicity to lung and liver cells. ChemResToxicol 16(3):336–349.

Эти различия также лежат в основе предполагаемого будущего персонализированной медицины, в которой большое внимание уделяется генам – ее можно назвать фармакогенетикой или фармакогеномикой. Читайте:

P. Gazerani and L. Arendt- Nielsen. 2005. The impact of ethnic differences in response to capsaicin-induced trigeminal sensitization. Pain 117(1–2):223–229.

71. A. Mathew, P. Gangadharan, C. Varghese, and M. K. Nair. 2000. Diet and stomach cancer: a case-control study in South India. Eur J Cancer Prev 9(2):89–97;

G. Jancso and S. N. Lawson. 1990. Transganglionic degeneration of capsaicin- sensitive C-fiber primary afferent terminals. Neuroscience 39(2):501–511;

D. H. Wang, W. Wu, and K. J. Lookingland. 2001. Degeneration of capsaicin-sensitive sensory nerves leads to increased salt sensitivity through enhancement of sympathoexcitatory response. Hypertension 37 (2 Pt 2):440–443.

Большое количество статей было посвящено пользе капсаицина. Вот лишь некоторые из них:

E. Pospisilova and J. Palecek. 2006. Post- operative pain behavior in rats is reduced after single high-concentration capsaicin application. Pain [Электронная публикация 21 июня 2006, до выхода в печать];

A. L. Mounsey, L. G. Matthew, and D. C. Slawson. 2005. Herpes zoster and postherpetic neuralgia: prevention and management. Am Fam Physician 72(6):1075–1080;

Mary Ann Ryan, “Capsaicin Chemistry Is Hot, Hot, Hot!” American Chemical Society, 24 марта 2003.

72. N. Soranzo, B. Bufe, P. C. Sabeti, et al. 2005. Positive selection on a high-sensitivity allele of the human bitter-taste receptor TAS2R16. Curr Biol15(14):1257–1265;

B. Bufe, T. Hofmann, D. Krautwurst, et al. 2002. The human TAS2R16 receptor mediates bitter taste in response to beta-glucopyranosides. Nat Genet 32(3):397–401.

73. A. Drewnowski, S. A. Henderson, A. B. Shore, and A. Barratt-Fornell. 1997. Nontasters, tasters, and supertasters of 6-n-propylthiouracil (PROP) and hedonic response to sweet. Physiol Behav 62(3):649–655;

G. L. Goldstein, H. Daun, and B. J.Tepper. 2005. Adiposity in middle-aged women is associated with genetic taste blindness to 6-n-propylthiouracil. Obes Res 13(6):1017–1023.

См. стр. 118-123 в:

G. P. Nabhan, Why Some Like It Hot: Food, Genes, and Cultural Diversity (Washington, DC: Island Press/Shearwater Books, 2004).

74. Потрясающее изображение возбудителей фитофтороза вы сможете найти по ссылке:

http://helios.bto.ed.ac.uk/bto/microbes/blight.html

75. В следующей статье рассказывается про женщину шестидесяти пяти лет, у которой возникла серьезнейшая аллергическая реакция на коже после того, как она съела в большом количестве корнеплод сельдерея (Apium graveolens) и сходила в солярий:

B. Ljunggren. 1990. Severe phototoxic burn following celery ingestion. Arch Dermatol 126(10):1334–1336.

Также читайте:

L. Wang, B. Ster l ing, and P. Don. 2002. Berloque dermatitis induced by “Florida water.” Cutis 70(1):29–30;

Institute of Medicine (U.S.). Committee on Identifying and Assessing Unintended Effects of Genetically Engineered Foods on Human Health, Safety of Genetically Engineered Foods: Approaches to Assessing Unintended Health Effects (Washington, DC: National Academies Press, 2004), 44.

76. A. Yoshida and E. F. Roth Jr. 1987. Glucose-6-phosphate dehydrogenase of malaria parasite Plasmodium falciparum. Blood 69(5):1528–1530;

C. Ruwende and A. Hill. 1998. Glucose- 6-phosphate dehydrogenase deficiency and malaria. J Mol Med 76(8):581–588;

F. P. Mockenhaupt, J. Mandelkow, H. Till, et al. 2003. Reduced prevalence of Plasmodium falciparum infection and of concomitant anemia in pregnant women with heterozygous G6PD deficiency. Trop Med Int Health 8(2):118–124;

C. Ruwende, S. C. Khoo, R. W. Snow, et al. 1995. Natural selection of hemi- and heterozygotes for G6PD deficiency in Africa by resistance to severe malaria. Nature 376(6537):246–249.

77. См. стр. 69-83 в:

E. Barnes, Diseases and Human Evolution (Albuquerque: University of New Mexico Press, 2005);

А также стр. 715–122 в:

K. J. Ryan, C. G. Ray, and J. C. Sherris, Sherris Medical Microbiology: An Introduction to Infectious Diseases (New York: McGraw-Hill, 2004).

Про невероятно богатую историю малярии читайте:

K. F. Kiple, The Cambridge World History of Human Disease (New York: Cambridge University Press, 1993).

Читайте потрясающий рассказ о проблемах, связанных с малярией во время беременности, на официальном сайте Всемирной организации здравоохранения:

www.who.int/features/2003/04b/en/.

Обзор распространенности малярии в мире, а также рисков для путешественников, включающий в себя карты, читайте по ссылке:

www.ncid.cdc.gov/travel/yb/utils/ybGet.asp?section=dis&obj=index.html.

78. Гиппократ. «О воздухах, водах и местностях».

79. M. Susser. 2001. Glossary: causality in public health science. Epidemiol Community Health 55:376–378.

80. Более подробно про эту невероятную историю читайте:

James Burke, “Cool Stuff” Scientific American, июль 1997;

Также читайте 10-ю главу в:

J. Burke, Connections (Boston: Little, Brown, 1995)

81. J. Lederberg. 1999. J. B. S. Haldane (1949) on infectious disease and evolution. Genetics 153(1):1–3.

Биографию Халдана и про его идеи читайте на стр. 141–223 в:

M. Kohn, A Reason for Everything: Natural Selection and the English Imagination (London: Faber and Faber, 2004).

82. P. R. Mayeux, K. C. Agrawal, J. S.Tou, et al. 1988. The pharmacological effects of allicin, a constituent of garlic oil. Agents Actions 25(1–2):182–190;

M. Zanolli. 2004. Phototherapy arsenal in the treatment of psoriasis. Dermatol Clin 22(4):397–406, viii;

M. Heinrich and P. Bremner. 2006. Ethnobotany and ethnopharmacy – their role for anticancer drug development. Curr Drug Targets 7(3):239–245;

X. Sun and D. D. Ku. 2006. Allicin in garlic protects against coronary endothelial dysfunction and right heart hypertrophy in pulmonary hypertensive rats. AmJPhysiolHeartCircPhysiol (Электронная публикация 26 мая 2006, до выхода в печать).

Глава 5: О микробах и людях

83. Donald G. McNeil Jr., “Dose of Tenacity Wears Down a Horrific Disease,” New York Times, 26 марта 2006.

Исчерпывающая статья о программе Картера по искоренению паразита:

E. Ruiz-Tiben and D. R. Hopkins. 2006. Dracunculiasis (Guinea worm disease) eradication. Adv Parasitol 61:275–309.

Подробный обзор на эту тему читайте в:

R. Muller. 1971. Studies on Dracunculus medinensis (Linnaeus). II. Effect of acidity on the infective larva. JHelminthol 45(2):285–288.

Самое же интересное про развитие паразита читайте на стр. 788–795 в:

P. Manson and P. H. Manson-Bahr, Manson’s Tropical Diseases: A Manual of the Diseases of Warm Climates (Baltimore: W. Wood and Co. 1936).

Дополнительную информацию о героических и масштабных достижениях Центра Картера ищите на www.cartercenter.org.

Еще более подробную информацию про гвинейского червя – в том числе как правильно произносить его название на латыни – ищите на официальном сайте Центра контроля и профилактики заболеваний США www.cdc.gov/Ncidod/dpd/parasites/dracunculiasis/factsht_dracunculiasis.html.

Наконец, подробный исторический обзор про гвинейского червя читайте на стр. 687–689 в:

K. F. Kiple, The Cambridge World History of Human Disease (New York: Cambridge University Press, 1993).

84. Говоря про различия иммунных систем, мы ссылаемся на Главный комплекс гистосовместимости (ГКГС), названный так потому, что изначально он был выявлен и использован для проверки совместимости доноров органов. ГКГС – это своего рода клеточный штрихкод, который позволяет организму отличить друга от неприятеля. Глава ссылается на следующую работу:

C. Wedekind, T. Seebeck, F. Bettens, and A. J. Paepke. 1995. MHC-dependent mate preferences in humans. Proc Biol Sci 260(1359):245–249;

Более легкий рассказ, описывающий это явление:

Martie G. Haselton, “Love Special: How to Pick a Perfect Mate,” New Scientist, 29 апреля 2006.

85. F. Backhed, R. E. Ley, J. L. Sonnenburg, et al. 2005. Host-bacterial mutualism in the human intestine. Science 307(5717):1915–1920;

S. R. Gill, M. Pop, R. T. Deboy, et al. 2006. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science 312(5778):1355–1359;

Rick Weiss, “Legion of Little Helpers in the Gut Keeps Us Alive,” Washington Post, 5 июня 2006;

C. L. Sears. 2005. A dynamic partnership: celebrating our gut flora. Anaerobe 11(5):247–251;

F. Guarner and J. R. Malagelada. 2003. Gut flora in health and disease. Lancet 361(9356):512–519;

M. Heselmans, G. Reid, L. M. Akkermans, et al. 2005. Gut flora in health and disease: potential role of probiotics. Curr Issues Intest Microbiol 6(1):1–7;

E. D. Weinberg. 1997. The Lactobacillus anomaly: total iron abstinence. Perspect Biol Med 40(4):578–583;

S. Moalem, E. D. Weinberg, and M. E. Percy. 2004. Hemochromatosis and the enigma of misplaced iron: implications for infectious disease and survival. Biometals 17(2):135–139.

86. W. G. Eberhard. 2000. Spider manipulation by a wasp larva. Nature 406(6793):255–256;

W. G. Eberhard. 2001.Underthe influence: webs and building behavior of Plesiometa argyra (Araneae, Tetragnathidae) when parasitized by Hymenoepimecis argyraphaga (Hymenoptera, Ichneumonidae). Journal of Arachnology 29:354–366;

W. G. Eberhard. 2000. The natural history and behavior of Hymenoepimecis argyraphaga (Hymenoptera, Ichneumonidae) a parasitoid of Plesiometa argyra (Araneae, Tetragnathidae). Journal of Hymenoptera Research 9(2):220–240.

Для тех, кто ищет что-то на более легком языке:

Nicholas Wade, “Wasp Works Its Will on a Captive Spider,” New York Times, 25 июля 2000.

87. Приведенные в главе цитаты взяты из статьи BBC:

“Parasite’sWebofDeath”, 19 июля 2000;

Ссылка на оригинальную публикацию: news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/841401.htm.

88. D. Otranto and D. Traversa. 2002. A review of dicrocoeliosis of ruminants including recent advances in the diagnosis and treatment. VetParasitol 107(4):317–335.

Диаграмму, описывающую сложный жизненный цикл этого паразита, можно найти по ссылке:

www.parasitology.informatik.uniwuerzburg.de/login/b/me14249.png.php.

89. Shaoni Bhattacharya, “Parasites Brainwash Grasshoppers into Death Dive,” New Scientist, 31 августа 2005;

Оригинальная работа:

D. G. Biron, L. Marche, F. Ponton, et al. 2005. Behavioural manipulation in a grasshopper harboring hairworm: a proteomics approach. Proc Biol Sci 272(1577): 2117–2126;

F. Thomas, A. Schmidt- Rhaesa, G. Martin, et al. 2002. Do hairworms (Nematomorpha) manipulate the water seeking behavior of their terrestrial hosts? JEvolBiol 15:356–361.

Если вам повезет и ссылка окажется по-прежнему рабочей, то можете посмотреть онлайн-видео волосатика, покидающего своего несчастного тонущего носителя:

www.canal.ird.fr/canal.php?url=/prgrammes/recherches/grillons_us/index.htm.

90. Все про бешенство читайте на стр. 597–600 в:

K. J. Ryan, C. G. Ray, and J. C. Sherris, Sherris Medical Microbiology: An Introduction to Infectious Diseases (New York: McGraw- Hill, 2004).

91. J. Moore. 1995. The behavior of parasitized animals – when an ant is not an ant. Bioscience 45:89–96.

Подробнее про манипуляции паразитов читайте:

J. Moore, Parasites and the Behavior of Animals (New York: Oxford University Press, 2002).

Остальная информация была взята из личных интервью с профессором Муром.

92. Изображения T. Gondii под микроскопом:

http://ryoko.biosci.ohio-state.edu/~parasite/toxoplasma.html

Y. Sukthana. 2006. Toxoplasmosis: beyond animals to humans. Trends Parasitol 22(3):137–142;

E. F. Torreyand R. H. Yolken. 2003. Toxoplasma gondii and schizophrenia. Emerg Infect Dis 9(11):1375–1380;

S. Bachmann, J. Schroder, C. Bottmer, et al. 2005. Psychopathology in first-episode schizophrenia and antibodies to Toxoplasma gondii. Psychopathology 38(2):87–90;

J. P. Webster, P. H. Lamberton, C. A. Donnelly, and E. F. Torrey. 2006. Parasites as causative agents of human affective disorders? The impact of anti-psychotic, mood- stabilizer and anti-parasite medication on Toxoplasma gondii’s ability to alter host behaviour. ProcBiolSci 273(1589):1023–1030.

93. Цитата заимствована из:

Jennifer D’Angelo, “Feeling Sexy? It Could Be Your Cat,” Fox News, 4 ноября 2003.

Читайте также:

A. Skallova, M. Novotna, P. Kolbekova, et al. 2005. Decreased level of novelty seeking in blood donors infected with Toxoplasma. Neuro Endocrinol Lett 26(5):480–486;

J. Flegr, M. Preiss, J. Klose, et al. 2003. Decreased level of psychobiological factor novelty seeking and lower intelligence in me latently infected with the protozoan parasite Toxoplasma gondii: dopamine, a missing link between schizophrenia and toxoplasmosis? Biol Psychol 63(3):253–268;

J. Flegr, J. Havlicek, P. Kodym, et al. 2002. Increased risk of traffic accidents in subjects with latent toxoplasmosis: a retrospective case-control study. BMC Infect Dis 2:11;

M. Novotna, J. Hanusova, J. Klose, et al. 2005. Probable neuroimmunological link between Toxoplasma and cytomegalovirus infections and personality changes in the human host. BMC Infect Dis 5:54;

R. H. Yolken, S. Bachmann, I. Ruslanova, et al. 2001. Antibodies to Toxoplasma gondii in individuals with first-episode schizophrenia. Clin Infect Dis 32(5):842–844;

L. Jones-Brando, E. F. Torrey, and R.Yolken. 2003.Drugs used in the treatment of schizophrenia and bipolar disorder inhibit the replication of Toxoplasma gondii. Schizophr Res62(3):237–244.

Научно-популярные статьи по токсоплазмозу:

James Randerson, “All in the Mind?” New Scientist, 26 октября 2002;

David Adam, “Can a Parasite Carried by Cats Change Your Personality?” Guardian Unlimited, 25 сентября 2003;

New Scientist Editorial Staff, “Antipsychotic Drug Lessens Sick Rats’ Suicidal Tendencies,” New Scientist, 28 января 2006; Jill Neimark, “Can the Flu Bring on Psychosis?” Discover, октябрь 2005.

94. См. стр. 46 и 57 в:

R. M. Nesse and G. C. Williams, Why We Get Sick: The New Science of Darwinian Medicine (New York: Times Books, 1994).

95. Чтобы узнать актуальную информацию о количестве зараженных острицами детей в США, зайдите на официальный сайт Центра контроля заболеваний США: www.cdc.gov/ncidod/dpd/parasites/pinworm/factsht_pinworm.htm.

96. Carl Zimmer, “Manipulative Malaria Parasite Makes You More Attractive (to Mosquitoes),” New York Times, 9 августа 2005.

97. S. E. Swedo, H. L. Leonard, M. Garvey, et al. 1998. Pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infections: clinical description of the first 50 cases. Am J Psychiatry 155(2):264–271;

L. A. Snider and S. E. Swedo. 2004. PANDAS: current status and directions for research. Mol Psychiatry 9(10):900–907;

R. C. Dale, I. Heyman, G. Giovannoni, and A. W. Church. 2005. Incidence of anti-brain antibodies in children with obsessive-compulsive disorder. Br J Psychiatry 187:314–319;

S. E. Swedo and P. J. Grant. 2005. Annotation: PANDAS: a model for human autoimmune disease. J Child Psychol Psychiatry 46(3):227–234;

C. Heubi and S. R. Shott. 2003. PANDAS: pediatric autoimmune neuropsychiatric disorders associated with streptococcal infections – an uncommon, but important indication for tonsillectomy. Int JPediatr Otorhinolaryngol 67(8):837–840;

Anahad O’Connor, “Can Strep Bring On an Anxiety Disorder?” New York Times, 14 декабря 2005;

Lisa Belkin, “Can You Catch Obsessive-Compulsive Disorder?” New York Times, 22 мая 2005;

Nicholas Bakalar, “Tonsil-Adenoid Surgery May Help Behavior,Too,” New York Times, 4 апреля 2006.

98. Процитировано на стр. 205 в:

N. E. Beckage, Parasites and Pathogens: Effects on Host Hormones and Behavior (New York: Chapman & Hall, 1997).

99. D. C. Behringer, M. J. Butler, and J. D. Shields. 2006. Ecology: avoidance of disease by social lobsters. Nature 441(7092):421.

100. J. Faulkner, M. Schaller, J. H. Park, and L. A. Duncan. 2004. Evolved disease-avoidance mechanisms and contemporary xenophobic attitudes. Group Processes & Intergroup Relations 4:333–353;

L. Rózsa. 2000. Spite, xenophobia, and collaboration between hosts and parasites. Oikos 91:396–400;

R. Kurzban and M. R. Leary. 2001. Evolutionary origins of stigmatization: the functions of social exclusion. Psychol Bull 127(2):187–208.

101. Anita Manning, “‘Superbugs’ Spread Fear Far and Wide,” USA Today, 10 мая 2006;

“Rising Deadly Infections Puzzle Experts,” Associated Press, 12 мая 2006;

Abigail Zuger, “Bacteria Run Wild, Defying Antibiotics,” New York Times, 2 марта 2004.

102. Все про стафилококк читайте в:

K. J. Ryan, C. G. Ray, and J. C. Sherris, Sherris Medical Microbiology: An Introduction to Infectious Diseases (New York: McGraw- Hill, 2004).

Про открытие пенициллина читайте стр. 216 в:

T. Rosebury, Microbes and Morals: The Strange Story of Venereal Disease (New York: Viking Press, 1971);

M. C. Enright, D. A. Robinson, G. Randle, et al. 2002. The evolutionary history of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Proc Natl Acad Sci 99(11):7687–7692;

L. B. Rice. 2006. Antimicrobial resistance in gram-positive bacteria. Am J Med 119(6 Suppl 1):S11–S19, discussion S62–S70;

K. Hiramatsu, H. Hanaki, T. Ino, et al. 1997. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus clinical strain with reduced vancomycin susceptibility. J Antimicrob Chemother 40(1):135–136;

Allison George, “March of the Super Bugs,” New Scientist, 19 июля 2003.

103. Цитаты Ивальда и более подробную информацию про эволюцию патогенности холеры ищите на официальном сайте Государственной службы телевещания США:

www.pbs.org/wgbh/evolution/library/01/6/text_pop/1_016_06.html.

Roger Lewin, “Shock of the Past for Modern Medicine: A Radical Approach to Medicine Seeks to Explain Diseases and their Symptoms as a Legacy of Our Evolution: Can Darwinism Lead to Better Treatments?” New Scientist, 23 октября 1993;

P. W. Ewald, Evolution of Infectious Disease (New York: Oxford University Press, 1994);

P. W. Ewald. 2004. Evolution of virulence. Infect Dis Clin North Am 18(1):1–15;

Paul Ewald, “The Evolution of Virulence,” Scientific American, апрель1993.

Интереснейшее интервью с профессором Ивальдом можно найти онлайн:

www.findarticles.com/p/articles/mi_m1430/is_n6_v17/ai_16595653.

Еще одна занимательная статья на эту тему доступна по ссылке:

www.cdc.gov/ncidod/eid/vol2no4/ewald.htm.

Глава 6: Погружение в геном

104. A. J. Stewart and P. M. Devlin. 2006. The history of the smallpox vaccine. J Infect 52(5):329–334;

Более подробно про историю оспы читайте:

K. F. Kiple, The Cambridge World History of Human Disease (New York: Cambridge University Press, 1993).

105. L. D. Stein. 2004. Human genome: end of the beginning. Nature 431(7011): 915–916.

106. “The word: Junk DNA,” New Scientist, 19 ноября 2005;

Wayt Gibbs, “The Unseen Genome: Gems among the Junk,” Scientific American, ноябрь 2003

Следующая статья немного устаревшая, но информация в ней все еще актуальна:

Natalie Angier, “Keys Emerge to Mystery of ‘Junk’ DNA,” New York Times, 28 июня 1994.

Junk DNA finally gets an upgrade, in P. Andolfatto. 2005.

Adaptive evolution of non-coding DNA in Drosophila. Nature 437(7062):1149–1152;

James Kingsland, “Wonderful Spam,” New Scientist, 29 мая 2004.

107. Более подробно о митохондриях, этих чудесных органеллах, читайте:

Philip Cohen, “The Force,” New Scientist, 26 февраля 2000.

108. D. S. Smith, J. Scalo, andJ. C. Wheeler. 2004. Importance of biologically active aurora-like ultraviolet emission: stochastic irradiation of Earth and Mars by flares and explosions. Orig Life Evol Biosph 34(5):513–532;

K. G. Mc-Cracken, J. Beer, andF. B. McDonald. 2004.

Variations in the cosmic radiation, 1890–1986, and the solar and terrestrial implications. Ad Space Res 34:397–406;

T. I. Pulkkinen, H. Nevanlinna, P. J. Pulkkinen, and M. Lock-wood. 2001. The Sun-Earth connection in time scales from years to decades and centuries. Space Science Reviews 95(1/2):625–637;

H. S. Hudson, S. Silva, and M. Woodard. 1982. The effects of sunspots on solar radiation. Solar Physics 76:211–219;

Malcolm W. Browne, “Flu Time: When the Sunspots Are Jumping?” New York Times, 25 января 1990;

F. Hoyle and N. C. Wickrama-singhe. 1990. Sunspots and influenza. Nature 343(6256):304;

J. W. Yeung. 2006. A hypothesis: sunspot cycles may detect pandemic influenza A in 1700–2000 0.1. Med Hypotheses 67(5):1016–1022.

109. Одним из ярких примеров способности генов менять свою структуру является ген плодовой мушки под названием Dscam. Структура генов меняется за счет ферментной «машинки для перемешивания карт» под названием «сплайсингосома». Ген Dscam по-настоящему удивителен, так как способен производить 38 016 совершенно разных белков. Вот только несколько статей, посвященных гену Dscam:

J. M. Kreahling and B. R. Graveley. 2005. The iStem, a long-range RNA secondary structure element required for efficient exon inclusion in the Drosophila Dscam pre-mRNA. Mol Cell Biol 25(23):10251–10260;

A. M. Celotto and B. R. Graveley. 2001. Alternative splicing of the Drosophila Dscam pre- mRNA is both temporally and spatially regulated. Genetics 159(2):599–608;

G. Parra, A. Reymond, N. Dabbouseh, et al. 2006. Tandem chimerism as a means to increase protein complexity in the human genome. GenomeRes 16(1):37–44.

110. Книга, в которой рассказывается о преимуществе такого подхода с точки зрения ведения бизнеса:

M. Ima, Kaizen (Ky’zen), the Key to Japan’s Competitive Success (New York: Random House Business Division, 1986).

111. См. стр. 64–82 в:

M. Morange, The Misunderstood Gene (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2001).

112. См. стр. 183–197 в:

I. Moss, What Genes Can’t Do (Cambridge, MA: MIT Press, 2003);

H. Pearson. 2006. Genetics: what is a gene? Nature 441(7092):398–401.

113. Основное влияние на очень странный период в развитии учения о наследственности среди советских ученых оказал Трофим Денисович Лысенко. Лысенковщина, как ее назвали впоследствии, давала совершенно антинаучное представление о механизмах наследования признаков. Подробнее об этом невероятном периоде в истории науки читайте ст. 183–187 в:

M. Kohn, A Reason for Everything: Natural Selection and the English Imagination (London: Faber and Faber, 2004);

C. Darwin, The Origin of the Species (New York: Fine Creative Media, 2003).C. Darwin, The Origin of the Species (New York: Fine Creative Media, 2003).

114. “The Significance of Responses of the Genome Challenge,” 8 декабря 1983, доступна по ссылке:

www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1983/mcclintock-lecture.pdf.

Отличный онлайн-ресурс по материалам из Национальной медицинской библиотеки США про Мак-Клинтока:

www.profiles.nlm.nih.gov/LL/Views/Exhibit/narrative/biographical.html.

Также читайте:

Vidyanand Nanjundiah, “Barbara McClintock and the Discovery of Jumping Genes,” Resonance, октябрь 1996.

115. Y. J. Lin, L. Seroude, and S. Benzer. 1998. Extended life span and stress resistance in the Drosophila mutant methuselah. Science 282(5390):943–946;

Забавная статья о том, что каждый может стать следующим Мафусаилом:

Kate Douglas, “How to Live to 100… and Enjoy It,” New Scientist, 3 июня 2006.

116. J. Modolell,W. Bender, and M. Meselson. 1983. Drosophila melanogaster mutations suppressible by the suppressor of Hairy-wing are insertions of a 7.3-kilobase mobile element. Proc Natl Acad Sci U S A 80(6):1678–1682;

C. J. Rohr, H. Ranson, X. Wang, and N. J. Besansky. 2002. Structure and evolution of mtanga, a retrotransposon actively expressed on the Y chromosome of the African malaria vector Anopheles gambiae. Mol Biol Evol 19(2):149–162;

T. E. Bureau, P. C. Ronald, and S. R. Wessler. 1996. A computer-based systematic survey reveals the predominance of small inverted- repeat elements in wild-type rice genes. Proc Natl Acad Sci U S A 93(16):8524–8529;

S. Henikoff and L. Comai. 1998. A DNA methyltransferase homolog with a chromo-domain exists in multiple polymorphic forms in Arabidopsis. Genetics 149(1):307–318;

J. W. Jacobson, M. M. Medhora, and D. L. Hartl. 1986. Molecular structure of a somatically unstable transposable element in Drosophila. Proc Natl Acad Sci USA 83(22):8684–8688;

S. M. Miller, R. Schmitt, and D. L. Kirk. 1993. Jordan, an active Volvox transposable element similar to higher plant transposons. PlantCell 5(9):1125–1138.

117. G. G. Dimijian. 2000. Pathogens and parasites: strategies and challenges. Proc (BaylUnivMedCent) 13(1):19–29.

118. Глава ссылается на следующие труды:

J. Cairns, J. Overbaugh, and S. Miller. 1988. The origin of mutants. Nature 335(6186):142–145;

B. G. Hall. 1990. Spontaneous point mutations that occur more often when advantageous than when neutral. Genetics 126(1):5–16;

S. M. Rosenberg. 1997. Mutation for survival. Curr Opin Genet Dev 7(6):829–834;

J. Torkelson, R. S. Harris, M. J. Lombardo, et al. 1997. Genome-wide hypermutation in a subpopulation of stationary-phase cells underlies recombination-dependent adaptive mutation. Embo J 16(11):3303–3311;

P. L. Foster. 1997. Nonadoptive mutations occur on the F’episome during adaptive mutation conditions in Escherichia coli. J Bacteriol 179(5):1550–1554;

O. Tenaillon, E. Denamur, and I. Matic. 2004. Evolutionary significance of stress-induced mutagenesis in bacteria. Trends Microbiol 12(6):264–270.

Про упомянутое в главе исследование Матика читайте:

I. Bjedov, O.Tenaillon, B. Gerard, et al. 2003. Stress- induced mutagenesis in bacteria. Science 300(5624):1404–1409.

119. Читайте полезную информацию про различные заболевания и связанные с ними гены в:

P. Reilly, Is It in Your Genes? The Influence of Genes on Common Disorders and Diseases That Affect You and Your Family (Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2004).

120. Цитаты профессора Фреда Кейджа были приведены в пресс-релизе, доступном по ссылке:

genome.wellcome.ac.uk/doc_WTD020792.html.

Полезная статья про прыгающие гены в мозге:

A. R. Muotri, V. T. Chu, M. C. Marchetto, et al. 2005. Somatic mosaicism in neuronal precursor cells mediated by LI retrotransposition. Nature 435(7044):903–910.

121. Цитаты Нэнси Крейг приведены в пресс-релизе, доступном по ссылке:

www.hopkinsmedicine.org/Press_releases/2004/12_23_04.html.

Работа, на которую ссылается Нэнси:

L. Zhou, R. Mitra, P. W. Atkinson, et al. 2004. Transposition of hAT elements links transposable elements and V(D)J recombination. Nature 432(7020):995–1001.

Также читайте:

M. Bogue and D. B. Roth. 1996. Mechanism of V(D)J recombination. Curr Opin Immunol 8(2):175–180.

122. Подробнее об этой невероятной идее читайте:

James Kingsland, “Wonderful Spam,” New Scientist, 29 мая 2004.

123. Цитата Джефа Буке приведена по ссылке:

www.eurekalert.org/pub_releases/2002-08/jhmigc081502.php

124. P. Medstrand, L. N. van de Lagemaat, C. A. Dunn, et al. 2005. Impact of transposable elements on the evolution of mammalian gene regulation. Cytogenet Genome Res 110(1–4):342–352;

W. Makalowski. 2001. The human genome structure and organization. Act a Biochim Pol 48(3):587–598.

125. J. F. Hughes and J. M. Coffin. 2004. Human endogenous retrovirus K solo-LTR formation and insertional polymorphisms: implications for human and viral evolution. Proc Natl Acad Sci U S A 101(6):1668–1672;

S. Mi, X. Lee, X. Li, et al. 2000. Syncytin is a captive retroviral envelope protein involved in human placental morphogenesis. Nature 403(6771):785–789;

J. P. Moles, A. Tesniere, and J. J. Guilhou. 2005. A new endogenous retroviral sequence is expressed in skin of patients with psoriasis. Br J Dermatol 153(1):83–89.

126. См. стр. 1–10 в:

Salvador E. Luria, Virus Growth and Variation, B. Lacey and I. Isaacs, eds. (Cambridge: Cambridge University Press, 1959).

127. Луис Виллареаль, из личного разговора. Подробней о его работе читайте:

L. P. Villarreal. 2004. Can viruses make us human? Proc Am Phil So 148(3):296–323;

L. P. Villarreal, Viruses and the Evolution of Life (Washington, DC: ASM Press, 2005);

L. P. Villareal. 1997. On viruses, sex, and motherhood. JVirol 71(2):859–865.

128. Charles Siebert, “Unintelligent Design,” Discover, март 2006; M. Syvanen. 1984. The evolutionary implications of mobile genetic elements. Annu Rev Genet 18:271–293;

D. J. Hedges and M. A. Batzer. 2005. From the margins of the genome: mobile elements shape primate evolution. Bioessays 27(8):785–794;

M. G. Kidwell and D. R. Lisch. 2001. Perspective: transposable elements, parasitic DNA, and genome evolution. Evolution Int J Org Evolution 55(1):1–24;

J. Brosius. 2005. Echoes from the past – are we still in an RNP world? Cytogenet Genome Res 110(1–4):8–24;

C. Biemont and C. Vieira. 2005. What transposable elements tell us about genome organization and evolution: the case of Drosophila. Cytogenet Genome Res 110(1–4):25–34;

P. Medstrand, L. N. van de Lagemaat, C. A. Dunn, et al. 2005. Impact of transposable elements on the evolution of mammalian gene regulation. Cytogenet Genome Res 110(1–4):342–352.

Глава 7: Метильное безумие: в поисках идеального фенотипа

129. Книга на данную тему:

F. M. Berg, Underage& Overweight: The Childhood Obesity Crisis: What Every Family Needs to Know (Long Island City, NY: Hatherleigh Press, 2005).

Про маркетинг фастфуда для детей, подростков и взрослых:

E. Schlosser and C. Wilson, Chew on This: TheUnhappy Truth about Fast Food (Boston: Houghton Mi- in Company, 2006).

Короткая статья от Калифорнийского университета с любопытными ссылками:

news.ucanr.org/mediakits/Nutrition/nutritionfactsheet.shtml.

Исчерпывающий рассказ про «наблюдение за поведенческими факторами риска» от Центра контроля заболеваний США читайте по ссылке:

www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/ss4906a1.htm.

Также читайте:

W. H. Dietz and T. N. Robinson. 2005. Clinical practice: overweight children and adolescents. N Engl J Med 352(20):2100–2109;

D. S. Freedman, W. H. Dietz, S. R. Srinivasan, and G. S. Berenson. 1999. The relation of overweight to cardiovascular risk factors among children and adolescents: the Bogalusa Heart Study. Pediatrics 103(6 Pt 1):1175–1182;

S. J. Olshansky, D. J. Passaro, R. C. Hershow, et al. 2005. A potential decline in life expectancy in the United States in the 21st century. N Engl J Med 352(11):1138–1145;

Philip Cohen, “You Are What Your Mother Ate, Suggests Study,” New Scientist, 4 августа 2003

В своей статье «New Scientist» ссылается на следующую работу:

R. A. Waterland and R. L. Jirtle. 2003. Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation. Mol Cell Biol 23(15):5293–5300; Alison Motluk, “Life Sentence,” New Scientist, October 30, 2004.

130. Rowan Hooper, “Mendel’s Laws of Inheritance Challenged,” New Scientist, 27 мая 2006;

Rowan Hooper, “Men Inherit Hidden Cost of Dad’s Vices,” New Scientist, 6 января 2006;

E. Jablonka and M. J. Lamb, Evolution in Four Dimensions: Genetic, Epigenetic, Behavioral, and Symbolic Variation in the History of Life (Cambridge, MA: MIT Press, 2005);

R. A. Waterland and R. L. Jirtle. 2003. Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation. Mol Cell Biol 23(15):5293–5300;

Gaia Vince, “Pregnant Smokers Increase Grandkids’ Asthma Risk,” New Scientist, 11 апреля 2005;

Q. Li, S. Guo-Ross, D. V. Lewis, et al. 2004. Dietary prenatal choline supplementation alters postnatal hippocampal structure and function. J Neurophysiol 91(4):1545–1555;

Shaoni Bhattacharya, “Nutrient During Pregnancy Super- Charges’ Brain,” New Scientist, 12 марта 2004;

Leslie A. Pray, “Dieting for the Genome Generation,” The Scientist, 17 января 2005; Anne Underwood and Jerry Adler, “Diet and Genes,” Newsweek, 24 января 2005.

131. Цитата Рэнди Джиртл приведена в пресс-релизе Медицинского центра Университета Дьюка, доступном по ссылке:

www.dukemednews.org/news/article.php?id=6804.

Статья целиком:

R. A. Waterland and R. L. Jirtle. 2003. Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation. Mol Cell Biol23(15):5293–5300;

Leslie A. Pray, “Epigenetics: Genome, Meet Your Environment: As the Evidence Accumulates for Epigenetics, Researchers Reacquire a Taste for Lamarkism,” The Scientist, 5 июля 2004;

I. C. Weaver, N. Cervoni, F. A. Champagne, et al. 2004. Epigenetic programming by maternal behavior. Nat Neurosci 7(8):847–854;

E. W. Fish, D. Shahrokh, R. Bagot, et al. 2004. Epigenetic programming of stress responses through variations in maternal care. Ann N Y Acad Sci 1036:167–180;

A. D. Riggs and Z. Xiong. 2004. Methylation and epigenetic fidelity Proc Natl Acad Sci U S A 101(1): 4–5.

132. C. R. Camargo, E. Colares, and A. M. Castrucci. 2006. Seasonal pelage color change: news based on a South American rodent. An Acad Bras Cienc 78(1):77–86.

133. J. L. Brooks. 1965. Predation and relative helmet size in cyclomorphic Daphnia. Proc Natl Acad Sci U S A 53(1):119–126;

J. Pijanowska and M. Kloc. 2004. Daphnia response to predation threat involves heat-shock proteins and the actin and tubulin cytoskeleton. Genesis 38(2):81–86.

134. M. Enserink. 2004. Entomology: an insect’s extreme makeover. Science 306(5703):1881.

135. R. Richard Shine and S. J. Downes. 1999. Can pregnant lizards adjust their offspring phenotypes to environmental conditions? Oecologia 119(1):1–8.

136. P. D. Gluckman and M. Hanson, The Fetal Matrix: Evolution, Development, and Disease (New York: Cambridge University Press, 2005).

137. Shaoni Bhattacharya, “Fattening Up Skinny Toddlers Risks Heart Health,” New Scientist, 27 октября 2005;

C. N. Halesand D. J. Barker. 2001. The thrifty phenotype hypothesis. Br Med Bull 60:5–20.

138. W. Y. Kwong, A. E. Wild, P. Roberts, et al. 2000. Maternal undernutrition during the preimplantation period of rat development causes blastocyst abnormalities and programming of postnatal hypertension. Development 127(19):4195–4202.

Полезный обзор на эту тему:

V. M. VehaskariandL. L.Woods. 2005. Prenatal programming of hypertension: lessons from experimental models. JAmSocNephrol 16(9):2545–2556.

139. Rowan Hooper, “Men Inherit Hidden Cost of Dad’s Vices,” New Scientist, 6 января 2006;

M. E. Pembrey, L. O. Bygren, G. Kaati, et al. 2006. Sex-specific, male-line transgenerational responses in humans. EurJHumGenet 14(2):159–166.

Цитата Маркуса Пембрей заимствована из:

E. Pennisi. 2005. Food, tobacco, and future generations. Science 310(5755):1760–1761.

140. Gaia Vince, “Pregnant Smokers Increase Grandkids’ Asthma Risk,” New Scientist, 11 апреля 2005.

141. L. H. Lumey, A. C. Ravelli, L. G. Wiessing, et al. 1993. The Dutch Famine Birth Cohort Study: design, validation of exposure, and selected characteristics of subjects after 43 years follow- up. Pediatric Perinat Epidemiol 7(4):354–367;

A. D. Stein, A. C. Ravelli, and L. H. Lumey. 1995. Famine, thirdtrimester pregnancy weight gain, and intrauterine growth: the Dutch Famine BirthCohort Study. Hum Biol 67(1):135–150;

L. H. Lumey, A. D. Stein, and A. C. Ravelli. 1995. Timing of prenatal starvation in women and birth weight in their first and second born offspring: the Dutch Famine Birth Cohort Study. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 61(1):23–30;

L. H. Lumey and A. D. Stein. 1997. In utero exposure to famine and subsequent fertility: the Dutch Famine Birth Cohort Study. Am J Public Health 87(12):1962–1966;

A. D. Stein and L. H. Lumey. 2000. The relationship between maternal and offspring birth weights after maternal prenatal famine exposure: the Dutch Famine Birth Cohort Study. HumBiol 72(4):641–654.

142. R. A. WaterlandandR. L. Jirtle. 2003. Transposable elements: targets for early nutritional effects on epigenetic gene regulation. Mol Cell Biol 23(15):5293–5300.

143. Christen Brownlee, “Nurture Takes the Spotlight,” Science News, 24 июня 2006.

144. Сайт компании: www.epigenomics.de/en/Company/.

Подробнее на тему эпигенетики читайте:

G. Riddihough and E. Pennisi. 2001. The evolution of epigenetics. Science 293(5532):1063;

E. Jablonka and M. J. Lamb. 2002. The changing concept of epigenetics. Ann N Y Acad Sci 981:82–96;

V. K. Rakyan, J. Preis, H. D. Morgan, and E. Whitelaw. 2001. The marks, mechanisms and memory of epigenetic states in mammals. Biochem J 356(Pt 1):1–10.

145. D. H. Kim, H. H. Nelson, J. K. Wiencke, et al. 2001. p16(INK4a) and histology- specific methylation of CpG islands by exposure to tobacco smoke in non – small cell lung cancer. Cancer Res 61(8):3419–3424;

H. Enokida, H. Shiina, S. Urakami, et al. 2006. Smoking influences aberrant CpG hyper-methylation of multiple genes in human prostate carcinoma. Cancer 106(1):79–86.

146. Цитата доктора Дхананья Сараната приведена по ссылке:

www.telegraphindia.com/1050214/asp/knowhow/story_4376851.asp.

147. Упомянутое в главе исследование Торонтского университета:

A. Kapoor, E. Dunn, A. Kostaki, et al. 2006. Fetal programming of hypothalamo-pituitary-adrenal function: prenatal stress and glucocorticoids. J Physiol 572(Pt 1):31–44;

P. Erdeljan, M. H. Andrews, J. F. MacDonald and S. G. Matthews. 2005. Glucocorticoids and serotonin alter glucocorticoid receptor mRNA levels in fetal guinea-pig hippocampal neurons, in vitro. Reprod Fertil Dev 17(7):743–749.

Приведенная в этой главе цитата взята из:

Alison Motluk, “Pregnancy Drug Can Affect Grandkids Too” New Scientist, 3 декабря 2005.

148. Цитата Питера Джонса приведена в:

Lori Oliwenstein, “USC Cancer Researchers Examine Potential of Epigenetics in Nature,” HSC Weekly, 28 мая 2004.

149. G. Egger, G. Liang, A. Aparicio, and P. A. Jones. 2004. Epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy. Nature 429(6990):457–463.

150. D. Gius, H. Cui, C. M. Bradbury, et al. 2004. Distinct effects on gene expression of chemical and genetic manipulation of the cancer epigenome revealed by a multimodality approach. Cancer Cell 6(4):361–371;

R. S. Tuma. 2004. Silencing the critics: studies move closer to answering epigenetic questions. J Natl Cancer Inst 96(22):1652–1653;

M. Z. Fang, Y. Wang, N. Ai, et al. 2003. Tea polyphenol(-)-epigallocatechin-3-gallate inhibits DNA methyltransferase and reactivates methylation-silenced genes in cancer cell lines. CancerRes 63(22):7563–7570.

151. Цитата Даны Долиной приведена в пресс-релизе, доступном по ссылке: www.dukemednews.org/news/article.php?id=9584.

D. C. Dolinoy, J. R. Weidman, R. A. Waterland, and R. L. Jirtle. 2006. Maternal genistein alters coat color and protects Avy mouse offspring from obesity by modifying the fetal epigenome. Environ Health Perspect 114(4):567–572.

Также читайте:

M. Z. Fang, D. Chen, Y. Sun, et al. 2005. Reversal of hypermethylation and reactivation of p16INK4a, RARbeta, and MGMT genes by genistein and other isoflavones from soy. ClinCancerRes 11(19 Pt 1):7033–7041.

152. Исследование про «11 сентября»:

R. Catalano, T. Bruckner, J. Gould, et al. 2005. Sex ratios in California following the terrorist attacks of September 11, 2001. HumReprod 20(5):1221–1227;

Про стресс, испытываемый матерями из Восточной Германии во время воссоединения семьи:

R. A. Catalano. 2003. Sex ratios in the two Germanies: a test of the economic stress hypothesis. HumReprod 18(9):1972–1975;

Про исследование после войны в Словении:

B. Zorn, V. Sucur, J. Stare, and H. Meden-Vrtovec. 2002. Decline in sex ratio at birth after 10-day war in Slovenia: brief communication. Hum Reprod 17(12):3173–3177;

Про изменения соотношения полов новорожденных после землетрясения в Кобе:

M. Fukuda, K. Fukuda, T. Shimizu, and H. Moller. 1998. Decline in sex ratio at birth after Kobe earthquake. Hum Reprod 13(8):2321–2322;

Hazel Muir, “Women Who Believe in Long Life Bear Sons,” New Scientist, 4 августа 2004;

Оригинальное исследование:

S. E. Johns. 2004. Subjective life expectancy predicts offspring sex in a contemporary British population. Proc Biol Sci 271(Suppl 6):S474– S476;

Will Knight, “9/11 Babies Inherit Stress from Mothers,” New Scientist, 3 мая 2005.

153. Национальный институт генома человека США, www.genome.gov/11006943

154. Shaoni Bhattacharya, “Human Gene On/Off Switches to Be Mapped,” New Scientist, 7 октября 2003;

P. A. Jones and R. Martienssen. 2005. A blueprint for a Human Epigenome Project: the AACR Human Epigenome Workshop. CancerRes 65(24):11241–11246.

Короткая онлайн-статья на сайте Американской ассоциации исследования онкологических заболеваний:

www.aacr.org/Default.aspx?p=6336&d=562.

Глава 8: Такова жизнь: почему ни вам, ни вашему айподу не суждено жить вечно

155. Carol Smith, “Lessons from a Boy Growing Old before His Time,” Seattle Post-Intelligencer Reporter, 16 сентября 2004;

Кроме того, историю про Сета можно найти на сайте ABCNews:

abcnews.go.com/GMA/Health/story?id=1445002.

Для более подробной информации об этом заболевании зайдите на сайт Hutchinson- Gilford Progeria Syndrome Network: www.hgps.net;

Кроме того, отличный сайт с большим количеством полезной информации есть у исследовательского фонда прогерии: www.progeriaresearch.org/progeria_101.html.

156. M. Eriksson, W. T Brown, L. B. Gordon, et al. 2003. Recurrent de novo point mutations in lamin A cause Hutchinson- Gilford progeria syndrome. Nature 423(6937):293–298.

157. P. Scaffidi and T. Misteli. 2006. Lamin A – dependent nuclear defects in human aging. Science 312(5776):1059–1063.

158. L. Hayflick. 1965. The limited in vitro lifetime of human diploid cell strains. ExpCellRes 37:614–616; D. Josefson. 1998. US scientists extend the life of human cells. BMJ 316:247–252;

L. Hayflick. 2000. The illusion of cell immortality. Br J Cancer 83(7):841–846.

159. См. факты и статистику про рак за 2006 год на официальном сайте Американского общества борьбы с раковыми заболеваниями: www.cancer.org/downloads/STT/CAFF2006PWSecured.pdf.

Также читайте:

T. Thom, N. Haase, W. Rosamond, et al. 2006. Heart disease and stroke statistics – 2006 update: a report from the American Heart Association Statistics Committee and Stroke Statistics Subcommittee. Circulation 113(6):e85–151.

160. Онлайн-статья на сайте университета Whitehead Institute:

www.wi.mit.edu/news/archives/1997/rw_0814.html.

161. Этой теме посвящено огромное количество статей. Вот одна из них – несколько устаревшая, однако очень хорошо написанная:

Nicholas Wade, “Experts See Immortality in Endlessly Dividing Cells,” New York Times, 17 ноября 1998.

162. G. A. Cortopassiand E.Wang. 1996. There is substantial agreement among interspecies estimates of DNA repair activity. MechAgeingDev. 91(3):211–218.

163. Потрясающий рассказ про «запланированное устаревание» читайте в:

G. Slade, Made to Break: Technology and Obsolescence in America (Cambridge, MA: Harvard University Press, 2006).

Любопытный взгляд на то, как Apple используют запланированное устаревание в дизайне своего айпода: www.cerge.cuni.cz/pdf/events/papers/060410_t.pdf.

164. “Breakthrough in Premature Ageing,” New Scientist, 12 марта 2005;

P. Scaffidi and T. Misteli. 2005. Reversal of the cellular phenotype in the premature aging disease Hutchinson-Gilford progeria syndrome. Nat Med 11(4):440–445.

165. Подробней про рождение детей с эволюционной точки зрения читайте на стр. 183-203 в:

W. Trevathan, E. O. Smith, and J. J. McKenna, Evolutionary Medicine (New York: Oxford University Press, 1999);

K. R. Rosenberg and W. R. Trevathan, “The Evolution of Human Birth,” Scientific American, ноябрь 2001;

H. Nelson, R. Jurmain, and L. Kilgore, Essentials of Physical Anthropology (St. Paul, MN: West Publishing, 1992).

166. Элейн Морган, из личной беседы.

The Descent of Woman (New York: Stein and Day, 1972);

E. Morgan, The Aquatic Ape Hypothesis (London: Souvenir Press, 1997);

E. Morgan, The Aquatic Ape: A theory of Human Evolution (London: Souvenir Press, 1982);

E. Morgan, The Scars of Evolution (New York: Oxford University Press, 1994);

E. Morgan, The Descent of the Child: Human Evolution from a New Perspective (New York: Oxford University Press, 1995);

A. C. Hardy, “Was Man More Aquatic in the Past?” New Scientist, 17 марта 1960;

F. W. Jones, Man’s Place among the Mammals (New York, London: Longmans, E. Arnold & Co., 1929);

Kate Douglas, “Taking the Plunge,” New Scientist, 25 ноября 2000.

Интервью с Элейн Морган:

Kate Douglas, “Interview: The Natural Optimist,” New Scientist, 23 апреля 2005.

167. A. Kuliukas. 2002. Wading for food the driving force of the evolution of bipedalism? NutrHealth 16(4):267–289.

См. также: Libby Brooks, “Come on in – the Water’s Lovely,” Guardian, 1 мая 2003.

168. Упомянутое в главе исследование:

R. E. Gilbert and P. A. Tookey. 1999. Perinatal mortality and morbidity among babies delivered in water: surveillance study and postal survey. BMJ 319(7208):483–487.

Книга с многочисленными прекрасными фотографиями рожающих в воде и плавающих со своими новорожденными детьми матерей:

J. Johnson and M. Odent, We Are All Water Babies (Berkeley, CA: Celestial Arts Publishing, 1995);

E. R. Cluett, R. M. Pickering, K. Getliffe, and N. J. St George Saunders. 2004. Randomised controlled trial of labouring in water compared with standard of augmentation for management of dystocia in first stage of labour. BMJ 328(7435):314;

E. R. Cluett, V. C. Nikodem, R. E. McCandlish, and E. E. Burns. 2004. Immersion in water in pregnancy, labour and birth. CochraneDatabaseSystRev (2):CD000111.

Упомянутое в тексте итальянское исследование:

A. Thoeni, N. Zech, L. Moroder, and F. Ploner. 2005. Review of 1600 water births: does water birth increase the risk of neonatal infection? J Matern Fetal Neonatal Med 17(5):357–361.

С родами в воде связаны и свои противоречия. Пример исследования, в котором не было обнаружено никакой положительной корреляции:

K. Eckert, D. Turnbull, and A. MacLennan. 2001. Immersion in water in the first stage of labor: a randomized controlled trial. Birth 28(2):84–93.

169. Как и с любыми другими медицинскими процедурами, частота проведения эпизиотомии значительно варьируется в разных странах. Так, например, в США эпизиотомия проводится в 30 процентах случаев, в то время как в Северной Европе этой процедуре подвергается лишь 10 процентов женщин. Подробнее про эту тему читайте:

S. B. ThackerandH. D. Banta. 1983. Benefits and risks of episiotomy: an interpretative review of the English language literature, 1860–1980. ObstetGynecolSurv 38(6):322–338;

Про возможные альтернативы проведения эпизиотомии читайте:

M. M. Beckmann and A. J. Garrett. 2006. Antenatal perineal massage for reducing perineal trauma. Birth 33(2):159.

170. M. B. McGraw, The Neuromuscular Maturation of the Human Infant (New York: Columbia University Press, 1943).

Сноски

1

Аллель, или аллельные гены (от греч. – друг друга, взаимно) – различные формы одного и того же гена, расположенные в двух одинаковых участках гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. – Прим. рецензента.

2

Теория четырех соков, или Гуморальная теория, впервые была сформулирована Гиппократом. – Прим. рецензента.

3

Диета Аткинса – низкоуглеводная система питания, разработанная кардиологом Робертом Аткинсом, согласно которой успешная потеря веса определяется не ограничением количества углеводов, а длительностью диеты и уменьшением общей калорийности пищи. – Прим. ред.

4

Речь идет о книге The discovery of global warming, вышедшей в США в 2003 году. В России не издавалась. – Прим. ред.

5

Корейская война – вооруженное столкновение между Северной и Южной Кореей, длившееся с 25 июня 1950 по 27 июля 1953 г. – Прим. ред.

6

Сеть однотипных магазинов шаговой доступности в США. – Прим. пер.

7

Фруктовая вода с ледяной крошкой. – Прим. ред.

8

Реакция Льюиса – комплекс последовательно развивающихся кожных реакций на выброс гистамина. – Прим. ред.

9

Кетоацидоз – осложнение сахарного диабета, характеризующееся недостаточностью инсулина, повышенным уровнем глюкозы и кетоновых тел (продукты распада жиров) в крови, появлением ацетона в моче и нарушением всех видов обмена веществ в организме. – Прим. ред.

10

ЛЕВИ́ (לֵוִי; в русской традиции Левий), третий сын Иакова от Лии (Быт. 29:34), родоначальник одноименного колена. Каждый член колена также назывался леви — `левит`. Имя Леви производится в Библии от слов, произнесенных Лией при его рождении: «Теперь-то прильнет (иллаве) ко мне муж мой».

Леви с братом Шим‘оном коварно и жестоко отомстили жителям Шхема за бесчестие, нанесенное сыном местного царя их сестре Дине (Быт. 34). Убийство жителей и разграбление города навлекли на Леви и Шим‘она гнев Иакова (Быт. 49:5–7). Сыновьями Леви были Гершон, Кхат и Мерари (Исх. 6:16) — предки трех родов или кланов левитов. Исключенное из первого после исхода из Египта подсчета численности израильтян (Чис. 1:47), колено Леви, согласно специально для него проведенным подсчетам с включением (в отличие от других колен) и младенцев, было самым малочисленным из всех колен Израилевых: 22 или 23 тыс. «лиц мужского пола от одного месяца и выше» (Чис. 3:39; 26:62). Еще во время скитаний по пустыне (см. Исход) левиты были избраны для служения в скинии вместо первенцев Израиля, число которых было почти равным числу левитов (Чис. 3:12–13, 40–43), и таким образом исключены из числа 12 колен. Кровавая расправа левитов с повинными в поклонении золотому тельцу не только доказывает их верность провозглашенным на Синае заповедям (ср. Втор. 33:9), но и выявляет, как и у их прародителя в происшествии с Диной, свойственную им ревностность, которая не щадит «ни брата, ни друга, ни ближнего» (Исх. 32:25–29).

11

Антидепрессанты – класс лекарственных средств, применяемых для лечения депрессии, тяжелого психического расстройства, проявляющегося, главным образом, подавленностью настроения. Существуют разные классы антидепрессантов, которые назначаются врачом в зависимости от типа и степени выраженности депрессии.

Антиконгестанты – лекарственные средства, устраняющие набухание кровеносных сосудов слизистой оболочки носа и устраняющие его заложенность при насморке.

12

Международное наименование. Pseudoephedrin.

Псевдоэфедри́н — адреномиметическое, сосудосуживающее, бронхорасширяющее, антиконгестивное лекарственное средство. Алкалоид, выделяемый из побегов эфедры хвощевой (Ephedra equisetina Bge.), в которых содержится совместно с эфедрином.

Бесцветные игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок со слабым специфическим запахом, легко растворим в воде и этаноле, умеренно — в хлороформе.

По фармакологическим свойствам близок к эфедрину, но менее активен и токсичен.

Состав и форма выпуска. Активное вещество - псевдоэфедрина гидрохлорид. Таблетки 0.06 г по 12 или 24 шт.в упаковке. Сироп (1 мл содержит 0.006 г активного вещества) по 100 мл во флаконах. Судафед отхаркивающий сироп - 5 мл сиропа содержат 30 мг псевдоэфедрина гидрохлорида и 100 мг гвайфенезина, 100 мл сиропа во флаконе. Суспензия, таблетки форте.

13

Этот препарат эффективен для снижения холестерина в крови. Принцип его действия основан на блокировании действия фермента, который принимает участие в выработке холестерина. Холестерин – жироподобное вещество, которое содержится в организме человека. Существует несколько разновидностей холестерина. Так называемый «хороший» холестерин имеет колоссальное значение для организма – входит в состав поверхностного аппарата клеток, принимает участие в выработке Витамина D, обеспечивает синтез стероидных и половых гормонов. «Плохой» холестерин откладывается на стенках кровеносных сосудов, снижает их эластичность, приводит к их закупорке и образованию тромбов.

Липитор снижает содержание «плохого холестерина» в крови и повышает содержание «хорошего». Поэтому может использоваться для профилактики заболеваний кровеносных сосудов.

14

Целокупность — это целостный набор взаимосвязанных частей. Это некая «совокупная целостность», «система» в смысле набора взаимосвязанных частей, представляющего из себя нечто большее, чем просто все части по отдельности, именно за счет их связей и взаимодействия.

15

Фавизм – это наследственная гемолитическая анемия, сопряженная с недостаточностью фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), сформировавшаяся по причине употребления в пищу или вдыхания цветочной пыльцы конских бобов. Заболевание в основном встречается в Сардинии, однако известны случаи заболевания в Калабрии, в Сицилии, США, во Франции, Египте, Англии и других странах. В Советском Союзе семейные заболевания Ф. встречаются в южных районах Азербайджанской ССР. Заболевание преимущественно наблюдается у мальчиков и юношей и, вероятно, связано с конституционально-наследственными причинами. Отмечается выраженная индивидуальная предрасположенность к этому заболеванию и развитие его у членов одной семьи. Наблюдается некоторая внешняя схожесть между фавизмом и гемолитической анемией у пациентов, леченных плазмохином. Это сходство только внешнее. Гемолиз при фавизме сопряжен с врожденным пороком ферментативной системы эритроцитов. Этот порок связан с неустойчивостью редуцированного глутатиона и нехватки дегидрогенезы глюкозо-6-фосфата.

16

Джон Бёрдон Сандерсон Хо́лдейн (англ. John Burdon Sanderson Haldane; сокращённо Дж. Б. С. Холдейн, англ. J. B. S. Haldane; 5 ноября 1892, Оксфорд, Оксфордшир, Великобритания — 1 декабря 1964, Бхубанешвар, штат Орисса, Индия) — английский биолог (генетик, эволюционист, физиолог, биохимик, биометрист), популяризатор и философ науки. Один из основоположников современной популяционной, математической, молекулярной и биохимической генетики, а также синтетической теории эволюции. Член Лондонского королевского научного общества (с 1932), иностранный почётный член академий наук целого ряда стран, включая СССР (с 1942).

17

https://www.youtube.com/watch?v=xOFH57Do2EM

18

«Вторжение похитителей тел» (англ. Invasion of the Body Snatchers) — научно-фантастический фильм, снятый режиссёром Доном Сигелом в 1956 году по роману Джека Финнея.

Сюжет

ривезенный в психиатрическую лечебницу доктор Майлс Беннелл неистово вопит, пытаясь доказать, что он не сошёл с ума. Он рассказывает врачам свою необыкновенную историю…

Возвратившись в город Санта-Мира в Калифорнии после двух недель на медицинской конференции, Майлс встречает Бекки Дрисколл — свою подругу детства, которая несколько лет прожила в Лондоне и теперь вернулась после развода. Доктор также обнаруживает странные явления: один маленький мальчик в панике плачет и кричит, что его мать — больше не его мать, а сестра Бекки утверждает, что её дядя кажется ей не похожим на самого себя. От знакомого психиатра Кауфмана Майлс узнаёт, что таких пациентов в последние дни было уже много. При этом через несколько дней они уже заявляют, что всё нормально, несмотря на то, что врач не оказывал им никакой помощи.

Майлс и Бекки снова начинают встречаться. Они отправляются в кафе, но Майлса просит срочно приехать его друг, Джек Белисек. У него они находят странный труп с бесформенным лицом, отдалённо похожим на Джека. Труп не имеет отпечатков пальцев и также кажется не совсем мёртвым, а как будто находящимся в каталептическом сне. Майлс очень удивляется и просит Джека присмотреть за трупом и обо всех изменениях сообщать ему. Во время беседы Джек случайно режет руку осколком разбитой посуды. Затем Майлс отвозит Бекки домой, где они видят отца Бекки, выходящего из подвала. Майлс не обращает на это внимания. Тем временем Джек и его жена засыпают, а когда просыпаются, обнаруживают, что труп окончательно сформировался в Джека, вплоть до пореза на руке. Они прибегают к Майлсу и у того возникает страшное подозрение. Он отправляется к Бекки и, решив не стучать, пролезает через подвальное окно. В подвале дома он обнаруживает бездыханного двойника молодой женщины. Тогда Майлс отвозит Бекки к себе домой. Там он вместе с Бекки, Джеком и его женой обнаруживает в своей оранжерее гигантские стручки, плоды которых быстро вырастают в человекоподобные существа, похожие на настоящих людей. Майлс прокалывает их вилами. Оказывается, что большинство жителей городка заменены «двойниками», родившимися из этих рассыпанных повсюду стручков.

Герои фильма обнаруживают зловещие стручки

Пытаясь вызвать помощь по телефону, Майлс понимает, что все телефонные линии блокированы, и посылает Джека на машине предупредить жителей соседнего городка. Затем он и Бекки сами уезжают на машине. Владелец станции технического обслуживания подкладывает им в багажник два стручка, которые Майлс вскоре обнаруживает и поджигает. Майлс решает вернуться в Санта-Миру за своей медсестрой, однако с ужасом видит, что её «двойник» уже появился и даже приготовил стручок для своего ребенка. Майлс и Бекки понимают, что они единственные жители городка, избежавшие «дублирования». Они принимают таблетки, чтобы не заснуть: именно во время сна человека двойники занимают его место, выуживая из памяти человека всю индивидуальную информацию.

На следующее утро в городе начинается оживление. Все жители, собравшись на площади, встречают грузовики, наполненные стручками, которые выращены в окрестностях Санта-Миры. Эти стручки шериф города приказывает развозить по всем своим знакомым в соседних городках. Появляется Джек Белисек и психиатр Даниэль Кауфман, однако оба они уже являются двойниками. Они призывают Майлса и Бекки больше не сопротивляться и присоединиться к миру, где веры и эмоций, желаний и амбиций больше не существует. Кауфман объясняет, что семена прибыли из космоса, чтобы дать рождение стручкам, откуда выйдут существа, которые смоделируют более совершенное подобие людей. Этот процесс — первый этап колонизации Земли.

Майлс вместе с Бекки убегает из города. Всё население Санта-Мира бросается за ними. Они прячутся в гроте. Майлс на мгновение покидает Бекки, заинтригованный звуком музыки. Однако затем он видит, что на самом деле её издают грузовики, на которые погружают стручки. Возвратившись к Бекки, Майлс обнаруживает, что ей не удалось противостоять сну, и теперь её место занял абсолютно бесчувственный двойник. Она направляет своих братьев по крови по его следу. Майлсу удаётся добраться до автострады и, пробегая между машинами, он тщетно пытается предупредить водителей о страшной опасности, которая им угрожает. «Скоро будет ваша очередь» — кричит он…

Рассказ Майлса окончен. Доктора, которые его слушали, скептически оценивают его умственное состояние. Но когда прибегает медицинский брат и рассказывает о странных стручках, которые он только что видел во время автокатастрофы, один из докторов решает позвонить в ФБР…

Content

Шарон Моалем
А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания

Предисловие от научного рецензента

Вступление

Глава 1 Железная хватка

Глава 2 Сахара ложка поможет с температурой немножко

Глава 3 Ужиренные солнцем

Глава 4 От боба добра не ищут

Глава 5 О микробах и людях

Глава 6 Погружение в геном

Глава 7 Метильное безумие: в поисках идеального фенотипа

Глава 8 Такова жизнь: почему ни вам, ни вашему айподу не суждено жить вечно

Заключение

Благодарности

Примечания

Сноски