Место красит человека (стр. 1 из 3)

Лев Анатольевич Животовский, д.б.н., гл.н.с. Института общей генетики им.Н.И.Вавилова РАН.

Ночи были полны ветра, струящегося в блеске лун сквозь море трав в пустых полях. Люди остались лицом к лицу с необъятностью Марса, опаляемые зноем марсианского лета, укрытые в домах марсианской зимой. Что станется с ним, с остальными? … Лежа в постели, Гарри чувствовал, как удлиняются у него кости, как они изменяют форму, размягчаются, словно плавящееся золото. Спящая рядом жена была смуглая, золотоглазая. Она спала спокойно; спали в своих кроватках бронзово-загорелые дети. А ветер свистал в изменившихся персиковых деревьях, волновал сиреневую траву, срывал с роз зеленые лепестки.

Рэй Брэдбери

“Были они смуглые и золотоглазые”

“Из каких Вы мест?” - этот вопрос был обычным лет 40 назад, когда люди еще мало ездили и если заводили разговор с приезжим, чей вид, говор и поведение говорили о том, что вырос он в иных краях. Из книг мы знали, что аборигены Африки - черные, а Америки - краснокожие. И хотя негров и индейцев мы видели в те времена только на иллюстрациях к приключенческим романам, они подсказывали нам, что климат, рельеф, вода, животные, растения, люди - т.е. все то, что окружает нас с рождения, - каким-то образом лепят человека по своему образу и подобию.

В этом эссе речь пойдет о многообразном влиянии окружающей среды на адаптивные изменения у человека. Мы будем говорить о тех различиях, что существуют сегодня между расами и другими этническими группами, о том, как они эволюционно возникли, об адаптивных тенденциях современного человечества. Многое изучено лишь совсем недавно, и об этом можно прочитать только в научных публикациях. Однако в современной жизни, когда люди стали намного мобильнее, чем 40 лет назад, и выходцы из разных мест все чаще встречаются друг с другом, эти научные открытия прямо касаются чувствительных вопросов различия людей. Понимание экологических, генетических и социальных первопричин таких различий позволит грамотно относиться к ним.

Условия среды определяют основные различия между людьми. Мы - представители класса млекопитающих, и у всех зверей с нами много общих биологических черт. Унаследованы они от общих предков, живших десятки миллионов лет назад (млекопитающие зародились 30-40 млн лет назад). У нас с ними одни и те же гены и признаки, определяющие “каркас” организма. Хотя млекопитающие во многом схожи, но выглядят и живут они по-разному, поскольку, как говорят биологи, занимают разные экологические ниши. За сотни тысяч и миллионы поколений каждый вид “вписался” в свою нишу, соответственно которой и устроены его особи: одно дело жить в воде, как киты, другое - на суше, как слоны, третье - в джунглях, как обезьяны.

Человек ближе всего к высшим обезьянам. С ними нас эволюционно связывает общность прошлых условий жизни: ведь минуло “лишь” 7 млн лет с тех пор, как ветви, ведущие к человеку и наиболее родственному из современных высших обезьян - шимпанзе, отделились от общего предка. Но все это время предки человека жили в иной экологической нише, чем предки человекообразных обезьян. Адаптация к новым условиям и привела за это время к нынешним отличиям между нами и шимпанзе.

Однако разные экологические ниши занимают не только разные виды, но и отдельные группы и популяции. Каждая из них адаптировалась к своей среде и со временем стала отличаться от других популяций. Эволюционная генетика позволяет понять, как развивались генетические механизмы приспособления и как возникали наследственные различия между людьми из разных мест. Перейдем к примерам.

На прародине человечества, в Центральной Африке, сильнейшим внешним фактором были высокая температура и интенсивная солнечная радиация. Поэтому терморегуляция тела стала тем механизмом, который обусловил основные существующие ныне отличия аборигенов экваториального пояса Земли от европейцев. Действительно, у негров Африки сильно пигментированная кожа (с большим количеством меланина), а вот у шимпанзе и гориллы - светлая, лишь с темными участками на ладонях, подошвах и лице у взрослых особей. С большой долей вероятности можно предположить, что наши далекие африканские предки также имели светлую кожу. Но почему же тогда исконные обитатели Африки темнокожие? Палеоэкологические и палеонтологические находки говорят о том, что, вероятнее всего, первые обезьянолюди вышли (или были вытеснены) из-под полога леса на более открытые пространства Экваториальной Африки. Как приспособление к тропической жаре, для спасения от перегрева, у предка человека за прошедшие миллионы лет возник механизм потоотделения через формирование системы потовых желез - с одновременным уменьшением волосяного покрова для более эффективного испарения пота и охлаждения тела.

Оголение кожи спасло человека от перегрева, но привело к нежелательным последствиям - открыло тело губительному действию ультрафиолета на ДНК и, в конечном счете, на процессы клеточного деления и сперматогенеза. Как защитная реакция организма на лучи палящего солнца африканских саванн усилился синтез вырабатываемого в коже пигмента меланина, который поглощал большую часть ультрафиолетовых лучей. Наличие пигментных зерен и обусловило темный цвет кожи. Однако природа поставила преграду неограниченному росту содержания меланина. Кожа должна была быть частично проницаема для ультрафиолета, поскольку именно он запускает синтез витамина D, который регулирует фосфорно-кальциевый обмен в организме. Так, у коренных народов Африки в чреде поколений количество меланина эволюционно (через отбор соответствующих генов) стабилизировалось на оптимальном для экваториальных районов уровне.

Механизм эволюционной стабилизации уровня меланина, запущенный в обратную сторону, привел к вторичному осветлению кожи в холодных районах планеты, когда вылившийся из Африки поток человечества повернул на север. Адаптивность людей к условиям севера сформировалась за счет такого уменьшения количества меланина, при котором поток поглощенных организмом ультрафиолетовых лучей еще обеспечивал синтез витамина D. В результате пигментация кожи у представителей разных народов в целом уменьшается по мере удаления от экваториальной зоны планеты (см. рис.).

Изменение пигментации кожи у представителей разных народов в зависимости от географической широты. Чем ближе к экваториальной зоне, тем сильнее пигментация кожи у аборигенных народов, что представлено на карте участками различной затемненности. Требуются десятки тысяч лет, чтобы отбор привел к изменению цвета кожи, поэтому в тропической зоне Америки интенсивность пигментации у индейцев гораздо меньше, чем у аборигенов Африки. Действительно, поскольку предки американских индейцев (потомки североазиатских народов) проникли в Новый Свет сравнительно недавно - 12-15 тыс. лет назад, этого эволюционного времени было недостаточно для развития темной окраски. В то же время коренное население Австралии — негроидное: материк был заселен около 60 тыс. лет назад. Следует иметь в виду, что отбор в сторону большей или меньшей пигментации идет на фоне других факторов среды, в том числе состава пищи. Так, наличие достаточного количества витамина D в рыбной диете уменьшает потребности организма в синтезе собственного витамина D и, тем самым, может уменьшить отбор на осветление кожи в северных районах у народов, тысячелетиями занимавшихся морским промыслом. Вероятно, поэтому некоторые народы Севера, например, гренландские эскимосы, имеют темную кожу.

Другой пример, демонстрирующий последствия адаптации человека к тропическому климату, - рост пигмеев Экваториальной Африки, живущих под пологом леса. Они невысокие, но не только потому, что маленьким удобно в густых лесных зарослях. Основная причина - опять-таки терморегуляция: во влажных лесных дебрях тропиков небольшой рост обеспечивает лучшее соотношение площади поверхности и массы тела, оптимизируя потоотделение и предохраняя организм от перегревания. И еще один пример: у аборигенов жарких пустынь высокий рост и тонкие икры - чтобы большая часть тела находилась подальше от раскаленной земли.

Все это говорит о том, что приспособление к местным условиям (часто к одному или немногим факторам, например солнечной радиации) может вызвать заметные морфологические и физиологические различия между людьми. Таким путем эволюционно формировались основные наследственно обусловленные отличия между народами, обитающими в различных климато-географических условиях, и не только по росту или цвету кожи, но и по другим признакам (цвету волос и глаз; форме тела, черепа или носа; структуре волоса и его длине; усвояемости различных продуктов питания и др.). Параллельно, вследствие определенной пространственной изоляции, складывались свои языки и культура, т.е. возникли тесно сплоченные этнические группы, отличающиеся между собой по внешнему облику, образу жизни, языку, нравам, обычаям и верованиям. Географически разделенные “континентальные” группы человечества назвали расами, а наследственные признаки, отличающие их (в первую очередь цвет кожи), - расовыми.

За термином “раса” тянется длинный хвост негативных ассоциаций, связанных с представлением о биологической неравноценности разных народов. Но из всего сказанного выше очевидно, что их следует рассматривать как “экологические расы”, генетически отличающиеся лишь по признакам, обеспечивших лучшую адаптацию к соответствующим условиям среды, а в остальном сходных. В современном мире с развитой защитой от солнечной радиации и других факторов среды и при усиливающихся генных потоках между расами такие признаки переходят в разряд “нейтральных”. Они являют собой еще один тип наследственного разнообразия людей (полиморфизма), аналогичного полиморфизму групп крови, цвета волос и глаз, и т.п.

Распространенность наследственных патологий в разных этнических группах и географически далеких регионах также обусловлена эволюционными процессами. Многие наследственные заболевания возникают как “вредные” мутации - “поломки” функционально важных генов. Если хоть какие-то носители таких мутаций доживают до репродуктивного возраста, они передаются следующим поколениям. Сохранившаяся мутация распространяется сначала среди географически близких популяций, а затем, через миграции, - в более отдаленные места. Так, на основе чисто случайного появления мутаций, их диффузии в соседние популяции и локального отбора со временем возникают этнические и региональные различия по тем или иным наследственным патологиям. При этом специфические факторы среды могут либо усиливать, либо, наоборот, ослаблять эффект вредной мутации, т.е. распространенность того или иного заболевания может сдерживаться или усиливаться.