Неидеальный человек: Почему эволюция оставила нам болезни, ошибки ДНК и уязвимости - Лоуренс Херст

отставать в гонке вооружений с паразитами. Беда крупных долгоживущих организмов в том, что их паразиты успевают сменить множество поколений, пока хозяева произведут одно. Человеческое поколение — это примерно 20 лет, поэтому мы эволюционируем черепашьими темпами по сравнению с нашими стремительно размножающимися врагами. В такой ситуации мутации, помогающие держать паразитов в узде, нуждаются в любой поддержке. Возможность полезных мутаций вырваться из плохого генетического окружения и генетическое разнообразие потомства — вот, вероятно, два ключевых фактора, благодаря которым паразиты до сих пор не стерли нас с лица Земли.

Этим же, судя по всему, объясняется парадокс новозеландских улиток: почему половые формы не проиграли конкуренцию бесполым. Когда какой-нибудь бесполый клон становится многочисленным, его атакуют паразиты. На смену приходит новый клон, но и его со временем постигает та же участь. Ахиллесова пята бесполых клонов в том, что все особи генетически одинаковы: паразиту достаточно взломать защиту одной улитки, чтобы получить ключ ко всем остальным. Между тем половые улитки тихо живут своей жизнью, поддерживая заражение на низком уровне. Паразит, смертельный для одного потомка, может оказаться безобидным для его братьев и сестер: генетическое разнообразие создает надежный щит.

Все эти гипотезы подкреплены экспериментами. Ученые заставили лабораторных червей эволюционировать вместе с атакующими их бактериями. Результат: у червей резко возросла частота полового размножения. А популяции, состоявшие из самооплодотворяющихся особей, попросту вымерли.

Экзонные энхансеры сплайсинга, корректирующие ошибки сборки белков; смещенная генная конверсия, подменяющая естественный отбор; половое размножение, вычищающее вредные мутации, — все эти механизмы помогают нам худо-бедно держаться на плаву. Но только едва-едва. Зато у нас, у людей, есть козырь, недоступный другим видам. Большой мозг. В последней главе я расскажу, как именно он позволяет нам дать отпор нашей незавидной эволюционной судьбе. Медицина — вот наше главное оружие против мутаций.

9

Медицина наносит ответный удар

Выходит, человек — кто угодно, только не вершина эволюции. Проще говоря, я всего лишь ходячий геномный хлам, который кое-как функционирует. Стоит взглянуть на эволюцию под этим углом, и миф о неизбежном прогрессе через естественный отбор рассыпается в прах. Путь к совершенству требует особых условий: огромных популяций, редких мутаций, несмещенной передачи генов потомству и правильного взаимодействия между мутациями. Мы же прошли эволюцию совсем в других условиях: крошечные популяции, частые мутации и способ размножения, который выглядит трогательно — мы вынашиваем детей в утробе, бережно их защищая, — но делает нас заложниками искаженной передачи генов и бесконечных генетических конфликтов.

Мы уже видели, как эволюция наносит ответный удар. Половое размножение вычищает вредные мутации — пусть не сразу, но в долгосрочной перспективе. Экзонные энхансеры сплайсинга облегчают бремя ошибок при сборке белков. Смещенная генная конверсия, при всех своих недостатках вроде дефектных стоп-кодонов, вероятно, помогает сохранять гены в рабочем состоянии. Мы выработали генетическую устойчивость к некоторым болезням — правда, возбудители тут же эволюционируют в ответ.

Но у нас, людей, есть козырь получше. Это наш большой мозг, который помог нам изобрести медицину.

Медицина — наша главная надежда в борьбе с тиранией мутаций. Если смотреть шире, медицина — это наш ответ естественному отбору. Многие из читающих эти строки в другую эпоху уже были бы мертвы, просто пали бы жертвами безжалостного естественного отбора. Да что там прежние времена, даже сегодня, родись мы в менее благополучном регионе планеты или просто в бедном районе, многих из нас уже не было бы в живых. Медицина сохраняет людям жизнь, притупляя беспощадный клинок естественного отбора.

Чтобы это понять, необязательно заглядывать в далекое прошлое. Британские медики проанализировали данные 1930–1940-х годов о выживаемости новорожденных с разным весом в первые 28 дней жизни. Оптимальным оказался вес около 3,6 килограмма, при таком весе умирало лишь 2% младенцев. Любое отклонение резко ухудшало шансы на выживание. При весе 2,5 килограмма — сегодня это называют «низкой массой тела при рождении» — к 28-му дню погибал каждый 10-й. Из детей весом 1,6 килограмма выживала только половина (сейчас «очень низкой массой» считается вес менее 1,5 килограмма). Совсем другая картина складывается при анализе данных 1950–1979 годов: смертность в этот период неуклонно снижалась и в 1979 году среди младенцев весом около 2,5 килограмма в первые 28 дней умирало всего 1–2%. Особенно впечатляет снижение смертности среди самых крошечных новорожденных. Во многом это заслуга новых методов выхаживания, например протоколов кислородной терапии, внедренных в 1950-х годах. Сегодня в Великобритании неонатальная смертность в первые 28 дней составляет около 2% — столько же, сколько в 1930-х годах умирало младенцев с идеальным весом.

Однако рост выживаемости сам по себе еще не означает ослабления естественного отбора. Отбор работает только тогда, когда хотя бы часть различий в весе новорожденных обусловлена генетикой. Если генетика ни при чем, то гибель или выживание младенцев никак не повлияет на генофонд нынешнего и будущих поколений. Скажем, если малый вес ребенка вызван только недоеданием матери во время беременности, то вся изменчивость определяется исключительно факторами среды. В реальности же около 25% различий в весе одиночных новорожденных (то есть не из двойни) объясняется генетическими различиями. И поскольку мы научились выхаживать маловесных детей, естественный отбор по этому генетическому компоненту изменчивости существенно ослаб.

Медицина в значительной мере ослабляет отбор на устойчивость к паразитам

Успехи в выхаживании новорожденных впечатляют, но вот вопрос: какое медицинское достижение с 1840 года вы назвали бы самым важным? В 2007 году British Medical Journal провел опрос среди врачей и обычных людей, задав именно этот вопрос. Дата выбрана неслучайно — первый номер журнала вышел именно в 1840 году. Так что вы ответите?

Результаты опроса многое говорят о приоритетах. Первое место меня поразило — это то, что в развитых странах давно стало обыденностью и воспринимается как данность: системы водоснабжения и канализации.

В Британии санитарная революция развивалась параллельно с пониманием механизмов распространения болезней. Переломным моментом стало расследование, которое провели доктор Джон Сноу и местный священник Генри Уайтхед во время вспышки холеры в Лондоне в 1854 году. До них господствовала миазматическая теория: холеру и чуму приписывали ядовитым испарениям и «дурному воздуху». По той же логике объясняли и малярию, отсюда и название, от итальянского mala aria — «плохой воздух».

Составив карту адресов погибших от холеры и источников их питьевой воды, Сноу и Уайтхед вышли на след убийцы — им оказалась обычная уличная водоразборная колонка. Выяснилось, что колодец пробурили слишком близко к выгребной яме соседнего дома, — в ту эпоху лондонцы либо держали