Классификация рас . Все люди, живущие в настоящее время, принадлежат к одному виду; любые браки между ними дают плодовитых потомков. Получить же достоверный ответ на вопрос о том, были ли какие-либо древние формы человека, например неандертальский человек, представителями вида Homo sapiens, невозможно. Вид Homo sapiens разделен на популяции, которые обычно называют расами. Раса - это большая популяция индивидов, у которых значительная часть генов общая и которую можно отличить от других рас по общему для нее генофонду. В давние времена представители одной расы часто жили вместе в сходных социокультурных условиях. Понятие "раса" перекрывается с другими понятиями, применяемыми для обозначения меньших по размеру популяционных единиц, например с понятием "дем". Классификация и история рас составили одно из основных направлений исследований в области классической антропологии, проводившихся в XIX и особенно в начале XX веков. Предлагавшиеся ранее классификации основывались на соответствующих зрительных впечатлениях и на анализе статистических распределений антропометрических признаков. По мере развития генетики человека для этого все шире стали использоваться данные о частотах полиморфных генетических маркеров. Классификации разных авторов несколько различаются в деталях ; однако подразделение человечества на негроидов, монголоидов и европеоидов не вызывает никаких сомнений. К этим трем большим расам нередко добавляют две меньшие группы, а именно койсанидов или капоидов (бушменов, и готтентотов) и австралоидов (австралийских аборигенов и негритосов).
Генетические различия между расами. Приведенное здесь определение расы является генетическим, и поэтому было бы желательно построить расовую классификацию на основе признаков, хорошо изученных на генном уровне. Можно выделить несколько групп таких признаков.
Многие гены функционируют у всех человеческих существ, проявляя, возможно, лишь небольшие количественные различия в уровне экспрессии. Например, у каждого человека есть гены, детерминирующие структуру ферментов, необходимых для осуществления множества основных метаболических процессов. Необычные индивиды - носители редких мутаций, изменивших эти гены, страдают от врожденных ошибок метаболизма. Многие гены, принадлежащие этой группе, имеются и у других живых существ.
Есть признаки и, следовательно, детерминирующие их гены, общие для всех или почти для всех представителей какой-то одной расы; у индивидов иных рас они отсутствуют. Число таких признаков, по-видимому, очень невелико; с генетической точки зрения они охарактеризованы плохо. Один из примеров признаков такого рода-вертикальная складка верхнего века у монголоидов.
К третьей группе признаков следует отнести такие, которые встречаются только у одной из трех основных рас, а у представителей двух остальных отсутствуют. Эта группа включает большое число маркеров генов, составляющих множество хорошо охарактеризованных систем генетического полиморфизма (табл. 7.5). Один из таких признаков - выявляемый при анализе крови фактор Диего . Эта группа крови была обнаружена в 1953 г. у представителей четырех поколений одной венесуэльской семьи; при этом было показано, что у большинства белых людей фактор Диего отсутствует. Фенотипические частоты этого фактора, полученные при изучении популяций американских индейцев, варьируют от 0,025 до 0,48. В популяциях белых и негров соответствующий аллель не обнаружен вообще. С другой стороны, у монголоидов, например японцев и китайцев, он встречается, хотя и с более низкой средней частотой. Эти данные подтверждают предположение, выдвинутое в классической антропологии, согласно которому американские индейцы являются частью большой монголоидной расы.
Существует еще один класс признаков, которые в одних популяциях встречаются чаще, чем в других. К ним относятся признаки и аллели, имеющиеся у всех человеческих рас, но встречающиеся в них с разными частотами. К этому классу принадлежат, например, аллели большинства систем генетического полиморфизма и гены, детерминирующие количественные признаки, такие, как рост, пропорции тела и физиологические функции. Полиморфные аллели все шире используются в исследованиях, предпринимаемых с целью охарактеризовать различные популяции с генетической точки зрения. Благодаря этому появилась возможность достаточно объективно классифицировать популяции. Результаты работ, посвященных указанной проблеме, обобщены в монографии Муранта . Имеющиеся данные свидетельствуют о сходстве частот некоторых гомологичных генов в разных популяциях и о том, что построение расовых классификаций - задача непростая: внутригрупповые различия между представителями любой расовой группы часто превышают различия между представителями разных больших рас (монголоидами, негроидами и европеоидами).
Как протекала эволюция, приведшая к возникновению генетических различий между расами? Главным фактором эволюции фенотипов и, в частности, главным фактором расогенеза является естественный отбор, обусловливающий адаптацию к различным условиям окружающей среды. Для того чтобы отбор, приводящий к возникновению генетических различий (например, между большими расами), был эффективным, необходима значительная репродуктивная изоляция субпопуляций. Существовал ли период в ранней истории человечества, когда популяция людей была подразделена на три более или менее изолированные субпопуляции?
На протяжении большей части последнего ледникового периода (около 100000 лет назад) громадная площадь поверхности Земли была покрыта льдом (рис. 7.11). Гималайские и Алтайские горы с расположенными на них ледниками разделяли евразийский континент на три области, создавая тем самым условия для раздельной эволюции белых на западе, монголоидов на востоке и негроидов на юге. Современные области расселения трех больших рас не совпадают с теми областями, в которых они формировались; это несоответствие может объясняться миграционными процессами .
Генетические различия, обусловленные действием определенных селективных механизмов: пигментация кожи и облучение. Наиболее заметные различия между большими расами - это различия по пигментации кожи. Большинство современных приматов имеют темную пигментацию, и поэтому есть основания предполагать, что популяции древнего человека также состояли из темнокожих индивидов, особенно если учесть, что первые люди возникли в Африке. Почему же тогда столь слабо пигментирована кожа белых и монголоидов?
Согласно одной правдоподобной гипотезе, в местах расселения этих двух рас произошла адаптация людей к низкому уровню ультрафиолетового (УФ) облучения. УФ-свет участвует в происходящем в коже человека превращении провитамина D в витамин D (рис. 7.12). Витамин D в свою очередь необходим для классификации костей; его нехватка приводит к рахиту. Одно из наиболее опасных проявлений рахита - это деформация таза, нарушающая нормальные роды, что в условиях жизни первобытных людей часто приводило к смерти матери и ребенка. Этот эффект, очевидно, порождает сильное давление отбора. На рис. 7.13 приведена карта, отражающая степень пигментации кожи людей и интенсивность облучения УФ-светом в разных районах мира .
Рис. 7.13. Интенсивность ультрафиолетового света и степень пигментации кожи туземного населения в различных районах мира. Приведенные числа - это средние величины интенсивности солнечной радиации, падающей на горизонтальную плоскость на поверхности земли (средние за 24 ч годовые значения, выраженные в мВт × см -2)
Из этой гипотезы вытекает, что в слабопигментированную кожу УФ-излучение проникает легче, чем в сильнопигментированную, и, следовательно, при одинаковых дозах УФ-облучения в светлой коже образуется больше витамина D, чем в темной. Такой вывод подтверждается данными, полученными на свиньях. Существует порода свиней, у которых средняя часть туловища сильно пигментирована, тогда как остальная кожа почти лишена пигмента. Образование витамина D после УФ-облучения in vitro в непигментированной коже оказалось выше, чем в пигментированных участках того же животного (рис. 7.14). Зависимость между географической локализацией популяции и пигментацией кожи ее членов не подтверждается в двух случаях - для эскимосов и африканских пигмеев. Обе популяции, особенно последняя, состоят из темнокожих индивидов, хотя и в арктических районах, и на земле под пологом влажного тропического леса УФ-излучение сравнительно слабое. Эскимосы, по-видимому, получают нужное количество витамина D из рыбьей и тюленьей печени, а пигмеи - из личинок насекомых, составляющих часть их рациона .
Рис. 7.14. Образование витамина D (мг/см 2 кожи: ордината) у свиней после облучения УФ-светом (S 300; расстояние 50 см). По оси абсцисс отложено время облучения. Скобками отмечены стандартные отклонения средних значений
Открытие того факта, что группа крови Даффи (Duffy) имеет отношение к функционированию рецепторов для Plasmodium vivax, имеет очень важное значение. В этом случае выяснение биологической роли системы эритроцитарного полиморфизма произошло уже после ее обнаружения. Практически все африканцы являются Даффи-отрицательными. Можно предположить, следовательно, что благодаря своему селективному преимуществу этот аллель распространился по всей популяции.
Недавно была разработана альтернативная гипотеза . Согласно ей, предсуществующие высокие частоты Даффи-отрицательного аллеля препятствовали тому, чтобы малярия, вызванная P. vivax, стала эндемичной болезнью Западной Африки. Обосновывается тезис, что малярия, вызванная P. vivax, появилась у предкового примата и не смогла распространиться по Африке из-за наличия у него Даффи-отрицательного аллеля.
Всасывание и нарушение всасывания лактозы. Лактоза - существенный в пищевом отношении углевод молока (рис. 7.15). Для того чтобы произошло всасывание лактозы в тонкой кишке, она должна гидролизоваться специальным ферментом лактазой, который локализуется в щеточной каемке эпителиальных клеток кишечника. Лактоза содержится в молоке почти всех млекопитающих; активность лактазы высока у новорожденных и детей грудного возраста, принадлежащих к любой популяции и расе, и понижается при отнятии от груди. В последующем же лактазная активность поддерживается на низком уровне, составляя обычно менее 10% активности этого фермента у новорожденного.
Еще несколько лет назад существовало представление, что у людей "в норме" высокая активность лактазы сохраняется и во взрослом состоянии. Лица с высокой лактазной активностью могут переносить большие количества лактозы; после лактозной нагрузки в их крови значительно увеличивается концентрация глюкозы и галактозы - сахаров, из которых состоит молекула лактозы.
Нарушение всасывания лактозы . У лиц с низкой лактазной активностью после употребления молока увеличения глюкозы в крови либо не происходит вовсе, либо оно незначительно. У таких людей после приема 25-50 г лактозы (1 литр коровьего молока содержит 45-50 г лактозы) появляются клинические симптомы непереносимости. Они включают диарею, схваткообразные боли в животе, метеоризм. Малые количества молока и молочные продукты, в которых большая часть лактозы гидролизована (йогурт или простокваша), переносятся без каких-либо неприятных последствий. Сравнительный анализ переносимости лактозы у черных и белых американцев показал, что негры не переносят молоко гораздо чаще, чем белые . В настоящее время в этом отношении изучено множество популяций (рис. 7.16). Наиболее достоверные результаты можно получить, измеряя активность лактазы в биопсийных пробах кишечника. Вполне понятно, что такой метод не подходит для популяционных или посемейных исследований. Для них были разработаны стандартные тесты, основанные на измерении содержания Н 2 в выдыхаемом воздухе после орального приема определенной дозы лактозы .
В большинстве популяций монголоидов, индейцев и эскимосов сохранение лактазной активности у детей старшего возраста и у взрослых встречается очень редко или не встречается вообще. Столь же низкая частота переносимости лактозы регистрируется у большинства арабов и евреев, а также в популяциях тропической Африки, у австралийских аборигенов и меланезийцев. Значительное преобладание лиц, сохраняющих лактазную активность во взрослом состоянии (> 75%), характерно только для жителей Северной и Центральной Европы и для их потомков на других континентах. Заметим, однако, что высокую частоту переносимости лактозы отмечали и в ряде групп африканских кочевников-скотоводов. У населения Испании, Италии и Греции обнаружены промежуточные частоты (30-70%). Народы Южной Азии проявляют высокую изменчивость по этому признаку; возможно, что его появление у населения данного региона обусловлено миграцией. В популяции американских негров частота этого признака несколько выше, чем у африканцев.
Какое состояние следует считать нормальным? В большинстве популяций человека после отнятия детей от груди у них происходит понижение лактазной активности; эта особенность является общей для двух из трех больших рас (негров и монголоидов). Сохранение активности лактазы во взрослом состоянии характерно только для белых, причем даже у них этот признак встречается не во всех популяциях. Следовательно, для людей, как и для других млекопитающих, потеря этой специфической активности - вполне "нормальное" явление.
Однако ученые, которые проводили эти исследования, нормой считали переносимость лактозы, поскольку в европейских популяциях распространен именно этот признак. Такой вывод имел определенные экономические последствия. Известно, что для улучшения белкового питания детей из африканских и азиатских стран в эти регионы поставляли большое количество молочного порошка; инициаторы этой акции исходили из не лишенной логики гипотезы, согласно которой то, что хорошо для европейских детей, должно также быть хорошо и для детей развивающихся стран. В свете наших нынешних знаний о популяционных распределениях переносимости лактозы эти программы, по-видимому, требуют пересмотра. Конечно, запретить совсем потребление лактозосодержащей пищи в популяциях, состоящих из лиц, не переносящих лактозу, неразумно, поскольку в противном случае они будут страдать от белковой недостаточности.
Индукция фермента или генетическая изменчивость? Существуют два возможных биохимических объяснения нарушения всасывания лактозы.
1. Нарушение всасывания лактозы, возможно, является следствием низкого уровня потребления лактозы большинством индивидов после прекращения грудного вскармливания. Мы знаем, что активность многих ферментов может увеличиваться при добавлении субстрата (субстрат-специфическая индукция) . Эта гипотеза вначале получила широкое признание, но ее последующая проверка на животных и людях дала отрицательные результаты .
2. Семейные исследования свидетельствовали о генетической обусловленности этого признака, а точнее, об аутосомно-рецессивном типе наследования нарушения всасывания лактозы.
Аутосомно-рецессивное наследование нарушения всасывания лактозы было продемонстрировано в широкомасштабном исследовании соответствующих типов браков в Финляндии . Это результат нашел подтверждение при изучении многих других популяций. "Всасыватели" лактозы являются либо гомозиготами, либо гетерозиготами по гену всасывания лактозы, а лица с нарушением всасывания этого гена не имеют.
Множественный аллелизм? Снижение лактазной активности до определенного уровня (рецессивный признак) в разных популяциях происходит в разном возрасте. В Таиланде и у банту все дети старше 4 лет не обнаруживают повышения глюкозы крови после лактозной нагрузки. Доля детей американских негров, неспособных усваивать лактозу, от общего числа ровесников растет с увеличением их возраста до 14 лет, а в Финляндии полная экспрессия соответствующих генов задерживается и происходит в интервале между 15 и 20 годами. Такая фенотипическая изменчивость может быть обусловлена множественными аллелями или различиями в количестве и свойствах молока, употреблявшегося в детские годы, и требует дальнейшего изучения.
Генетический механизм. Мы уже говорили, что остаточная лактазная активность присутствует и у взрослых, неспособных усваивать лактозу. До сих пор неизвестно, есть ли отличия в структуре лактазы у лиц с нарушением всасывания и у "всасывателей". Переключение с высокой на низкую активность несколько напоминает переход от продуцирования γ-цепи гемоглобина к продуцированию β-цепи, сопровождающийся переходом от образования HbF к образованию НbА; сохранение лактазной активности у взрослых можно сравнить с сохранением фетального гемоглобина (разд. 4.3).
Естественный отбор. Сохранение в большинстве популяций человека лиц, способных всасывать лактозу, наличие этого признака у других млекопитающих свидетельствует, что ген, ответственный за сохранение лактазной активности, время от времени возникал в ходе эволюции человека в результате мутации и что высокие частоты данного гена в некоторых популяциях обусловлены его селективным преимуществом. Какова природа этого преимущества? На этот счет выдвинуты две основные гипотезы .
1. Культурно-историческая гипотеза.
2. Гипотеза, согласно которой лактоза способствует лучшему усвоению кальция .
Согласно первой гипотезе, доместикация молочного скота, происходившая в эпоху неолита (около 9000 лет назад), привела к селективному преимуществу индивидов, которые могли удовлетворять большую часть своих пищевых потребностей в белке, употребляя молоко. Действительно, существует ряд популяций, состоящих из потребителей молока; например, упоминавшиеся выше скотоводческие племена. К ним эта гипотеза вполне приложима. Однако утверждение об ее универсальном значении вызывает определенные сомнения. Например, обращает на себя внимание отсутствие параллелизма между обычаем пить молоко и преобладанием лиц, способных всасывать лактозу. Большие популяции Африки и Азии состоят из потребителей молока, но характеризуются очень низкими частотами лиц, усваивающих лактозу. Тем не менее в любой популяции всегда существуют несколько индивидов, способных усваивать лактозу; следовательно, этот ген имелся и раньше и мог испытывать благоприятствующее действие отбора. В Европе самая высокая частота гена всасывания лактозы обнаружена на юге Скандинавии (0,7-0,75), где молочное скотоводство стало развиваться сравнительно недавно. До того как люди научились искусственно охлаждать молоко или получать его в сухом виде, лица, неспособные усваивать лактозу, без труда обнаруживали, что кислое молоко переваривается ими намного лучше чем свежее. Все сказанное убеждает нас в том, что альтернативное предположение о специфическом преимуществе молочного питания в природных условиях Северной Европы заслуживает внимания.
Известно, что дефицит витамина D в северных районах обусловлен пониженным уровнем УФ-облучения. В настоящее время предполагают, что лактоза может заменять витамин D, улучшая усвоение кальция . Для этой гипотезы ключевой проблемой является вопрос о механизме возможного противорахитического действия высокого уровня всасывания лактозы. Существует ли феномен специфического усиления поглощения кальция, сопряженного с гидролизом лактозы? Эксперименты на животных не могут дать однозначный ответ, поскольку взрослые животные неспособны всасывать лактозу. Недавние исследования на людях показали, что всасывание лактозы действительно усиливает поглощение кальция .
Независимо от того, подтвердится кальциевая гипотеза или будет опровергнута, можно констатировать, что она обладает рядом особенностей, свойственных эвристическим гипотезам. Она конкретна, содержит предположение о механизме действия и дает идею экспериментов, с помощью которых ее можно проверить.
Витамин D и генетические маркеры сыворотки крови (система GC). Генетический полиморфизм фракции β 2 -белка сыворотки крови человека выявляется иммунологическими методами и известен с 1959 г. : в настоящее время описано много аллелей этой системы, но большинство популяций полиморфно только по двум из них, а именно по GC 1 и GC 2 ; у австралийских аборигенов имеется третий аллель - GC Ab0 , а у индейцев чиппева - четвертый - GC Chip . Первые данные о частотах этих генов показали, что в очень засушливых районах аллель GC 2 встречается редко. Этот результат стал понятным, когда была установлена функция GC-белков, которые, как оказалось, переносят витамин D .
Позднее появились данные, свидетельствующие о связи между интенсивностью солнечного освещения и полиморфизмом GC-аллелей; в большинстве популяций, живущих на протяжении длительного времени в районах с низкой интенсивностью солнечного света, обнаружены высокие частоты GC 2 .
Такое географическое распределение свидетельствует о селективном преимуществе GC 2 . Возможно, оно обусловлено тем, что этот аллель обеспечивает более эффективную транспортировку витамина D (что особенно важно, когда запас данного витамина ограничен). Это в свою очередь может приводить к понижению частоты рахита либо у индивидов, гетерозиготных по аллелю GC 2 , либо у гомозиготных по нему индивидов, либо и у тех и других. Точный механизм отбора, действующий в данном случае, еще предстоит выяснить.
Возможные селективные механизмы в случае других расовых характеристик. Кроме примеров, приведенных в предшествующих параграфах и использованных в главе, посвященной популяционной генетике, о селективном преимуществе или вредности расовых признаков известно очень мало.
Можно предполагать, что небольшой рост и плотное телосложение эскимосов, а также характерный для них относительно толстый слой подкожного жира дают определенные преимущества в холодном климате, а широкая грудная клетка южноамериканских индейцев, живущих высоко в Андах, связана с респираторной адаптацией к жизни в условиях высокогорья.
Представители разных расовых групп в США и других развитых странах обнаруживают различия в подверженности мультифакториальным болезням. Например, американские негры чаще страдают гипертонией, чем белые. Было также показано, что некоторые группы индейцев, например живущие в Тринидаде, имеют более высокую долю больных сахарным диабетом, чем другие популяционные группы. Несомненно, что причина таких различий станет понятной тогда, когда популяционной генетикой заинтересуются исследователи с медицинским образованием, хорошим знанием конкретных болезней.
Для объяснения существующей частоты заболеваний диабетом и атеросклерозом предложено несколько гипотез, например концепции "экономного генотипа" и быстрой мобилизации липидов. Предполагается, что в условиях голодания диабетический генотип обеспечивает более эффективную мобилизацию углеводов, а гены предрасположенности к атеросклерозу способствуют более быстрой мобилизации жиров.
Есть мнение, что такие селективные механизмы, действовавшие в прошлом, когда на протяжении многих поколений голодание было обычным состоянием человека, объясняют высокую частоту больных диабетом и атеросклерозом в настоящее время. К сожалению, ни одна из этих гипотез не согласуется с современными патофизиологическими концепциями углеводного и липидного метаболизма.
С. Дробышевский: Вы всё правильно понимаете! Нет вообще в природе "европеоидных" или "негроидных" гаплогрупп. Расы выделялись по внешним признакам современных людей. Гаплогруппы - варианты генов, которые встречаются в разных морфологических расах с разной частотой. Просто некоторые генетики склонны либо упрощать запись, либо не понимают, что сами пишут. Когда какая-то гаплогруппа ЧАСТО встречается среди европеоидов, генетики называют её "европеоидной". Когда она часто встречается у каки-нибудь народов, они могут запросто назвать её "тюркской", "индоевропейской" или "финно-угорской". А это уже совсем бред, потому что лингвистика с расами и генами напрямую вообще не связана . Но это бывает удобно. Короче же, чем сказать: "гаплогруппа, которая с наибольшей частотой встречается среди представителей народов, говорящих на языках угорской лингвистической семьи по сравнению с представителями других народов". Если гаплогруппа встречается в Центральной Африке, это значит, что она там есть и настолько же "негроидная", как и "европеоидная". И плести тут какие-то миграции можно в обе стороны. И уж тем более бред - приписывать носителям некой гаплогруппы некий конкретный цвет кожи! Цвет кожи определяется массой генов, которые имеют свою историю. Сейчас же в Африке носители этой гаплогруппы имеют чёрный цвет, почему же тогда гаплогруппа должна была непременно быть принесённой белыми людьми? А уж коли как-то доказано доголоценовое перемещение носителей гаплогрупп, глупо говорить о цвете кожи, потому что мы реально не знаем, какой он тогда был. До голоцена европеоидов вообще не было в современном варианте, это уже лет 50-60 как не секрет. С тем же успехом можно говорить о миграциях славян в среднем палеолите. Некоторые и говорят, впрочем...
Письмо в Редакцию: Являются ли темнокожие южноазиаты австралоидами? Или же австралоиды это только негритосы, жители Меланезии и австралийские аборигены, а южноазиаты ближе всего к европеоидам?
С.Д.: Темнокожие южноазиаты - это вьетнамцы с яванцами? Или даяки с баджао? Или семанги с аэтами? Это всё не одно и то же. Если вьетнамцы с яванцами - то они относятся к южноазитской расе монголоидов и к европеоидам не намного ближе, чем те же меланезийцы; но сами они тогда никак не австралоиды. Если даяки с баджао, то их классически относят к веддоидам, хотя у меня лично в этом отношении большие сомнения, но в любом случае они будут представителями варианта восточных экваториалов с некоторой примесью южноазитской расы; они будут принадлежать к австралоидам в широком смысле (синонимы - восточные экваториалы, австрало-меланезоиды), но не к австралоидам в узком смысле (это - только австралийские аборигены). Ежели же Вы имели в виду семангов, аэта и андаманцев, то это и есть помянутые Вами негритосы, которые точно относятся к австралоидам в широком смысле. К европеоидам никто из помянутых всяко не ближе. К европеоидам ближе африканские негры, представители уральской расы и часть смешанных с европеоидами западных монголоидов - люди южносибирской расы.
Mr_Bison (форум paleo.ru ) : Можно ли говорить, что смешение рас в генетическом плане не имеет вредных последствий для потомства и есть ли какие-нибудь исключения (пигмеи?)?
С. Д.: Абсолютно точно можно говорить, что вредных последствий нет. Это сто раз проверялось и перепроверялось, в плане частоты заболеваний, умственных расстройств, рождаемости, показателей успеваемости детей в школе и так далее. Причём метисы исследовались самые разные: негро-европейские разных разливов, полинезийско-японско-европейские, японско-негрские, бушменско-европейские, монголоидно-европейские, австралийско-европейские, русско-бурятские, русско-казахские и так далее и тому подобное. Сейчас вообще ХОРОШИЙ процент населения Земли - метисы разных вариантов. Больше половины населения Центральной и Южной Америки, например. Почти все мексиканцы. А вот пигмеи как раз очень слабо метисированы. Это от них идёт поток генов к неграм, а к пигмеям никто жить не идёт. Метисы негров и пигмеев вполне нормальные, это немалый процент населения Центральной Африки.
Дело в том, что расы отличаются друг от друга очень слабо, в основном внешними признаками, но не на уровне даже подвидов. Собственно, отличие рас от подвидов в том, что подвиды между собой обычно хорошо изолированы, а расы никак не изолированы, всегда есть переходные варианты. И всегда, во все времена смешение шло. Потому и вредных последствий нет. Не так уж давно расы возникли и никогда не были разделены резкими барьерами.
Светлана Боринская: Могут быть различные эффекты. По межрасовому потомству я статьи не смотрела - можно спросить у антропологов, но у коллег-генетиков есть данные по межэтническим бракам. Дети от межэтнических браков в Москве (надо посмотреть подробнее - это давние работы Ю.П.Алтухова) при рождении имели в среднем более низкие показатели здоровья. По распределению, например, веса, чаще попадали не в середину колоколообразной кривой распределения веса (которая оптимум), а в края. У потомков русских и селькупов в среднем уровень холестерина был выше, чем у русских или у селькупов (работы М.И.Воеводы, кажется). Причины могут быть как генетические (родители адаптированы к разным условиям среды, а к каким будет адаптирован ребенок? ), так и социальные - в межэтнических браках в Москве по крайне мере один супруг с большой вероятностью был приезжий, а у приезжих могут быть менее благоприятные социальные условия.
Mr_Bison: Не могли бы Вы назвать как пример некие различия в фенотипе рас, которые не являются адаптивными, а вызваны скажем эффектом бутылочного горлышка и/или случайными мутациями? Превалируют ли эти неадаптивные различия над адаптивными?
С.Д.: Светлые волосы во многих группах - такой пример. Светлый цвет волос, похоже, не адаптивен или очень слабо адаптивен. А возникал много раз независимо: в северной Европе, на Северном Кавказе, у кабилов в Атласских горах, у жителей Гиндукуша, у меланезийцев Соломоновых островов, у аборигенов Центральной и Северной Австралии. Скорее всего, это посветление связано как раз с эффектом бутылочного горлышка в масштабах мелких изолированных популяций.
Вероятно, так же возник эпикантус - версия о том, что он защищает глаз от пыли, хотя широко распространена, не выдерживает критики (масса групп живёт в пыльных местах без эпикантуса - бедуины, арабы и австралийцы, например, - а монголоиды возникли совсем не в пыльных местах).
Форма спинки носа, скорее всего, тоже из этой серии, хотя она может испытывать действие полового отбора.
Сложно сказать, что превалирует. С одной стороны, мы можем не знать адаптивной ценности, с другой - мы вообще представляем внятную адаптивную ценность для очень малого числа признаков. К тому же, одно другому не мешает: ценность может быть настолько слабой, что статистические эффекты изменения частот генов могут перевешивать эту ценность. Вообще трудно посчитать признаки. Цвет волос считать как один признак или несколько, учитывая, что даже чёрный цвет кодируется в геноме разных людей по-разному? Такие подсчёты по-определению будут спекулятивны.
С.Б.: Генетических нейтральных различий между расами - полно. Например, те же гаплогруппы мтДНК или Y - (для отдельных гаплогрупп предполагалась связь с адаптивными признаками, но, кажется, так и не была доказана).
Mr_Bison: Можно ли сказать, что при смешении рас здоровье потомства скорее должно при прочих равных возрастать, а не снижаться, так как уменьшается вероятность перехода вредных рецессивных генов характерных для каждой расы в гомозиготное состояние и гетерозиготное преимущество (вроде мутации HbSHbS защищающей от малярии или CFTR защищающей от холеры) в настоящее время почти потеряло свою роль в то время как его вредные побочные эффекты в гомозиготном состоянии остались?
С.Б.: Нельзя. По признакам HbS - большинство представителей групп, где свирепствовала малярия, и без дополнительных усилий гетерозиготны. На популяционном уровне межрасовые или межэтнические браки несущественны для снижения частоты гомозигот (их и так 1%-2 % - не существенно для выживания популяции, хотя существенно для отдельной семьи, в которой может родиться больной ребенок).
Таких работ много. Например,
Genetic structure of human populations.
Rosenberg NA, Pritchard JK, Weber JL, Cann HM, Kidd KK, Zhivotovsky
Within-population differences among individuals account for 93 to 95%
of genetic variation; differences among major groups constitute only 3
Mr_Bison: Я много раз встречал в интернете утверждение, что генетическое расстояние между большими расами не превышает 0,03 по Masatoshi Nei, но к сожалению не нашел заслуживающего доверия источника. Только сообщения на форумах. Действительно ли это так? И равно ли как правило генетическое расстояние между подвидами по Нею 0,17-0,22?
С.Б.: Таких работ много. Например, Genetic structure of human populations.Rosenberg NA, Pritchard JK, Weber JL, Cann HM, Kidd KK, ZhivotovskyLA, Feldman MW.Science. 2002 Dec 20;298(5602):2381-5: Within-population differences among individuals account for 93 to 95%of genetic variation; differences among major groups constitute only 3to 5%.
Mr_Bison: Правильно ли я понимаю, что говорить об эффекте гетерозиса (увеличение жизнеспособности гибридов) при смешении различных рас тем не менее нельзя, так как расы слишком близки друг к другу генетически?
С.Б.: Правильно, что эффект гетерозиса по отношению к межрасовым или межнациональным бракам неприменим. Неправильно в описании причин. Важен не ярлычок расы или национальности, а то, что вредные последствия для потомства имеет проживание в среде, к которой человек не адаптирован. А адаптирован обычно к тем условиям, в которых проживали его предки. Представители разных рас (или этнических групп) были адаптированы к разной среде. Последствия для потомства зависят от того, насколько сильно отличается среда проживания от той, к которой адаптированы передавшие ему гены предки.
Например, у европейцев аллель е4 гена аполипопротеина Е связан с повышенным уровнем холестерина и встречается с частотой от 5% до 15 %. У африканцев (частота аллеля до 40%) аллель е4 уровень холестерина не повышает, а у афроамериканцев холестерин повышен, но меньше, чем у европейцев.
Вообще-то за последние 10 тысяч лет большинство людей стали жить не в таких условиях, к которым были адаптированы их предки – перестали быть охотниками-собирателями. Генетические изменения произошли, но на изменениями среды не поспевают - среда меняется быстрее, чем гены. См. гипотезу "экономичных генов" в статье "Гены и традиции питания". При межрасовых или межнациональных браках ребенок может получить как преимущества обоих родителей, так и неадаптивные признаки. Поэтому с точки зрения генетики - вопрос лишь в том, чтобы среда обитания и образ жизни соответствовал генотипу.
Василий (письмо в Редакцию; стилистика сохранена): А НЕ МОГЛИ БЫ ВЫ ОТВЕТИТЬ НА ВОПРОС.КРОМАНЬОНЦЫ И ИХ ВОСТОЧНЫЕ СОВРЕМЕННИКИ ЛЮДИ ИЗ ПШЕДОМОСТИ ВЫМЕРЛИ ИЛИ ЕСТЬ ИХНИЕ ГЕНЫ В СОВРЕМЕННЫХ ЕВРОПЕЙЦАХ И КАКИЕ НАРОДЫ НА НИХ ПОХОЖИ. И КАК ОНИ ВЫМЕРЛИ ЕСЛИ И СЕЙЧАС ЖИВУТ ЛЮДИ КАК БЫ ПРИМИТИВНЕЙ ИХ ПО СТРОЕНИЮ ЧЕРЕПА. АВСТРАЛИЙЦЫ НАПРИМЕР.
С.Д.: Вопрос о преемственности верхнепалеолитических европейских кроманьонцев и современных европейцев имеет две версии решения. Антропология свидетельствует, что кроманьонцы вполне годятся на предков мезолитических европейцев, а последние - неолитических, а те - современных людей. Более того, многие современные группы в Европе не принципиально отличаются от кроманьонцев и, видимо, являются их более-менее прямыми потомками - группы в Северной Европе, Англии, на Балканах, на Кавказе (с учётом всяких миграций и смешений, конечно). Но вот генетические данные дают две версии. По одной, примерно 95% современных европейцев - потомки кроманьонцев, остатние 5% - потомки неолитических переселенцев с Ближнего Востока, принесших сельское хозяйство, которое "кроманьонцы" освоили. Удивительным образом, иными расчётами иные генетики показывают, что 95% современных европейцев - потомки неолитических переселенцев с Ближнего Востока, принесших сельское хозяйство, а остатние 5% - потомки кроманьонцев, которых продвинутые мигранты напрочь вытеснили. Как понимать такую разницу в расчётах - вопрос к генетикам. Думается, ошибочен сам подход с подсчётом процентов местных и переселенцев. Миграция была не одна и происходила не одномоментно, часть генов изначально была общая, часть пропала из-за всяческих генных дрейфов, часть сильно поменялась. Проблема и в том, что генетики анализируют только современную ДНК (и то - какие у них выборки??? всех ли смотрели???), а выводы делают о палеолите и неолите. А это - неправильно.
Вопрос - какие народы похожи на кроманьонцев, не имеет смысла, потому что народы определяются по социальным признакам, а сейчас на мамонтов никто не охотится и охрой погребения не посыпает. Антропологически похожи многие группы (НЕ НАРОДЫ!), в основном - на периферии Европы, что и логично в чём-то. Но полного набора кроманьонских черт сейчас в Европе не найти, разве что в индивидуальном случае. Ясно, что за 20 тысяч лет все перемешались и переизменились несколько раз, странно было бы искать кроманьонцев, даже если бы Европа была изолированным островом типа Тасмании.
Австралийцы не примитивней кроманьонцев по строению черепа. В чём, собственно, примитивность? В меньшем объёме мозга? Тогда и европейцы примитивнее кроманьонцев. В сильном развитии надбровья? У кроманьонцев оно тоже было неслабое. В крупных размерах зубов? У кроманьонцев они не меньше. Примитивность вообще определяется приближенностью к предковому состоянию. Австралийцы же не ближе к каким-нибудь гейдельбржцам, чем европейские кроманьонцы. Вообще, вопрос, как же вымерли кроманьонцы, если кто есть их примитивней, кажется странным. Во-первых, кто сказал, что кроманьонцы вымерли? Во-вторых, как могло население Австралии помешать или помочь вымереть какой-то группе в Европе? Глобализация каменного века? Живут же сейчас тритоны, латимерии, фораминиферы всякие и вот же не вымирают оттого что ещё и мы на планете обретаемся. А тут разница уровней куда как больше.
Вопрос Светлане Боринской от Редакции портала АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ: 8 октября на канале "Россия-1" выходит фильм с одиозным названием "Генетики против Дарвина". В анонсе фильма, среди нескольких известных фамилий, фигурирует и Ваша...
Это я когда-то в каком-то коридоре на просьбу прокомментировать соображения какого-то фрика (что обезьяны произошли от человека), ответила, что это - полная чушь.
Я не была информирована о том, что мое интервью будет включено в фильм с названием "Генетики против Дарвина". Естественно, я не против Дарвина. Я против мошенников на телевидении.
Языку можно научиться. Ребенок франко-говорящих родителей, живущих во Франции, не рождается со способностью говорить по-французски. Однако, едва достигнув возраста пяти лет, этот ребенок без труда научится говорить по-французски. Ребенок же немецкоговорящих родителей, живущих в Германии, так же легко выучится говорить по-немецки.
И это не потому, что любой ребенок рождается с особыми способностями к языку своих родителей. Если бы дети из французской и немецкой семьи были бы обменяны в младенчестве, то маленький Пьер научился бы говорить «Auf Wiedersehen», а малыш Ханс смог бы столь же непринужденно говорить «Аи revoir». А если бы маленькие Пьер и Ханс оказались в первые годы своей жизни в Америке и росли бы с американскими детьми, то они оба научились бы говорить «Good bye» без всякого акцента.
Любой нормальный ребенок изучит какой угодно язык, на котором разговаривают окружающие его люди, независимо от того, каким был родной язык его отца и матери.
Как вы можете видеть, язык, таким образом, не может быть признаком расы. Если вы закрываете глаза и слышите голос человека, говорящего на совершенном английском языке, то вы не можете сказать наверняка, откуда родом родители этого человека, из Нью-Йорка, Шанхая или Тимбукту. Слыша только лишь голос человека, вы не можете сказать, каков цвет его волос, форма головы или рост.
То же относится и к пище, которую человек любит, и к одежде, которую он предпочитает носить. Эти вкусовые пристрастия зависят от того, к чему он привык с детства. Дети иммигрантов в Америке так же легко привыкают к гамбургерам и жареным бобам, как дети исконно американских родителей.
Различия между людьми, которые являются результатом обучения, называются культурными различиями. Культурные различия невозможно принимать во внимание для разделения людей на расы. Это походило бы на попытку делить собак на различные породы, согласно трюкам, которые они могли бы проделать. Вообразите такое деление: все собаки, способные «изобразить мертвого», принадлежат к одной породе, а все, кто может «сидеть и просить», - к другой!
Что мы должны сделать, так это найти характеристики человека, которые не являются результатом обучения. Мы должны найти такие черты, с которыми каждый человек рождается или которые развиваются по мере его роста, но без какого-либо вмешательства извне. Например, ребенок рождается с десятью пальцами рук и десятью пальцами ног. И это задолго до того, как выросли его волосы и глаза приняли определенный цвет. Ко времени своего взросления человек достигает определенного роста и приобретает индивидуальное телосложение. Различия в таких характеристиках, включающих размер, форму и цвет различных частей тела, - все это физические различия. Эти различия использовались антропологами (ученые, которые специализируются на изучении человека), чтобы разделить людей на различные расы.
Кожа
Один из способов деления людей на расы состоит в определении цвета кожи. Мы можем найти хороший пример в Америке - в случае с негром и белым человеком. Большинство негров отличается от большинства белых людей, и вы без труда смогли бы отличить одного от другого.
Кроме того, цвет кожи определен с момента рождения. Негритянский ребенок может вырасти и стать признанным писателем, превосходным адвокатом или ученым, возможно, даже членом конгресса или нобелевским лауреатом, но цвет его кожи не изменится. Он всегда будет принадлежать к негроидной расе.
Цвет нормальной человеческой кожи зависит от присутствия трех видов окрашивающих веществ, или пигментов. Наиболее важный из этих пигментов - меланин, - вещество темно-коричневого цвета. Кожа всех здоровых людей содержит меланин. Некоторые люди, правда, обладают большим количеством меланина, чем другие. Белые вообще имеют небольшое количество меланина в коже. Люди с большим количеством меланина - более темные. Негры, естественно, имеют куда больше меланина в коже, чем белые. Вопрос не в различии цвета кожи, а лишь в больших или меньших количествах меланина, определяющих тот или иной оттенок.
Второй из трех пигментов - каротин. Это желтое вещество, которое присутствует в моркови (от английского carrot - морковь), в желтке яйца или же в человеческой коже. Подобно меланину, каротин присутствует в коже всех людей. Из-за его светлого цвета присутствие значительного количества каротина в коже людей не столь явно заметно. Меланин скрадывает его. Среди людей с небольшим количеством меланина в коже одни имеют больше каротина, другие меньше. Народы Восточной Азии с большим количеством каротина имеют несколько желтоватый цвет лица.
Третий пигмент - гемоглобин, который окрашивает кровь в красный цвет. Естественно, что он присутствует у всех людей. Однако гемоглобин находится в кровеносных сосудах под кожей, таким образом, он практически не виден. Его наличие полностью перекрывается должным количеством в коже как меланина, так и каротина. Гемоглобин можно заметить лишь в коже белых людей, особенно со светлым цветом лица. И именно гемоглобин делает щеки розовыми и позволяет краснеть.
На основе этих различий в окраске человечество иногда разделяется на
1) черную расу - определяемую высоким содержанием меланина;
2) желтую расу - с низким содержанием меланина, но высоким каротина;
3) белую расу - с низким содержанием как меланина, так и каротина.
Такое деление представлялось бы вполне удовлетворительным, если бы не некоторые трудности. С одной стороны, описанные различия не столь уж четкие. Имеются все виды промежуточных цветов кожи. Жители Юго-Восточной Азии и коренные жители Америки - индейцы - темнее, например, чем китайцы и японцы - члены желтой расы. С другой стороны, они не похожи на негров. Иногда жителей Юго-Восточной Азии, так же как и жителей многих из тихоокеанских островов, относят к меланезийской расе, в то время как американских индейцев к красной расе. (Это описание, пожалуй, неверно, так как индеец имеет коричневатый оттенок, но никак не красный.) В других отношениях эти народы, как известно, скорее подходят к желтой расе; так что, возможно, лучшим решением было бы отнести их к желтой меланезийской расе, включающей все эти группы.
Другой источник сомнений заключается в том, что группы людей могут иметь одинаковый цвет кожи и все же различаться по многим другим параметрам. Есть темнокожие народы Африки, называемые неграми, и есть темнокожие аборигены Австралии. Средний абориген более темен, чем средний негр, но рассматривать их обоих лишь как представителей черной расы было бы не совсем верно. Во многих других физических характеристиках, кроме цвета кожи, африканский негр и австралийский абориген весьма отличны. Есть еще третья группа темнокожих людей, называемых дравидами, они были среди самых ранних жителей Индии и теперь компактно проживают в южных областях этой страны. Несмотря на их темный цвет кожи, во многих отношениях они отличны и от негров Африки, и от австралийских аборигенов.
И не все африканцы, представители черной расы, столь темнокожи, как мы можем представить. Американцы привыкли видеть темнокожих негров, потому что предки большинства черных американцев были привезены в Америку из Западной Африки. А это регион проживания самых темнокожих народов. Есть негры, кожа которых намного светлее. Некоторые восточноафриканские племена, например, являются слегка коричневыми, почти желтоватыми.
Цвет кожи не остается полностью неизменным. Хотя кожа не может стать светлее, в то же время она часто становится темнее, приобретая загар под действием естественных солнечных лучей. Ультрафиолетовые лучи могут быть весьма вредны для кожи, если они проникают сквозь ее внешний слой. (Многие из нас знают норой из собственного опыта болезненность загара.) Меланин защищает кожу, блокируя ультрафиолетовые лучи. Многие представители белой расы, не имея достаточного количества меланина в коже для защиты, могут со временем получить дополнительный меланин, если они работают или играют, подставляя тело солнцу. (Это процесс медленный, и поэтому излишнее пребывание иод солнцем сначала вызывает ожог.) Очень светлокожие люди, как бы они ни старались, часто не могут выработать достаточно меланина. Они «сгорают», а не получают загара.
Темнота кожи загорелого человека медленно исчезнет, если он не будет больше находиться на солнце. Однако многие загорелые представители белой расы фактически имеют больше меланина в своей коже, чем многие африканцы - представители черной расы.
Волосы
Цвет волос, в отличие от цвета кожи, не использовался для того, чтобы делить человечество на расы. Самый важный пигмент, содержащийся в волосах, так же как и в коже, - меланин. Волосы большинства людей содержат достаточное количество меланина, придающего волосам темно-коричневый или черный цвет. Некоторые представители белой расы - шатены или блондины, поскольку имеют незначительное количество меланина в волосах. У некоторых в волосах присутствует красный пигмент. Его цвет проявляется у светловолосых людей в виде различных оттенков рыжих волос. С возрастом способность формировать меланин для новых волос, которые непрерывно заменяют старые волосы, часто теряется. Результат - седые, или белые, волосы.
В Европе и в Северной Америке, где развивались современные расовые теории, у людей встречаются столь различные оттенки волос, что люди уже не обращают на это большого внимания. Безусловно, немецкоговорящие народы, которые вторглись в Западную и Южную Европу в VI столетии, имели более светлый цвет лица, чем романские народы, которых они завоевали. Пока не произошло полного смешения, белокурые волосы среди аристократических потомков захватчиков встречались чаще, чем среди потомков завоеванных крестьян. Может быть, именно по этой причине в сказках (многие из которых создавались во времена Средневековья) часто встречаются белокурые принцессы.
Оставляя цвет волос в стороне, некоторые антропологи, однако, пробовали классифицировать людей по расам согласно форме их волоса. Волосы могут быть прямыми, волнистыми или курчавыми.
Фактически все представители желтой меланезийской расы, например, имеют прямые волосы без намека на волны или кудри. У эскимосов, которых большинство ученых отнесли бы к желтым, тоже прямые волосы, но такими же являются и тюркские народы Центральной и Западной Азии, и многие из них, особенно в Западной Азии, считаются белыми.
Курчавые, или мелко завитые, волосы являются характерными для представителей черной расы, проживающих в Африке и Новой Гвинее и на соседних островах.
Волнистые волосы встречаются среди представителей белой расы, а также среди темнокожих дравидов Индии и аборигенов Австралии.
Здесь не все так просто, как кажется на первый взгляд. Многие европейцы или американцы европейского происхождения имеют совершенно прямые волосы, хотя они принадлежат к группе с волнистыми волосами. С другой стороны, имеется по крайней мере три вида курчавых волос. Есть короткие курчавые волосы, которые ровно покрывают всю волосистую часть головы, как у большинства негритянских народов. Есть короткие курчавые полосы, которые растут прядями, создающими пышность, как в некоторых восточноафриканских группах. Есть и более длинные курчавые волосы у народов юго-западных тихоокеанских островов. Волосы австралийских аборигенов, как правило, вьющиеся или волнистые, за исключением одной маленькой группы в штате Квинсленд, имеющей то, что называют курчавыми волосами.
Глаза
Цвет глаз, подобно цвету волос, не используется для того, чтобы различать расы. Радужная оболочка (которая является цветной частью глаза), подобно волосам и коже, содержит пигмент меланин. У людей с карими глазами радужная оболочка содержит достаточно меланина. Те, кто обладает очень небольшим количеством меланина, имеют голубой цвет глаз.
Есть одна особенность структуры глаза, которая использовалась в определении расовых различий, - эпикаитический разрез глаз. Это складка кожи, которая закрывает верхнее веко, а иногда даже верхний ряд ресниц, когда глаза широко открыты. Она делает разрез глаз более узким и иногда неправильно называется «узкоглазием». Эпикантический разрез глаз присущ многим представителям желтой меланезийской расы, таким, как китайцы, японцы, монголы и эскимосы, но, однако, не всем. Он обычно не наблюдается в других группах людей, о которых мы уже упомянули.
Костная система
Наряду с цветом кожи костная система чаще всего используется в определении различий между людьми. Кости формируют скелет человеческого тела, именно костная система ответственна за то, что один человек высокий и узкоплечий, в то время как другой приземист и у него короткие пальцы. (Естественно, что жировой слой также влияет на внешность человека, но это легко изменяется диетой.) Рост является, как правило, различительным признаком разных народов. Во всех группах людей имеются низкорослые и высокие индивидуумы. Однако средний рост скандинавов значительно больше, чем средний рост сицилийцев. Жители Северной Франции в среднем несколько выше, чем жители Южной Франции.
Представители желтой и черной рас могут также быть разделены на различные группы в зависимости от роста. Китайцы более высокие, чем японцы. Большое разнообразие наблюдается и среди африканских народов. Представители некоторых негритянских племен такие же высокорослые, как скандинавы, или даже еще выше их. С другой стороны, пигмеи Конго являются самыми низкорослыми людьми.
Однако в критерии роста имеются свои сложности. Во-первых, рост индивидуума не может быть известен, пока тот окончательно не вырос; так что показатель роста бесполезен при классификации детей. Кроме того, отдельно взятый сицилиец может быть более высоким, чем отдельно взятый скандинав. В дополнение к этому, рост зависит также от пола человека, обычно мужчины более высокие, чем женщины той же самой группы. Наконец, рост человека отчасти зависит от системы питания. Дети европейских иммигрантов в Америке часто вырастают более высокими, чем их родители, что, вероятно, происходит потому, что улучшилось их питание.
Форма головы
Часто для расовой классификации используется форма головы. Если смотреть на голову сверху, голова имеет овальную форму, и ее длина (ото лба до затылка) больше ширины (расстояние от уха до уха). Если длину ото лба до затылка принять за 100, то ширина головы от уха до уха будет равна некоторой меньшей величине. Если ширина будет составлять три четверти длины, этот показатель будет равен 75, если четыре пятых длины, то показатель составит 80.
Отношение ширины головы к ее длине известно как индекс цефализации. Естественно, что индекс цефализации у разных людей неодинаков. Люди с индексом цефализации меньше чем 75, если смотреть на них сверху, имеют узкие продолговатые черепа, так как ширина их черепа составляет менее чем три четверти по отношению к длине. Люди с черепами такой формы называются долихоцефалами, что означает по-гречески «длинноголо-ные». При индексе цефализации более 80 голова, если смотреть на нее сверху, кажется более короткой и широкой. Люди с подобными черепами зовутся брахицефалами, что по.-iречески означает «короткоголовые». Индекс цефализации между 75 и 80 дает нам мезоцефалов, что по-гречески означает «среднегодовые».
Группы людей могут также различаться между собой и по форме головы. Народы Северо-Западной Европы, включая обитателей Скандинавии, Великобритании, Голландии, Бельгии, а также северных частей Франции и Германии чаще всего являются мезоцефалами. Люди, живущие южнее - в Центральной Франции, Южной Германии и Северной Италии (так же, как и практически все народы Восточной Европы), - являются брахицефалами. Далее на юг, среди жителей Средиземноморья, в Португалии, Испании, Южной Франции, Италии и на Балканах, живут мезоцефалы. В Северной Африке и на Ближнем Востоке встречается много долихоцефалов.
Используя размеры черепа в качестве главного критерия, некоторые исследователи попытались разделить белую расу на три подра-<ы. Жителей Северо-Западной Европы они называют скандинавами. Скандинавы имеют i-иетлую кожу и являются мезоцефалами. Жителей Центральной и Восточной Европы относят к альпийцам. Они имеют темную кожу и являются брахицефалами. Наконец, жителей Южной Европы и Северной Африки называют средиземноморцами. Они имеют темную кожу и являются долихоцефалами.
При такой классификации некоторые европейские страны населялись бы главным образом одной такой иодрасой. Например, Норвегия была бы почти полностью скандинавская, Венгрия - почти полностью альпийская, а Португалия почти вся средиземноморская. Другие страны были бы составлены из двух или даже трех подрас. В Германии находятся как скандинавы, так и алытийцы. В Италии проживают и алышйцы, и средиземноморцы. Франция, которая имеет весьма культурно однородное население, представлена всеми тремя подрасами.
Формы головы изменяются также и вне белой расы. Большинство представителей черной расы являются долихоцефалами или мезоцефалами, а большинство представителей желтой меланезийской расы являются брахицефалами.
Форма головы, подобно росту, может измениться в связи с диетой. Дети, рожденные во время долгой северной зимы, лишены солнечного света в ранние месяцы своей жизни. Если им не дают рыбий жир или витаминные препараты, они испытывают недостаток витамина D. Такие дети страдают от болезни, известной как рахит, при которой кости должным образом не укрепляются. Мягкие податливые черепа таких детей также могут деформироваться от давления колыбели, и размеры черепа в более позднем возрасте уже не будут что-либо означать.
Капельки жизни
Самые маленькие из живых организмов называются protozoa, или простейшие. Некоторые из них едва видны невооруженным глазом, но большинство имеют микроскопические размеры. Именно поэтому они изучаются под микроскопом.
Представитель простейших, например амеба, состоит из крошечной капли желеобразной жидкости, называемой протоплазмой. Эта капля протоплазмы отделена от воды, в которой живет амеба, очень тонкой мембраной. Протоплазма, отделенная мембраной от внешней среды, называется клеткой.
Хотя амеба и имеет микроскопический размер, она выполняет все существенные жизненные функции. Она может захватывать частицы пищи, которые меньше ее по объему, переваривать их и выбрасывать непереваренные остатки. Она может обнаружить опасность и в этом случае переместиться, чтобы избежать ее. Она может расти, и когда она дорастет до определенного размера, то может разделиться надвое так, что на месте одной амебы сформируются две. Когда амеба разделится надвое, появившиеся новые дочерние клетки будут иметь все характеристики старой родительской клетки.
Было бы разумно полагать, что если бы мы поняли, как клетка делится на две клетки, сохраняя все свои особенности, то это могло бы стать отправной точкой для изучения того, как эти особенности передаются у более крупных организмов, существ, например у людей.
Простейшие состоят из одной-единственной клетки. Животные большие, чем простейшие, состоят из множества клеток, тесно прилегающих друг к другу. Так как каждая из этих клеток имеет приблизительно тот же размер, что и клетка protozoa, то для того, чтобы образовать крупное животное, их требуется достаточно много. Человек, например, состоит из триллионов и триллионов микроскопических клеток. Каждая человеческая клетка состоит из протоплазмы; каждая окружена клеточной мембраной. Животные, состоящие из множества клеток, называются metazoa. Человек тоже принадлежит к metazoa.
Единственная клетка protozoa - своего рода мастер на все руки. Она может сделать все понемногу. В metazoa клетки имеют разную специализацию. В человеке, например, есть длинные тонкие клетки, составляющие мускульную ткань, которые становятся короткими и толстыми, когда мускул напрягается. Есть нервные клетки с неровным контуром, которые передают сообщения от одной части тела к другой. Есть клетки кожи, которые служат упругой защитой для остальных частей тела.
Некоторые из этих различных клеток, например, те, которые составляют мозг и нервы, стали настолько специализированными, что потеряли способность делиться. Другие виды клеток, однако, продолжают делиться в течение жизни или, по крайней мере, могут делиться всякий раз, когда это становится необходимым. Например, внешние клетки кожи постепенно изнашиваются на протяжении жизни. По этой причине клетки более глубоких слоев кожи непрерывно растут и делятся, чтобы заменить утерянные клетки.
Процесс деления человеческих клеток является почти таким же, как и процесс деления клеток protozoa. Человеческие клетки сохраняют свои характеристики после деления так же, каю и клетки protozoa. Фактически, процесс деления приблизительно одинаков во всех клетках. Чтобы исследовать этот процесс, давайте поближе обратимся к клетке.
Вначале все клетки, которые растут и делятся, состоят из двух частей. Где-то в пределах клетки, часто около ее центра, имеется маленькое пятно протоплазмы, отделенное от остальной части клетки мембраной еще более тонкой и нежной, чем внешняя мембрана клетки. Эту внутреннюю часть клетки называют ядром. Протоплазма, окружающая ядро, называется цитоплазмой.
Из этих двух частей клетки ядро является наиболее важным. Предположим, что амеба разделена надвое микроскопическим острием иглы таким способом, что одна половина содержит целое ядро, в то время как другая половина не содержит ядра. Половина с ядром сможет восстановить отсутствующую часть и будет после этого продолжать жить обычной жизнью, растя и делясь. Половина без ядра живет лишь в течение короткого времени, но после этого высыхает и умирает. Она не растет и никогда не делится.
Итак, теперь давайте остановимся поподробнее на самом ядре. Если мы сделаем очень тонкие срезы тканей некоторых органов и разместим их под микроскопом, то сможем увидеть отдельные клетки и даже, возможно, клеточные ядра в пределах клеток. Если мы ограничимся только рассматриванием, то ничего особенного мы в ядре не увидим. Но мы не будем этим ограничиваться.
Ядро, как и клетка в целом, составлено из большого числа различных веществ. Некоторые химические вещества при добавлении в воду, в которую помещена пластина с тканью, могут проникнуть в клетки и соединиться с некоторыми, но не со всеми веществами, которые там находятся. Полученные химические соединения иногда окрашены в тот или иной цвет. Добавляя необходимое химическое вещество в клеточную ткань, мы окрашиваем некоторые части клетки и оставляем нетронутыми другие ее части. Когда, например, препарат под названием реактив Feulgen добавляется в клетку, рассеянные части ядра приобретают ярко-красную окраску (окраска по Фельгену). Эти части называют хроматином (от греческого слова, означающего «цвет»). Если препарат добавляется в клетки на различных стадиях деления, поведение хроматина может стать видимым для нас, и именно его поведение и является ключом к интересующей нас ситуации.
Как делятся клетки
В самом начале процесса деления клетки хроматин ядра начинает собираться в маленькие нитевидные формы. Эти нити хроматина называют хромосомами. Число хромосом разное в клетках различных видов животных. У мухи, например, только восемь хромосом в ее клетках, а у лангуста - более ста. Все клетки любого животного одного вида имеют то же самое число хромосом. В человеческих клетках, например, хроматин во время процесса деления клетки собирается ровно в 48 хромосом.
Поскольку хроматин в течение деления клетки собирается в небольшие нитевидные формы, процесс деления клетки называется митозом, от греческого слова «нить».
После того как сформировались хромосомы, ядерная мембрана исчезает, и вещества из ядра смешиваются с цитоплазмой. Хромосомы тем временем вытягиваются поперек клетки посередине.
Это - решающий момент. Его называют метафазой. Хромосомы остаются в середине клетки, и через некоторое время каждая хромосома внезапно дублируется хромосомой-компаньоном, выстраивающейся в линию рядом с первоначальной хромосомой. В делящейся клетке человека число хромосом, таким образом, увеличивается с 48 до 96 в метафазе.
После метафазы все происходит довольно-таки быстро. Сначала хромосомы отделяются друг от друга. Один набор в 48 хромосом (в человеческих клетках) перемещается в один конец клетки. Другой набор в 48 хромосом - в другой конец клетки.
Хромосомы в каждом конце клетки затем охватываются новыми ядерными мембранами. В течение короткого времени клетка обладает сразу двумя ядрами. В пределах каждого ядра хромосомы начинают развертываться и теряют свою нитевидную форму. Но они не распадаются и не растворяются. Это можно сравнить с тем, как если бы сильно натянутая струна, после того как ее отпустили, вдруг ослабла и стала бы длинной и закручивающейся. Именно так хромосомы развертываются в хроматин и пребывают в ожидании следующего разделения клетки, когда они еще раз формируют хромосомы.
После того как эти два ядра сформировались в противоположных концах клетки, клетка начинает в середине суживаться. Середина становится все более и более узкой, пока клетки не обособятся. У protozoa две получившиеся клетки отсоединяются друг от друга и становятся двумя отдельными индивидуумами. У metazoa две дочерние клетки остаются на месте. Новая клеточная мембрана, однако, теперь отделяет две части того, что когда-то было одной клеткой.
Теперь вернемся к метафазе. Одна необычная вещь, которая может нас заинтересовать в процессе митоза, - удвоение хромосом. Все остальное - просто вопрос деления вещества клетки на две равные части и отделение их друг от друга мембраной.
Вы можете спросить: «Не происходит ли то же самое и с хромосомами? Не делится ли каждая хромосома просто по ее длине, становясь двумя хромосомами?»
Чтобы ответить на этот вопрос, нам недостаточно заниматься рассмотрением только самой клетки или даже ядра. Мы должны обратить наше внимание на саму хромосому.
Внутри хромосомы
Теперь мы имеем дело с объектами, которые являются настолько крошечными, что мы должны остановиться, чтобы обдумать, до сколь маленьких размеров мы вообще можем так или иначе добраться. Как все мы, живущие в век атомной бомбы, вероятно, знаем, весь мир состоит из атомов. Атомы - чрезвычайно малые объекты. Хромосома, которая является достаточно большой, чтобы быть замеченной с помощью микроскопа, содержит в себе много миллиардов атомов.
Атомы бывают ста различных типов, некоторые из них являются более простыми, чем другие. За редкими исключениями атомы связаны вместе в группы. Иногда такая группа состоит из атомов только одного вида. Чаще группа состоит из двух или более различных видов атомов. Иногда эти группы могут быть составлены только из двух атомов каждая, иногда из полдюжины, иногда из нескольких миллионов. В любом случае, группу атомов, состоит ли она из одного вида или из многих, содержит ли она два атома или два миллиона, называют молекулой.
Каждый из различных типов известных нам веществ (а таких - многие сотни тысяч) состоит из молекул своего собственного вида. Каждый из различных видов молекулы имеет свой собственный набор свойств и характеристик.
Например, если вы делите кусок того или иного вещества, например сахара, надвое, каждая его часть все еще будет сахаром. Если вы продолжаете делить сахар на меньшие и меньшие части, каждый фрагмент - все еще сахар. Даже если было бы возможно делить сахар так точно, чтобы разделить его на отдельные молекулы (миллиарды триллионов молекул), каждая молекула оставалась бы сахаром. Молекула, однако, - наименьшая частица, которая может сохранить характеристики вещества, которое она составляет. Если бы вы должны были разделить молекулу сахара надвое, вы остались бы с двумя группами атомов, каждая из которых представляет собой половину размера первоначальной молекулы. Пи одна из новых групп, однако, уже не была бы сахаром.
Это то же самое, как если бы вы взяли класс из 16 учеников и разделили бы его на два. Вы тогда бы имели два класса по 8 учеников в каждом. Вы могли продолжить и сделать 4 класса но 4 ученика в каждом, 8 классов по 2 ученика в каждом или даже 16 классов по 1 ученику в каждом. Но на этом вы должны были бы остановиться. Если бы вы попробовали продолжить этот увлекательный процесс и сформировать 32 класса по половине ученика в каждом, вы остались бы без классов вообще, без каких-либо учеников, но зато с серьезными неприятностями с полицией.
Теперь позвольте нам вернуться к хромосоме. Хромосома составлена из вещества, названного нуклеопротеином. Нуклеопротеиновая молекула имеет огромный размер но сравнению с большинством молекул. Она в миллион или более раз больше, чем, например, сахарная молекула. (Даже и в этом случае все еще слишком маленькая для того, чтобы быть замеченной под обычными микроскопами.) Хромосома - нить из нескольких тысяч этих гигантских нуклеопротеиновых молекул, соединенных вместе.
Теперь вообразите себе, что случилось бы, если бы каждая хромосома должна была расколоться посередине в метафазе и стать двумя хромосомами. Это походило бы на разрыв жемчужного ожерелья. Вы не имели бы больше двух жемчужных ожерелий, просто два набора из кучек жемчуга, и больше ничего.
Теперь мы можем ответить на вопрос, которым закончили предыдущий раздел. Хромосомы так просто не разделяются посередине, становясь двумя хромосомами в метафазе. Если бы хромосома была раздроблена посередине, каждая нуклеопротеиновая молекула была бы разрушена. Вместо того чтобы иметь две хромосомы, мы не имели бы ни одной.
Следовательно, для того чтобы каждой хромосоме стать уже двумя хромосомами в метафазе, одна из них должна быть создана заново из более простых материалов.
Как это делается? Точно не знает никто. Многие ученые изучают этот процесс. Как только они получат полный ответ, они будут иметь в своем распоряжении один из важных ключей к знанию природы самой жизни.
В грубом приближении тем не менее это, кажется, осуществляется следующим образом: протоплазма в клетке содержит различные простые вещества, которые могут быть соединены, чтобы сформировать хромосому. (Подобно частям мозаики, когда вы видите, какая из них при правильном соединении с другими может составить большую картину.) Некоторые из этих веществ называют аминокислотами. Другие называют пуринами, пиримидинами, пентозами и ионами фосфата. Некоторым образом эти простые вещества вытягиваются из протоплазмы и выстраиваются в линию около различных хромосом. Расположение веществ таково, что каждая аминокислота в каждой хромосоме имеет подобную аминокислоту рядом с собой; каждый пурин соседствует с подобным же пурином и т. д. Когда построение закончено, все эти маленькие молекулы и ионы соединяются вместе, и в итоге мы имеем вторую хромосому рядом с первой. Так как вторая хромосома составлена из точно таких же молекул и ионов, что и первая, и выстроена в линию в том же самом порядке, то мы имеем точный дубликат первой хромосомы. Первая хромосома действовала как своего рода модель, но которой вылеплена вторая.
Процесс, которым химическая структура формирует другую структуру только и непосредственно из материалов в протоплазме, известен как самовоспроизводство.
Суммируя, таким образом, то, что происходит в делящейся клетке человека в метафазе, мы видим, что каждая из этих сорока восьми хромосом в клетке самовоспроизводится. Сформированный второй набор хромосом является точным дубликатом первого набора. Два набора двигаются в противоположные концы клетки, и, когда клетка делится, каждая дочерняя клетка имеет свой собственный набор хромосом.
Ферменты и гены
Мы увидели, что клетка содержит множество различных веществ, которые могут использоваться как сырье в изготовлении сложных структур тина хромосом. Каждая клетка, фактически, содержит в пределах своей микроскопической структуры много тысяч различных химикатов. Эти химикаты непрерывно сталкиваются и объединяются друг с другом, обмениваются атомами, раскалываясь и обособляясь, перестраивают атомы в пределах своей собственной структуры и т. д. Действия подобного рода называются химическими реакциями.
Как вам может показаться из этого описания, события в пределах клетки должны быть очень запутанными, молекулы снуют туда-сюда, подобно людям, сталкивающимся друг с другом на переполненной железнодорожной станции. Однако есть один тип молекулы, который привносит порядок и смысл в химические реакции, имеющие место в пределах клетки. Это - ферменты. Ферменты - сравнительно большие молекулы, которые способны оказать влияние на течение некоторых химических реакций. Каждый фермент может влиять на одну специфическую химическую реакцию, так как вблизи него происходит только она, и никакая другая.
В пределах одной клетки различные ферменты, видимо, расположены упорядоченным образом. Например, множество ферментов - части маленьких структур в пределах цитоплазмы клетки. Эти структуры называют митохондриями. Подобно хромосомам, митохондрии составлены из нуклеопротеина. Нуклеопротеин митохондрии имеет, однако, химически отличный от хромосомного тип.
Мы можем рассмотреть клетку как нечто подобное микроскопической фабрике. Молекулы всех видов поступают в наш организм из воздуха и из пищи, которую мы едим, и переносятся к индивидуальным клеткам потоками крови. Это напоминает путь, каким уголь, сталь, каучук и другое сырье поставляются на фабрики поездами и судами.
В клетке эти молекулы разрушаются, чтобы в результате отдать энергию, или же они выстраиваются, чтобы сформировать более сложные молекулы. Это все подобно тому, как фабрики сжигают уголь, чтобы получить энергию, или используют сталь и другие материалы, чтобы создать сложную структуру, подобную автомобилю или самолету. Каждая химическая реакция в клетке управляется ферментом, подобно тому как каждое действие на фабрике управляется каким-либо рабочим. Ферменты организованы в митохондриях так же, как рабочие поставлены вдоль сборочных линий.
Так же как фабрика не могла бы сделать ничего существенного, например, если бы все рабочие бастовали, так и клетка не может ничего создать без тысяч ее ферментов. Но тогда откуда же берутся сами ферменты? Это - важный вопрос. Лучший ответ, который мы пока знаем, следующий: ферменты формируются нуклеопротеиновыми молекулами в пределах хромосом.
Как мы сказали, хромосома состоит не из единственной нуклеопротеиновой молекулы, но из тысяч таких растянутых молекул. Каждую нуклеоиротеиновую молекулу называют геном.
Гены имеют два важных свойства. Первое - способность самовоспроизводства в течение митоза, - процесс, объясненный в разделах «Как делятся клетки» и «Внутри хромосомы». Второе - способность произвести фермент. Точный процесс производства фермента еще неизвестен. Возможно, весь ген используется как модель для другого гена, и только некоторая часть гена используется как модель для фермента.
Некоторые ученые полагают, что каждый ген имеет способность формировать один специфический фермент, и никакой другой. Другие полностью не убеждены в том, что гены столь специализированны. Кажется довольно обоснованным, однако, что характер генов, представленных в хромосомах клетки, определяет характер ферментов в клетке. Так как ферменты контролируют химические реакции, гены управляют химией клетки. После разделения клетки каждая дочерняя клетка имеет идентичные гены и поэтому идентичный химический состав. Это результат самовоспроизводства в митозе: обе дочерние клетки имеют идентичные гены.
Гены и физические характеристики
Теперь, когда мы показали, как клетки сохраняют свои характеристики после деления, вы можете задаться вопросом, как все это относится к проблеме человеческих рас. Применение всего этого следующее: физические характеристики, которые мы упоминали в предыдущем разделе, определены химией клетки. Все то, что каким-то образом затрагивает химию клетки, может так или иначе затронуть телесные физические характеристики.
В качестве примера давайте рассмотрим цвет кожи.
Большая молекула пигмента меланина сформировывается в клетках кожи из намного меньшей молекулы, названной тирозином. {Тирозин бесцветен и присутствует во всех клетках.) Конкретные этапы этого процесса все еще неизвестны, но один из известных нам первых шагов требует присутствия фермента, называемого ти-розиназой. В клетках кожи большинства людей есть но крайней мере один ген, работа которого должна привести к образованию тирозиназы. Если ген имеет вид, который может формировать значительные количества тирозиназы, клетка кожи походит на хорошо укомплектованную фабрику. Формируются значительные количества меланина, и человек, обладающий этим геном, имеет поэтому темно-коричневую кожу, черные волосы и темно-карие глаза. Если ген имеет вид, который производит только небольшое количество тирозиназы, будет верным обратное. Будет сформировано лишь небольшое количество меланина, и человек будет иметь бледную кожу, светлые волосы и светлые глаза. Кроме того, есть некоторые люди, чьи гены не формируют тирозиназы вообще. Так как в их клетках нет даже небольшого количества тирозиназы, у них не может быть и меланина. Такие люди имеют очень светлую кожу, белые волосы, и у них нет вообще никакой пигментации радужной оболочки глаз. (Их глаза выглядят красноватыми, потому что маленькие кровеносные сосуды проступают через прозрачную бесцветную радужную оболочку.) Таких людей называют альбиносами. Если вы когда-либо встречали альбиноса, то лично смогли убедиться в том, какое потрясающее воздействие на физическое состояние человека может иметь присутствие или отсутствие только одного гена.
Есть и другие ферменты, и поэтому многие другие гены вовлечены в формирование меланина. Цвет кожи по этой причине более сложен, чем это могло бы показаться из того, о чем мы пока рассказали.
Другая физическая характеристика, которую мы могли бы рассмотреть, - рост. Один из химических факторов, которые влияют на рост человека, известен как гормон роста. Это вещество формируется в клетках маленькой структуры, названной гипофизом, который расположен прямо под мозгом. Гормон роста проникает из гипофиза в кровяной поток. Кровь несет его ко всем частям тела, так или иначе (снова мы не знаем точные детали) поощряя клетки расти и делиться.
Если нет других факторов, которые могли бы быть рассмотрены в сочетании с ним (например, диеты или болезни), человек с большим количеством гормона роста в крови будет расти более быстро, чем человек с меньшим количеством этого гормона. Он, вероятно, станет большим и очень высоким. Есть люди, у которых по некоторым причинам гипофизом производится лишь очень небольшое количество гормона роста. Такой человек вообще едва растет, и в результате он остается карликом. Наоборот, некоторые люди имеют излишнюю выработку гормона роста, и в результате они превращаются в гигантов. Карлики и гиганты, которых мы видим на представлениях в цирке, - результат недостатка или излишка гормона роста.
Гормон роста формируется в гипофизе под контролем ферментов. Количество гормона роста поэтому зависит, по крайней мере частично, от количества некоторых ферментов, сформированных в клетках. Это, в свою очередь, зависит от характера генов, отвечающих за формирование этих ферментов. Так что рост, подобно цвету кожи, зависит от природы генов, которыми человек обладает.
Подобные аргументы могут быть выдвинуты для любой физической характеристики. Это всегда вопрос гена. По этой причине логично предположить, что, если мы хотим преуспеть в делении людей на расовые группы, мы должны сначала изучить все, что мы можем узнать о том, как гены передаются от родителей детям.
Яйцеклетка и сперма
Все животные, кроме простейших, производят специальные клетки, которые при благоприятных обстоятельствах имеют способы развиваться в новые индивидуумы. Такие клетки, произведенные животными женского пола, известны как яйцеклетки. Яйцеклетку часто называют латинским словом ovum, что и означает «яйцо». Куриное яйцо - яйцеклетка, с которой мы все хорошо знакомы. На этом примере вы сразу можете увидеть, как сильно яйцеклетка отличается от других клеток. Посмотрите на куриное яйцо и вспомните, что это всего лишь единственная отдельная клетка. А теперь сравните его с клетками, которые настолько малы, что их можно увидеть только в микроскоп. На самом деле, живым является только микроскопическое пятнышко на поверхности желтка яйца. Все остальное - просто запас продовольствия. Цыпленку потребуется три недели, чтобы вырасти из этого микроскопического пятнышка в маленькое существо, заполнившее собой скорлупу. Яйцо должно содержать все калории, витамины и минералы, в которых цыпленок будет нуждаться в течение этих трех недель.
У людей (как и у других млекопитающих) ситуация несколько отлична. Яйцеклетка развивается внутри материнского тела. Вскоре после того, как оплодотворенная яйцеклетка начинает расти, формируется орган, известный под названием плацента. В плаценте кровеносные сосуды развивающегося ребенка очень близко подходят к кровеносным сосудам матери. Питательные вещества, витамины, кислород - в общем, все необходимое для поддержания жизни - попадают из крови матери в кровь ребенка. Именно таким способом мать кормит ребенка. (Обратите внимание на то, что кровеносные сосуды матери и ребенка не соединяются. Никакого смешивания крови не происходит!)
Так как именно кровь матери питает развивающийся плод, нет никакой потребности в том, чтобы человеческая яйцеклетка содержала много питательных веществ. Поэтому она намного меньше куриного яйца. Фактически размер человеческой яйцеклетки - всего лишь "/,75 дюйма в диаметре. Но даже и в этом случае это все еще самая крупная клетка во всем человеческом теле.
Самцы также производят специальные клетки, которые вносят вклад в развитие новых индивидуумов. Их называют сперматозоидами, или спермой. Они намного меньше, чем яйцеклетки. 600 или больше сперматозоидов весят столько же, сколько единственная яйцеклетка.
Человеческий сперматозоид - очень необычный вид клетки, поскольку она может двигаться самостоятельно. Он делает это с помощью длинного хвоста, размахивая им во все стороны. Хвост этот приблизительно в десять раз больше остальной части клетки. Когда сперматозоид рассматривают под микроскопом, он весьма похож на крошечного головастика.
И яйцеклетки и сперматозоиды - все они производятся в специальных органах. Яйцеклетки формируются в яичниках. Все нормальные женщины обладают двумя яичниками. В них они производят одну яйцеклетку каждые четыре недели. Клетки спермы производятся в яичках, все нормальные мужчины обладают двумя яичками. Яички непрерывно производят обширное количество спермы. Капля жидкости, произведенная яичками, содержит многие и многие миллионы сперматозоидов.
Когда сперма высвобождается около яйцеклетки, к ней беспорядочно устремляется множество сперматозоидов. Лишь один из сперматозоидов проникает в яйцеклетку через слой маленьких клеток, окружающих ее. Как только сперматозоид попадает в яйцеклетку, никакой другой сперматозоид уже не может сделать то же самое. Соединение яйцеклетки и сперматозоида называют оплодотворенным яйцом, или зиготой.
Разница между яйцеклеткой, сформированной в яичниках, и оплодотворенной яйцеклеткой чрезвычайно велика. Если сформированная яйцеклетка не оплодотворяется сперматозоидом, то она вскоре разрушается. Оплодотворенная яйцеклетка, однако, сразу начинает делиться и снова делиться, расти и развиваться в эмбрион. Наконец, если все проходит гладко, на свет появляется человеческий младенец.
Теперь мы можем задать себе сразу множество вопросов. Почему именно две клетки требуются для производства нового индивидуума? Почему у него одного должны быть и отец и мать? Имеет ли значение то, что сперматозоид настолько отличен по внешнему виду от яйцеклетки?
Чтобы ответить на эти и другие подобные им вопросы, давайте вновь обратим наше внимание на хромосомы.
Ранее мы уже говорили о том, что человеческие клетки содержат 48 хромосом. Эти 48 выстроены парами. Каждая человеческая клетка поэтому содержит 24 пары хромосом. Гены в любой хромосоме подобны генам в хромосоме, находящейся с ней в паре. Если одна хромосома содержит ген, формирующий тирозиназу, ее хромосома-близнец - тоже. Этот ген даже расположен в одном и том же месте в каждой хромосоме. Гены могут быть неидентичны; то есть один из них, например, может быть способен к формированию большего количества тирозиназы, чем другой. Однако оба они связаны с тем же самым ферментом.
Иными словами, человеческая клетка содержит 24 различные хромосомы плюс «запчасти» для каждой из этих 24, всего - 48.
Вы, возможно, помните, что в предыдущей главе мы упомянули об одном исключении из правила, которое гласит, что все человеческие клетки содержат 48 хромосом. Это исключение - женская яйцеклетка и сперматозоид.
Яйцеклетки и клетки спермы формируются из родительских клеток, содержащих обычные 48 хромосом. Родительские клетки, однако, подвергаются необычной форме деления клетки, известного как мейоз. Хромосомы не самовоспроизводятся. Вместо этого эти 48 хромосом просто делятся на две группы и путешествуют к противоположным концам клеток. В одном конце - 24 различные хромосомы, а в другом - 24 «запчасти».
Результатом этого является то, что и яйцеклетки и сперматозоиды - только лишь «полуклетки», по крайней мере в отношении количества хромосом. Они имеют но 24 хромосомы.
Маленькая клетка спермы содержит столько же хромосом - 24, как и значительно большая яйцеклетка. Клетка спермы, однако, не содержит практически больше ничего иного: только 24 хромосомы, плотно упакованные вместе и направляемые туда-сюда виляющим хвостом. Яйцеклетка, с другой стороны, содержит значительное количество питательных веществ, за счет которых эмбрион сможет жить до тех пор, пока не сформирована плацента.
Когда клетка спермы входит в яйцеклетку (оставляя свой хвост снаружи), она становится ядром, очень похожим на маленькое ядро в яйцеклетке. Эти два ядра приближаются и растворяются друг в друге. Теперь оплодотворенная яйцеклетка - уже полноценная клетка. Она содержит все 48 хромосом. Именно поэтому оплодотворенная яйцеклетка может развиться в эмбрион, в то время как неоплодотворенная яйцеклетка не может. Для этого требуется полное число хромосом - а именно 48.
Есть одно важное различие между оплодотворенной яйцеклеткой и всеми другими клетками в женском теле, в котором она существует. Хромосомы-то другие! Только 24 из хромосом оплодотворенного яйца были получены из клеток женщины, то есть от матери. Другие 24 хромосомы вошли в клетку извне, то есть из "спермы отца. Теперь, когда оплодотворенное яйцо делится и делится снова, каждая новая самовоспроизводящаяся клетка имеет хромосомы, которые являются идентичными хромосомам изначальной, оплодотворенной яйцеклетки. Клетки каждого человека па земле поэтому содержат 24 хромосомы, которые получены им от его матери, и 24 хромосомы, полученные от отца. Кроме того, в каждой паре хромосом одна получена от матери и одна - от отца. Теперь мы можем идти дальше. Каждый человек имеет два гена, отвечающие за каждый специфический фермент, и в каждом случае один ген получен от матери и один - от отца. (Есть некоторые исключения из этого правила, и это мы увидим в дальнейшем.)
Не важно, что мать, как кажется, жертвует значительно большим, чем отец, на развитие ребенка. Она пожертвовала яйцеклетку, которая намного больше, чем клетка спермы отца. И далее, в течение девяти месяцев только кровь матери кормит растущий эмбрион. Однако в том, что касается хромосом, каждый родитель делает равный вклад. И именно хромосомы определяют специфику наследования физических характеристик.
Мужчина и женщина
Первый вопрос, который задает любой о новорожденном ребенке: «Мальчик или девочка?» Вы можете задаться вопросом, когда именно определяется пол ребенка. Ответ на это может вас удивить. Пол ребенка определяется в момент, когда клетка спермы оплодотворяет яйцеклетку.
Давайте посмотрим, почему это именно так. Как мы уже сказали, все человеческие клетки (кроме яйцеклеток и клеток спермы) содержат 24 нары хромосом. Фактически, это не совсем правильно. Клетки женщины действительно содержат 24 совершенные пары. Клетки мужчины, однако, содержат 23 совершенные пары плюс 24-я пара, которая является немного необычной. 24-я пара у мужчин состоит из одной совершенной хромосомы и одного чахлого маленького партнера. Полноценную хромосому называют Х-хромосомой. Чахлого партнера называют Y-хромосомой. Другими словами, 24-я пара у мужчин не имеет надлежащей «запчасти». Что это означает для процесса созревания? Когда формируется яйцеклетка, 24 пары хромосом у женщины делятся равномерно. Каждая яйцеклетка получает 24 совершенные хромосомы. Поэтому все яйцеклетки подобны в этом отношении и каждая содержит Х-хромосому.
Однако когда формируется сперматозоид, 24 пары хромосом делятся так, что одна клетка 1 спермы получает 24 совершенные хромосомы, а другая получает 23 совершенные хромосомы плюс Y-хромосому. Поэтому формируется два вида клеток спермы - один вид с Y-хромосомой, другой - без нее. Оба эти вида формируются в равных пропорциях.
Теперь, если яйцеклетка оплодотворяется спермой без Y-хромосомы, оплодотворенная яйцеклетка оказывается с 24 совершенными парами хромосом, и эмбрион автоматически развивается как женский. Если яйцеклетка оплодотворена спермой с Y-хромосомой, оплодотворенная яйцеклетка оказывается с 23 совершенными парами хромосом и 24-й парой с Y-хромосомой. Эмбрион тогда автоматически развивается как мужской1.
Так как оба вида клеток спермы формируются в равных пропорциях, имеются равные шансы для того, чтобы один из представителей первого или второго вида оплодотворил яйцеклетку, и по этой причине в мире столько же мужчин, сколько и женщин.
На самом деле распределение иолов несколько отличается от пропорции 50 на 50. Яйцеклетки, оплодотворенные спермой с Y-xpoмосомой, встречаются несколько чаще, чем яйцеклетки, оплодотворенные спермой с Х-хромосомой. Причина этого все еще неизвестна. Но есть и другой фактор, который требует нашего рассмотрения. Иметь запчасть для каждой хромосомы очень полезно. Если случилось что-то неправильное с геном на специфической хромосоме, то ген на ее запчасти может находиться в совершенном порядке., и организм может выйти из трудной ситуации именно таким образом. В отношении 23 пар хромосом - оба пола равны. В 24-й хромосоме, однако, женщины имеют преимущество. Они имеют запчасть, а мужчины - нет. Если женщины имеют несовершенный ген на Х-хромосоме, запчасть спасает их. Если мужчины имеют несовершенный ген на Х-хромосоме, им очень не повезло.
Именно по этой причине, возможно, мужские эмбрионы встречают больше трудностей, чем женские эмбрионы. Меньше из них и доживает до момента рождения. Кроме того, младенцев мужского пола умирает в раннем возрасте больше, чем младенцев женского пола, и в целом мужчины живут меньше, чем женщины. Таким образом, несмотря на тот факт, что происходит больше зачатий мальчиков, чем девочек, население в целом имеет несколько более высокий процент женщин.
Короче говоря, мужчины могут быть более высокими, более тяжелыми и более мускулистыми, чем женщины, но что касается их хромосом, то фактически они являются более слабым полом.
Разновидности среди генов
Как мы уже сказали, гены контролируют развитие ферментов и таким образом управляют природой физических характеристик. К сожалению, наше знание о химии клетки весьма ограничено. Мы едва ли можем когда-либо в точности знать, какой именно фермент или ферменты управляют обычными физическими характеристиками. В действительности мы знаем, что фермент тирозиназа необходим для формирования меланина, и он определяет цвет кожи, волос и глаз. Мы уверены, однако, что для этого процесса необходимы также и другие ферменты.
По этой причине можно пропустить подробности о ферменте и лишь соединить ген с физической характеристикой. Например, мы могли бы говорить о гене плешивости, гене пяти пальцев или гене цвета глаз. Иногда нам бы было удобно говорить о различных генах, которые затрагивают ту же самую физическую характеристику, но различными способами. Цвет глаз - хороший пример. Мы могли бы говорить о гене карих глаз и о гене голубых глаз.
Каждое место на хромосоме может быть занято только одним геном в одно и то же время. Однако может существовать несколько генов, способных занять это место. Когда различные гены способны занять определенное место на хромосоме, они, как говорят, формируют аллели, то есть конкретные формы одного и того же гена. Обычно различные гены-аллели затрагивают ту же самую физическую характеристику, но разными способами. Например, ген, формирующий тирозшшзу и способный к формированию значительного количества тирозиназы приведет к тому, что у ребенка будут карие глаза. Другой подобный ген, который способен к формированию только незначительных количеств тирозиназы, и который, таким образом, приведет к тому, что глаза будут голубые, может оказаться в том же месте хромосомы у некоторых других индивидуумов. Ген карих глаз и ген голубых глаз - два аллеля одного гена.
Кроме генов на Х- и Y-хромосомах у мужчин, все гены существуют в парах, потому что все хромосомы существуют в парах. Для каждого гена, существующего на определенном месте хромосомы, имеется второй ген, управляющий той же самой физической характеристикой и находящийся в том же самом положении на другой парной хромосоме. Эти два гена могут быть идентичными, а могут и не быть, однако они оба затрагивают ту же самую физическую характеристику, - они могут затрагивать ее одним и тем же способом или же различными способами.
В каждой клетке есть два гена, которые отвечают за цвет глаз посредством формирования тирозиназы. Один находится на некоторой хромосоме, и другой находится на том же самом месте на хромосоме-близнеце. Один может быть геном карих глаз, и таким же может быть и другой; или он может быть геном голубых глаз, и другой тоже. Всякий раз, когда эти два гена идентичны, человек, как говорят, является гомозиготным но этой характеристике. Он является гомозиготным по гену карих глаз в нервом случае, а во втором случае - гомозиготным по гену голубых глаз.
Но эти два гена не обязаны быть идентичными. Они могут быть различными аллелями специфического гена. Человек может обладать геном (аллелем) карих глаз на одной хромосоме и геном голубых глаз на хромосоме-близнеце. Такой человек - гетерозиготен по генам, определяющим цвет глаз.
«Гомозиготный» и «гетерозиготный» - трудные слова. Иногда люди говорят о «чистых линиях», когда эти два гена подобны, и о «гибридах», когда они не подобны. Это намного более простые термины, и также более знакомые. Вы можете задаться вопросом, почему мы не используем их вместо слов «гомозиготный» и «гетерозиготный». К сожалению, слишком много людей думают, что есть нечто хорошее в том, чтобы быть «чистым», и нечто плохое в том, чтобы быть «гибридом». Чтобы избежать неприятностей с этими предрассудками (фактически, как мы увидим, хорошие и плохие стороны есть у обоих этих состояний), мы в этой книге будем придерживаться слов «гомозиготный» и «гетерозиготный».
Продолжим нашу тему с генами цвета глаз. Рассмотрим, например, яйцеклетки, которые сформированы женщиной, являющейся гомозиготной по карему цвету глаз. Пары хромосом делятся, и, так как женщина имеет только ген карих глаз, каждая яйцеклетка будет иметь один ген карих глаз. В отношении гена цвета глаз все яйцеклетки будут идентичными.
Мужчина, который является гомозиготным по карим глазам, тем же самым образом произведет клетки спермы, которые имеют один ген карих глаз.
Предположим, этот гомозиготный мужчина и гомозиготная женщина состоят в браке и имеют ребенка. Ребенок будет иметь цвет глаз, зависящий от природы генов в клетке спермы и в яйцеклетке, которые объединились, чтобы сформировать оплодотворенную яйцеклетку. Но, как мы уже объяснили, все яйцеклетки содержали один ген карих глаз, и все клетки спермы содержали один ген карих глаз. Поэтому, независимо от того, какая из клеток спермы оплодотворит яйцеклетку, эта оплодотворенная яйцеклетка будет всегда иметь два гена карих глаз. Подобно обоим родителям, ребенок будет гомозиготным по карим глазам. Такими же будут все другие дети от этого брака.
Если мать и отец - оба гомозиготные но синим глазам, то, рассуждая тем же самым образом, все их дети будут гомозиготными по синим глазам.
Но - и это очень большое но - часто ли случается, что один родитель является гомозиготным по карим глазам, а другой гомозиготным по голубым глазам? Предположим, что мать является гомозиготной по карим глазам. Тогда каждая яйцеклетка, которую она производит, будет содержать один ген карих глаз. Отец - гомозиготный по голубым глазам; так что каждая клетка спермы, которую он производит, будет содержать один ген голубых глаз. Независимо от того, какой именно сперматозоид оплодотворит яйцеклетку, оплодотворенная яйцеклетка будет содержать один ген для голубых глаз и один ген карих глаз. Ребенок будет гетерозиготным.
Если бы карие глаза были не у матери, а у отца, а мать была бы с голубыми глазами, результат был бы тот же самый. Каждая яйцеклетка имела бы один ген голубых глаз, и каждая клетка спермы - один ген карих глаз. Снова оплодотворенное яйцо имело бы и тот и другой ген, и ребенок был бы гетерозиготным.
Что же случается с ребенком, который является гетерозиготным по цвету глаз? Ответ следующий: он (или она) имеет карие глаза. Ребенок имеет один ген, который может формировать большое количество тирозиназы, и ген, который может формировать маленькое количество тирозиназы. Однако один-единственный ген может сформировать относительно большее количество тирозиназы, и ее может оказаться достаточно, чтобы окрасить глаза в карий цвет.
В результате два родителя, один из которых гомозиготен но карим глазам, а другой гомозиготен по голубым глазам, имеют детей, которые гетерозиготны и в то же время имеют карие глаза. Ген голубых глаз не проявляется. Он невидим. Кажется, что он исчезает.
Когда человек обладает двумя различными генами для некоторой физической характеристики при идентичных местах пары хромосом и проявляется только один ген, этот ген называют доминантным. Ген, который не проявляется, является рецессивным. В случае цвета глаз ген карих глаз является доминантным но отношению к гену голубых глаз. Ген голубых глаз является рецессивным по отношению к гену карих глаз.
Невозможно сказать, только лишь глядя на человека, является ли он гомозиготным или гетерозиготным по карим глазам. В любом случае его глаза карие. Один из способов сказать что-либо определенное состоит в том, чтобы узнать кое-что о его родителях. Если у его матери или у его отца были синие глаза, он должен быть гетерозиготным. Другой способ узнать что-либо - это увидеть цвет глаз его детей.
Мы уже знаем, что, если мужчина гомозиготный но карим глазам женится на женщине гомозиготной по карим глазам, они будут иметь детей гомозиготных по карим глазам. Но что будет, если он женится на гетерозиготной девушке? Гомозиготный мужчина формировал бы только клетки спермы с генами карих глаз. Его гетерозиготная жена формировала бы яйцеклетки двух типов. Во время мейоза, так как ее клетки обладают и геном карих глаз, и геном голубых глаз, ген карих глаз будет путешествовать к одному концу клетки, а ген голубых глаз - к другому. Половина сформированных яйцеклеток будет содержать ген карих глаз, а вторая половина - ген голубых глаз.
Вероятность того, оплодотворит клетка спермы яйцеклетку с геном карих глаз или яйцеклетку с геном голубых глаз, составляет, таким образом, 50 на 50. Половина оплодотворенных яйцеклеток будет гомозиготной по карим глазам, и половина будет гетерозиготной. Но все дети будут иметь карие глаза.
Теперь предположим, что. и отец и мать - гетерозиготны. Оба имели бы карие глаза, но оба в то же время обладают геном голубых глаз. Отец формировал бы два вида клеток спермы, один с геном голубых глаз и другой с геном карих глаз. Таким же образом мать формировала бы два вида яйцеклеток.
Теперь возможно несколько комбинаций клеток спермы и яйцеклеток. Предположим, что одна из клеток спермы с геном карих глаз оплодотворяет одну из яйцеклеток с геном карих глаз. Ребенок в этом случае будет гомозиготным по карим глазам и, естественно, будет иметь карие глаза. Предположим, что сперматозоид с геном карих глаз оплодотворяет яйцеклетку с геном голубых глаз или клетка спермы с геном голубых глаз оплодотворяет яйцеклетку с геном карих глаза. В любом случае ребенок будет гетерозиготным и все еще будет иметь карие глаза.
Но есть и другой вариант. Что, если клетка спермы с геном голубых глаз оплодотворит яйцеклетку с геном голубых глаз? В этом случае ребенок будет гомозиготным но голубым глазам и будет иметь голубые глаза.
Таким образом, два кареглазых родителя могут иметь голубоглазого ребенка. Ген, который, казалось, исчез, проявился снова. Кроме того, вы можете, глядя на ребенка, сказать кое-что и о родителях. Хотя их глаза карие, как и у гомозиготного человека, вы знаете, что они оба дол лены быть гетерозиготными, иначе бы ген голубых глаз не проявился.
Когда два человека подобны но некоторым специфическим физическим характеристикам, они, как говорят, принадлежат к одному и тому же фенотипу. Все люди с карими глазами имеют одинаковый фенотип в отношении цвета глаз. То же самое и в отношении людей с голубыми глазами. Когда два человека имеют одну и ту же комбинацию генов для некоторой специфической физической характеристики, они принадлежат к одному и тому же генотипу. Так как все голубоглазые люди - гомозиготны и имеют два гена для голубых глаз в своих клетках, они все имеют одну и ту же комбинацию генов и все принадлежат к одному и тому же генотипу в отношении цвета глаз. Кареглазые люди, однако, могут быть или гомозиготными, или гетерозиготными. По этой причине они принадлежат к двум различным генотипам в отношении цвета глаз. Один генотип включает людей с двумя генами карих глаз; другой включает людей с одним геном карих глаз и с одним геном голубых глаз.
Вы можете определить фенотип человека, просто посмотрев на него, но вы можете определить генотип человека, только исследуя его родителей, или его детей, или и тех и других вместе. Иногда, как мы увидим, вы не сможете определить генотип человека даже и в этом случае.
расовые различия
(racial differences)Классиф., начиная с линнеевской, проводили различия между "расами", если можно было с высокой точностью определить отличия членов групп друг от друга. Надежное установление различий требует, чтобы одни расы отличались от других определенной частотой аллелей нек-рых генов, влияющих на доступные наблюдению признаки. Этот критерий может быть принят в отношении большинства подгрупп человечества как биолог. вида. Наиболее широко используемая классиф. рас подразделяет их на европеоидную, монголоидную и негроидную расы. Др., более тонкие дифференциации человечества как вида, включают 9 рас Гарна и 7 основных рас Левонтина.
Все люди, независимо от расовой принадлежности, имеют общую историю эволюции. Представляется в высшей степени маловероятным, чтобы фактор отбора существенно варьировал от группы к группе. Все люди сталкивались с одними и теми же общими проблемами на протяжении почти всей своей истории эволюции. Ок. 6% генетических расхождений у людей как вида объясняются расовой принадлежностью, 8% различиями между популяциями внутри расовых групп и свыше 85% различиями между индивидами одних и тех же популяций внутри расовых групп.
В зап. мире разделение на расы часто основывается на цвете кожи. Однако еще Чарльз Дарвин обоснованно заметил, что "цвет обычно оценивается натуралистом-систематиком как несущественный признак". Значительно более важными являются др. различия, такие как морфология, физиол. и поведение.
Физ. различия могут быть результатом естественного отбора, в основном вследствие адаптивной эволюции. Напр., большинство групп, населяющих высокие арктические широты, отличаются коренастым торсом и короткими конечностями. Такой тип тела приводит к увеличению отношения его массы к общей площади его поверхности и, следовательно, к снижению потерь тепловой энергии при поддержании температуры тела. Высокие же, худые, длинноногие представители племен Судана, поддерживающие ту же самую температуру тела, что и эскимосы, но обитающие в чрезвычайно жарких и влажных климатических условиях, развили телосложение, к-рое предполагает макс. отношение общей площади поверхности тела к его массе. Такой тип тела наилучшим образом отвечает целям рассеивания тепла, к-рое в противном случае привело бы к повышению температуры тела выше нормы.
Др. физ. различия между группами могут возникать вследствие неадаптивных, нейтральных с т. зр. эволюции изменений в разных группах. На протяжении большей части своей истории люди жили небольшими родовыми популяциями (димами), в к-рых случайная изменчивость генофонда, обеспечиваемая основателями данного дима, становилась закрепленными признаками их потомства. Мутации, возникавшие внутри дима, если оказывались приспособительными, распространялись сначала в пределах данного дима, затем в соседних димах, но, вероятно, не достигали пространственно отдаленных групп.
Если рассматривать Р. р. с т. зр. физиол. (метаболизма), хорошим примером того, как может объясняться генетическое влияние на различия между расами, будет серповидноклеточная анемия (СКА). СКА характерна для черного населения Зап. Африки. Поскольку предки чернокожих американцев проживали в Зап. Африке, этому заболеванию подвержено тж черное население Америки. Страдающие им люди живут меньше. Почему вероятность заболевания СКА столь высока лишь для определенных групп? Аллисон обнаружил, что гетерозиготные по гену гемоглобина S (один ген из этой пары вызывает серповидность эритроцитов, а другой нет) люди оказываются довольно устойчивыми к малярии. Люди с двумя "нормальными" генами (т. е. генами гемоглобина А) подвергаются существенно более высокому риску малярии, люди с двумя генами "серповидноклеточности" страдают анемией, а с гетерозиготными генами подвергаются гораздо меньшему риску того и др. заболевания. Этот "сбалансированный полиморфизм" сформировался независимо предположительно в результате отбора случайных мутаций у ряда различных расовых/этнических групп в зараженных малярией регионах. Разнообразные типы анемии, возникающей вследствие серповидноклеточности, не являются генетически тождественными у различных расовых/этнических групп, однако все они имеют ту же самую основу преимущество гетерозиготности.
Поскольку мы еще не располагаем всеми фактами, такие сведения являются как бы предостерегающим сигналом: несмотря на то, что Р. р. могут существовать, причины этих различий требуют всестороннего и тщательного исслед. Предполагаемые генетические различия могут оказаться по своему происхождению преим. или исключительно обусловленными средовыми факторами.
Давно известно, что черные американцы получают более низкие показатели по тестам интеллекта (IQ), чем белые американцы. Вместе с тем неоднократно сообщалось, что лица азиатского происхождения показывают более высокие результаты по тестам интеллекта, чем белые, на к-рых эти тесты б. ч. были стандартизованы. Вопрос, по крайней мере в отношении различий между черными и белыми, заключается не в том, существуют ли различия в их тестовых показателях, а в том, каковы могут быть причины этих различий.
Полемика в отношении IQ вновь обострилась после нек-рого периода затишья в результате публикации статьи Артура Дженсена. Хотя Дженсен точно изложил в своей статье доступные ему данные в отношении внутригрупповой наследуемости, более поздние исслед. обнаружили, что внутригрупповые различия в гораздо меньшей мере подвержены генетическому контролю, чем считал Дженсен. В дополнение к этому, Хирш и др. показали, что даже если внутригрупповые различия имеют генетическую основу, эти различия в действительности не являются релевантными при оценке степени генетического влияния на различия между группами.
Де Фриз и др. опубликовали статью, о к-рой особенно уместно вспомнить в этом контексте, так как в ней показывается, что различия между поколениями одних и тех же этнических групп оказываются близкими к величине приводимого различия между черными и белыми американцами. Различия между поколениями и половые различия хорошо согласуются с изменениями в статусе (напр., образованием родителей, профессией), к-рые происходили от поколения к поколению, сильный аргумент в пользу существенного влияния среды на выполнение когнитивных тестов.
Характеристики личности труднее измерить, чем уровень интеллекта. Результаты личностных тестов, оценивающих актуальные характеристики, являются потенциально нечеткими, вследствие изменений настроения, эмоций и поведения. Р. р. в личностных чертах (напр., агрессивности, заботливости) могут существовать. Обычно считается, что эти различия связаны исключительно с влияниями среды. Однако, по-видимому, это чрезмерно упрощенный взгляд на вещи. Фридман и Фридман представили данные, доказывающие существование генетически обусловленных Р. р. в чертах личности. Др. данные свидетельствуют о присутствии генетического компонента изменчивости личностных черт внутри изучаемых расовых/этнических групп. Групповые различия могут существовать, хотя скорее на субгрупповом, чем на расовом уровне.
Исходная посылка совр. исследований в области Р. р. состоит в том, что Р. р. действительно существуют и могут иметь генетическую основу. Однако, различия между расами оказываются меньшими, чем различия между их подгруппами, а различия между расами, равно как и между их подгруппами (обусловлены ли они генетическими факторами, факторами среды или их взаимодействиями либо взаимосвязями) являются, в свою очередь, незначительными в сравнении с различиями между входящими в них индивидами.
См. также Кросс-культурная психология, Наследуемость , Национальный характер
Как сформировались расовые различия? Разные расы развивались и формировались не одинаково. Физические различия могут быть результатом естественного отбора, в основном вследствие адаптивной эволюции. То есть различия в генотипе рас и наций накапливались на протяжении тысяч лет в процессе приспособления к месту обитания, ландшафту, климату, образу жизни, особенностям питания, перенесенных инфекций, болезней, неизбежных генетических мутаций и множества других факторов. Например, большинство групп, населяющих высокие арктические широты, отличаются коренастым торсом и короткими конечностями. Такой тип тела приводит к увеличению отношения его массы к общей площади его поверхности и, следовательно, к снижению потерь тепловой энергии при поддержании температуры тела. Высокие же, худые, длинноногие представители племен Судана, поддерживающие ту же самую температуру тела, что и эскимосы, но обитающие в чрезвычайно жарких и влажных климатических условиях, развили телосложение, которое предполагает максимальное отношение общей площади поверхности тела к его массе. Такой тип тела наилучшим образом отвечает целям рассеивания тепла, которое в противном случае привело бы к повышению температуры тела выше нормы.
Другие физические различия между группами могут возникать вследствие неадаптивных, нейтральных с точки зрения эволюции изменений в разных группах. На протяжении большей части своей истории люди жили небольшими родовыми популяциями (димами), в которых случайная изменчивость генофонда, обеспечиваемая основателями данного дима, становилась закрепленными признаками их потомства. Мутации, возникавшие внутри дима, если оказывались приспособительными, распространялись сначала в пределах данного дима, затем в соседних димах, но, вероятно, не достигали пространственно отдаленных групп.
Расовых различий множество, например форма головы, черты лица, степень физической зрелости при рождении, формирование мозга и объём черепа, острота зрения и слуха, размер тела и его пропорции, число позвонков, тип крови, плотность костей, длительность беременности, число потовых желез, степень излучения альфа волн в мозгу новорождённых, отпечатки пальцев, способность к усвоению молока, строение и расположение волос, запах, дальтонизм, генетические заболевания (такие как анемия серповидных клеток), гальваническое сопротивление кожи, пигментация кожи и глаз и подверженность инфекционным заболеваниям.
Бакстер, основываясь на американской военной статистике, доказали, что представители белых рас превосходят негров и индейцев прижизненной вместимостью легких. Такое явление стоит, как предполагают, в связи с большей энергией обмена веществ и большим развитием силы у белых.
Частота ударов пульса также не одинакова у разных рас. Гульд дает в этом отношении следующие средние величины (ударов в минуту):
У некоторых народов тропических стран Джоуссет отмечает меньшую, по сравнению с европейцами, вместимость легких, большую частоту дыханий, малый объем груди, более слабо выраженный тип брюшного дыхания, большую частоту и меньшее напряжение пульса. Вместе с такими особенностями констатируется слабость мускульной силы, уменьшение мочеотделения и увеличение отделения пота. Однако еще не достаточно выяснено, поскольку наблюдаемые Джоуссетом явления зависят от климата и географических условий и поскольку они действительно составляют расовую особенность. Вышеприведенные данные Гульда более ценны для нас в смысле доказательства расовых различий в физиологических функциях организма, так как эти данные основаны на исследовании очень большого числа индивидуумов, приблизительно одного возраста и находившихся в одинаковых условиях жизни.
По отношению к расовой физиологии нервной системы интересен тот факт, что у некоторых народов, например негров, существует значительно меньшая, по сравнению с белыми, болевая чувствительность. Эта особенность констатирована на основании точных исследований и хорошо известна тем хирургам, которым приходилось производить операции неграм. Последние легко и почти безропотно переносят самые тяжелые операции. http://www.uhlib.ru/nauchnaja_literatura_prochee/_russkaja_rasovaja_teorija_do_1917_goda_tom_1/p17.php
Должно заметить, что при указанных особенностях многим дикарям свойственна необыкновенная острота зрения и слуха, позволяющая дикарю различать детально очень отдаленные предметы и слышать отчетливо самый слабый шум, совершенно недоступный уху европейца; однако, гармонические сочетания звуков, красок и тонов мало доступны дикарю.
Коснувшись вопроса об анатомо-физиологических особенностях у разных представителей человеческого рода, я не могу пройти молчанием того интересного и поучительного факта, что значительные различия в строении отдельных частей тела могут иметь место даже тогда, когда данные части представляются для невооруженного глаза совершенно сходными. Я имею в виду то существенное расовое различие, которое наблюдается в строении человеческих волос. Возьмем, для примера, с одной стороны - прямой или гладкий черный волос с головы монгола, а с другой - прямой же и черный головной волос великорусса. Исследование покажет, что у монгола форма поперечного разреза волоса представляется почти круглой или широкоовальной, причем короткий диаметр овала относится к длинному, как 80–90:100. У великорусса же поперечный разрез головного волоса имеет форму вытянутого овала, короткий диаметр которого относится к длинному, как 61–71:100. В волосах монгола зерна пигмента несколько крупнее, чем в волосах великорусса, и, кроме того, головной волос великорусса в среднем несколько тоньше волоса монгола. Возьмем для сравнения еще два одинаковых по цвету волоса: рыжий головной волос араба и рыжий волос великорусса. В рыжем волосе араба я наблюдал лично, что зернистый пигмент расположен преимущественно в центральных частях коркового вещества, а в волосах великорусса - в периферических частях этого вещества.
Быть может, нечто подобное тому, что мы наблюдаем в волосах, существует и в тех или других внутренних органах, т. е., быть может, при полном внешнем сходстве имеется более или менее значительное различие в гистологическом строении. Но в этом отношении антропология еще не дает нам должного ответа и открывает лишь широкое поле для научных исследований.
Считаю нужным отметить, кстати, ту важную роль, какую могут играть волосы в деле изучения типа первобытного доисторического населения различных мест земного шара, так как они сохраняются вместе с костями в течение столетий и даже тысячелетий зарытыми в землю, например, в могильниках и курганах. Я нашел, что по внешнему виду курганных волос нельзя давать заключения об их первоначальном цвете, так как последний может значительно измениться под влиянием химических и физических агентов; причем большей частью изменяется не пигмент, который вообще отличается необыкновенно большой стойкостью, а роговая субстанция волоса, которая принимает желтый, коричневый или грязно-бурый цвет. Благодаря такому изменению рогового вещества, черные волосы могут посветлеть, а светлые - потемнеть. Лишь одно гистологическое исследование волос на поперечных разрезах дает нам возможность определить с положительностью или с большей или меньшей вероятностью первоначальный цвет волос, а именно по густоте, цвету, расположению зернистого пигмента и некоторым другим его свойствам. Изучая волосы из курганов средней России, я нашел, что курганное население было темноволосое. Это обстоятельство противоречит очень распространенному мнению, что наши предки-славяне были светловолосые, и подтверждает, наоборот, мнение некоторых антропологов, и в том числе нашего сочлена по Антропологическому Отделу д-ра В. В. Воробьева, что праславянин имел, по всей вероятности, темные волосы. http://www.uhlib.ru/nauchnaja_literatura_prochee/_russkaja_rasovaja_teorija_do_1917_goda_tom_1/p17.php
Сделавши краткий обзор некоторых данных по вопросу об анатомо-физиологических расовых различиях, мы коснемся теперь расовой патологии. Нужно сказать, что в этом отношении мы имеем гораздо больше данных, чем по физиологии рас. Не подлежит сомнению, что у разных человеческих групп, смотря по их расовым особенностям, существует различная степень иммунности или предрасположенности к тем или иным патологическим процессам, подобно тому, как это мы наблюдаем в мире животных. Известно ведь, что одни виды животных легко поражаются такими болезнями, к которым другие виды оказывают полную или относительную иммунность. Изучение расовых особенностей в патологии представляет многочисленные затруднения в виду, во-первых, невозможности исключить другие факторы, которые сами по себе могут играть существенную роль в этиологии болезней, как-то: условий жизни, климата, питания, а во-вторых, - вследствие недостатка обширных и повсеместных медико-статистических исследований. Вследствие этих причин мы встречаем нередко самые противоречивые мнения по данному вопросу. Так, например, некоторые авторы считают негров вполне иммунными к малярии; Другие же говорят, что негры одинаково с европейцами подвергаются этой болезни. Однако же, на основании имеющихся данных, следует полагать, что истина находится на средине, как это часто оказывается при существовании двух противоположных мнений. Если малярия и встречается между неграми, живущими на своей родине, т. е. в тропических странах, то гораздо реже, чем у европейцев, и переносится ими в общем гораздо легче, чем европейцами. По переселении же в более холодные страны, при резкой перемене всех условий жизни, негры теряют понемногу свою иммунность. Европейцы же, попавшие в тропические страны на места, населенные неграми, несравненно чаще последних подвергаются малярии и в более тяжелых формах.
Интересно, что степень восприимчивости к малярии у разных типов белой расы различна. По Бушану наиболее восприимчивыми к этой болезни оказываются шведы и норвежцы; несколько менее их восприимчивы немцы и голландцы, еще менее - англосаксы, затем идут французы, жители Мальты, итальянцы и испанцы.
Монгольская раса, по-видимому, сравнительно мало восприимчива к малярии и туберкулезу.
Евреи, по некоторым показаниям, реже поражаются чумой, малярией и тифом; но зато, как известно, особенно предрасположены к нервным и душевным болезням и чаще других страдают диабетом. Статистика показывает, что смертность от диабета у евреев в 3–6 раз превышает смертность от этой болезни у других рас. Данные, имеющиеся по вопросу о заболеваемости евреев нервными и психическими болезнями, убеждают нас в том, что ни особыми условиями жизни, ни общественным положением, ни браками с ближними родственниками нельзя объяснить всецело необыкновенную частоту заболевания. Если те или иные условия жизни евреев и не могут быть исключены из числа этиологических факторов, то, во всяком случае, они не играют доминирующей в этом отношении роли, и в частых случаях заболевания нервными и душевными болезнями нужно видеть, прежде всего, расовую особенность евреев. Цимссен, Бланшар и особенно Шарко указывают, что ни одна раса не доставляет столь большого материала по невропатологии, как еврейская. Статистические данные разных стран Европы указывают нам, что число страдающих психическими болезнями евреев до 4–6 раз превышает число больных у других рас. Из форм психических болезней чаще других имеет место, по-видимому, мания. Tabes встречается у евреев много реже, чем у других рас (Минор, Штембо, Гайкевич).
По отношению к психическим заболеваниям у европейских народов отмечено, что народы, принадлежащие к скандинавско-германской группе, т. е. представители светлого типа, чаще всего поражаются депрессивными формами психозов. У народов же кельто-романской группы и славян, т. е. темноволосого типа, наичаще встречаются маниакальные формы психозов (Баннистер и Херкотен). У немцев и шведов меланхолия наблюдается много чаще, чем мания. У датчан и норвежцев, по данным Баннистер и Херкотен, меланхолия встречается в два раза чаще, чем мания. В Восточной Германии, где славянский элемент преобладает, меланхолия и мания, по статистике психиатрических заведений, встречаются приблизительно в одинаковых количествах или же последняя чаще, чем первая.
В связи с указанным преобладанием у германско-скандинавской группы меланхолии, а у кельто-романов и славян мании, по-видимому, находится неодинаковая частота самоубийств у этих народов. По статистике Джеймса Вейра, с 1880 по 1893 г., оказывается, что на один миллион населения у германско-скандинавской группы, т. е. у представителей светловолосого типа, приходится 116 самоубийств ежегодно, а у кельто-романов, т. е. представителей низкорослой темноволосой европейской расы, только 48 на один миллион, следовательно, почти в два с половиною раза меньше. К подобным же выводам пришел и Хевлок. Известно далее, что в тех местах Австрии, где преобладает немецкое население, самоубийства встречаются много чаще, чем в местах с преобладающим славянским или венгерским населением. Наименьший процент самоубийств отмечается у южно-европейских народов. Так, например, в Италии на один миллион приходится 40, а в Испании 35 случаев самоубийств в год, т. е. значительно меньше, чем в Германии, где на один миллион приходится 271 случай самоубийства. Замечательно также, что в южных провинциях Италии - Апулии и Калабрии, где преобладает кельто-романское население, на один миллион жителей бывает 17–33 случая самоубийств, а в северных провинциях, как, например, Ломбардии и Венеции, где в значительном количестве живут представители германской группы, - около 65–66 случаев, т. е. по крайней мере, вдвое больше, чем в южных провинциях.
Относительно заболевания нервными и психическими болезнями у других рас, как-то: у монголов, негров и др., наши сведения еще очень невелики. Имеются, например, указания, что японцы более предрасположены к маниакальным формам психических расстройств. У остяков, самоедов, тунгусов, бурят, якутов и камчадалов наблюдается болезненная пугливость, сопровождаемая приступами неистовства. У качинцев, по Палласу, особенно часты менструальные психозы. Имеются также указания на своеобразные психические расстройства у малайцев и жителей Явы и Суматры; но требуются дальнейшие проверочные наблюдения для выяснения связи подобных психозов с расовыми особенностями.
Как бы ни были еще малочисленны, отрывочны и во многих отношениях неполны данные об анатомических, физиологических особенностях человеческого рода, об его иммунности и предрасположенности к болезням, эти данные все-таки вполне достаточны для убеждения нас в том, что в этиологии болезней, помимо различных внешних факторов, играют, несомненно, очень важную роль расовые особенности организации и функций человеческого тела. Эти особенности должны быть предметом дальнейших наблюдений и исследований.
Быть может, кто-либо поставит теперь вопрос: есть ли необходимость применять к изучению связи внутренней этиологии болезней с антропологическим типом индивидуумов там, где приходится иметь дело с однородным, по-видимому, материалом, с однородными антропологическими элементами, например, с представителями великорусского народа, который говорит одним языком, исповедует единую веру, имеет одно историческое прошлое? Но на самом деле великорусский народ так же, как и малорусский, не состоит из однородных единиц, а произошел в отдаленном прошлом из слияния, по крайней мере, двух или трех рас. Между великоруссами и малоруссами мы встречаем брахицефалов и долихоцефалов, высокорослых и малорослых, темноволосых и светловолосых, и эти особенности являются унаследованными от тех рас, из слияния которых образовался современный великорусский народ.
В связи с особенностями цвета волос, глаз, формы черепа и пр. унаследованы, конечно, и другие анатомо-физиологические особенности, а вместе с ними - различная степень иммунности и предрасположенности к тем или иным патологическим процессам. В этом отношении интересно наблюдение нашего соотечественника д-ра Эмме, который заметил, что предрасположенность к малярии различна у разных типов малорусского народа: черноволосые малоруссы менее предрасположены к малярии, чем светловолосые. Впрочем, еще Геккель отметил, что черноволосые представители смешанных европейских рас легче акклиматизируются в тропических странах и гораздо реже подвергаются некоторым эпидемическим болезням, например, желтой лихорадке, чем светловолосые европейцы. http://www.uhlib.ru/nauchnaja_literatura_prochee/_russkaja_rasovaja_teorija_do_1917_goda_tom_1/p17.php
В 1892 году Гальтон впервые сопоставил пальцевые узоры различных расовых и этнических типов. Именно с этого времени развитие дактилоскопии, помимо решения чисто криминалистических задач, начинает развиваться и в русле классической расовой теории. Далее Гаррис Готорн Уайлдер, Гарольд Камминс и Чарльз Мидло вносят большой вклад в развитие новой науки, которая получает название этническая и расовая дерматоглифика.
В России дерматоглифические исследования полным ходом начинаются только в советское время. Поразительно, но факт, что именно в стране, взявшей на вооружение тезисы интернационализма, расовые исследования получают официальное научное признание. Отсылаем к работе П. С. Семеновского «Распределение главных типов тактильных узоров на пальцах рук человека» (Русский антропологический журнал, 1927, Т. 16, вып. 1–2, с. 47–63). Институт антропологии Московского государственного университета организует многочисленные экспедиции в самые разные уголки нашей страны. Крупнейшие советские антропологи А. И. Ярхо, В. П. Алексеев, Г. Ф. Дебец создают теоретическую базу этнической и расовой дерматоглифики. М. В. Волоцкий, Т. А. Трофимова, Н. Н. Чебоксаров совершенствуют методологическую базу исследований.
С самого начала дифференциация отпечатков пальцев начинает производиться на трех уровнях: расовом, этническом и территориальном – что сразу же говорит о точности метода и большом потенциале его развития. То есть, по отпечаткам пальцев человека устанавливают не только его расу, национальность, но и географический регион, из которого он происходит. Гениальная догадка Гальтона конца XIX века к тридцатым годам века ХХ-го находит свое полное подтверждение при исследовании сотен этнических групп в самых разных концах земли.
Причем потрясающей точности удается достичь на первых порах даже при относительной простоте метода. Выделяют три основных типа папиллярных узоров: дуги, петли и завихрения, к последним относятся еще и двойные петли. В таблице изображены пропорции частоты завихрений, петель и дуг у некоторых народов.
Ведущий немецкий специалист в этой области доктор Эрих Карл в статье «Отпечатки пальцев как расовые признаки и передача их по наследству», опубликованной в журнале «Volk und rаssе», 1936, v 7, дает такое резюме многочисленным исследованиям:
«Представители желтой расы во главе с эскимосами имеют больше всего завихрений и меньше всего дуг и петель. У европейцев соотношение противоположное: у них число дуг и петель увеличивается за счет завихрений. Индейцы вплотную примыкают к азиатам, а айну занимают промежуточное положение между желтыми и белыми. Евреи сильно отличаются от европейцев большим числом завихрений и сравнительно небольшим числом дуг. Среди европейских народов больше дуг и меньше завихрений у северных европейцев, а у южных, наоборот, больше завихрений и меньше дуг. Среди северных европейцев больше всего дуг и меньше всего завихрений у норвежцев; за ними следуют немцы, англичане и русские».
