home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



Глава 1. История трех шимпанзе

 Когда в следующий раз будете в зоопарке, обязательно загляните к обезьянам. Представьте, что у обезьян почти исчезла шерсть, а рядом стоит клетка с кучкой несчастных людей: без одежды, лишенных дара речи, а в остальном I вполне нормальных. А теперь, представив все это, попытайтесь угадать, насколько близки к нам эти обезьяны генетически. Например, как вы думаете, на сколько процентов совпадает наш генетический код: на 10, на 50 или на 99 процентов?

А теперь задайтесь вопросом: почему этих обезьян выставляют на всеобщее обозрение в клетках, и почему на обезьянах проводят медицинские опыты, а делать все это с людьми запрещено? А если бы оказалось, что геном шимпанзе на 99,9 процентов совпадает с нашим, а все отличия между человеком и шимпанзе обусловлены лишь несколькими генами? Вы по-прежнему считали бы, что держать шимпанзе в клетках и проводить над ними опыты — нормально? Некоторые несчастные умственно отсталые люди гораздо хуже, чем обезьяны, умеют решать проблемы, заботиться о себе, общаться, участвовать в социальных взаимоотношениях и чувствовать боль. На каком логическом основании на этих людях нельзя проводить медицинские опыты, а на обезьянах — можно?

Вы можете сказать: мол, обезьяны — это «животные», а люди — это люди, и этого достаточно. Этические нормы обращения с людьми не должны распространяться на «животных», независимо от того, насколько их генетический код совпадает с нашим, от того, насколько они способны вступать в социальные взаимоотношения или чувствовать боль. Этот ответ возникает спонтанно, но такой взгляд на положение вещей, как минимум, логически последователен, и с ним приходится считаться. Если рассуждать с подобных позиций, новое знание о наших родственных связях с обезьянами не вызовет никаких этических противоречий но все-таки удовлетворит наше интеллектуальное любопытство относительно происхождения рода человеческого. Во всех культурах, созданных людьми, возникала потребность как-то объяснить происхождение человека, и каждая культура создала собственную теорию сотворения человека. История трех шимпанзе — это современный вариант истории творения.

Наше приблизительное положение в животном царстве известно уже несколько столетий. Очевидно, что мы - млекопитающие животные, отличающиеся наличием волосяного покрова, заботой о потомстве и другими характерными чертами. Более конкретно — приматы, группа млекопитающих, включающая нечеловекообразных и человекообразных обезьян. G другими приматами нас объединяет множество признаков, отсутствующих у других млекопитающих, таких как плоские ногти вместо когтей, хватательные конечности — руки с большим пальцем, который противопоставляется остальным четырем, и пенис, свисающий свободно, а не соединенный с животом. Уже во II веке н. э. греческий врач Гален верно определил наше место в животном мире: анализируя результаты вскрытия различных животных, он писал, что обезьяна — «животное, наиболее близкое к человеку по строению внутренних органов, мышц, артерий, вен, нервной системы, а также по форме костей».

Наше место среди приматов тоже несложно найти: мы больше похожи на человекообразных обезьян — гиббонов, орангутангов, горилл и шимпанзе, чем, скажем, на мартышек. Вот самое заметное отличие: мартышки и прочие нечеловекообразные обезьяны щеголяют хвостами, а у человека и человекообразных обезьян хвоста нет. Также ясно, что гиббоны, обладающие небольшими размерами и очень длинными руками, стоят особняком, а орангутанги, шимпанзе, гориллы и человек имеют гораздо больше общего между собой, чем с гиббонами. Однако при более глубоком анализе родственных взаимоотношений, между человекообразными обезьянами мы сталкиваемся с неожиданными трудностями. На эту тему возникали жесточайшие научные споры, в которых все вертелись вокруг трех вопросов:

Как выглядит полное генеалогическое древо, показывающее родственные взаимоотношения между человеком, ныне живущими человекообразными обезьянами и их вымершими предками? В частности, какая из современных человекообразных обезьян — наш ближайший родственник?

Когда разошлись наши пути с нашими ближайшими родственниками (кем бы они ни были)?

Насколько наш генетический код совпадает с генетическим кодом наших ближайших родственников?

Во-первых, было бы естественным предположить, что на первый из этих трех вопросов уже дала ответ сравнительная анатомия. Мы особенно похожи на шимпанзе и горилл, но отличаемся от них по ряду очевидных признаков, таких как более крупный мозг, прямохождение и гораздо более редкий волосяной покров а также по множеству куда более незначительных черт. Однако при ближайшем рассмотрении оказывается, что эти признаки не играют особой роли. Ученые, в зависимости от того, какие признаки они считают самыми важными и как их интерпретируют, придерживаются одной из двух точек зрения. Одни — таких меньшинство — считают, что мы ближе всего к орангутангам, а ветвь, к которой принадлежат гориллы и шимпанзе, отошла от общего ствола раньше, чем мы отделились от орангутангов. Приверженцы другой, наиболее распространенной точки зрения, считают, что наши ближайшие родственники — шимпанзе и гориллы, а предки орангутангов пошли своим путем.

Большинство приверженцев последней теории всегда считало, что у горилл и шимпанзе гораздо больше общего между собой, чем у каждого из этих родов — с Homo sapiens. Таким образом, по их мнению, человеческая ветвь эволюции ответвилась от общего «ствола» раньше, чем разделились ветви горилл и шимпанзе. Такой вывод отражает общепринятую точку зрения: гориллы и шимпанзе относятся к «обезьянам», а мы представляем собой нечто другое. Однако вполне возможно, что мы настолько отличаемся от горилл и шимпанзе лишь потому, что они не слишком изменились со времени нашего происхождения от общего предка. Человек же претерпел огромные изменения по ряду важных и очень заметных признаков, таких как появление прямохождения и увеличение размеров мозга. В этом случае возможно, что человек ближе всего к гориллам, или к шимпанзе, или что человек, горилла и шимпанзе примерно одинаково отстоят друг от друга по строению генома.

Таким образом, споры анатомов по поводу нашего первого вопроса — ветвей нашего генеалогического древа — продолжаются Однако, какой бы вариант генеалогического древа мы ни выбрали, анатомические исследования не дают ответа на остальные два вопроса - о времени ответвления нашей ветви эволюции и о генетическом расстоянии между обезьянами и человеком. Исследование палеонтологических находок, в принципе, может помочь в восстановлении полного генеалогического древа приматов, пусть и без генетического расстояния. То есть, если бы у нас было достаточное количество палеонтологического материала, появилась бы надежда собрать серию датированных ископаемых останков первобытных людей и такую же серию датированных ископаемых останков первобытных шимпанзе, причем полученные ветви эволюционного древа сходились бы на общем предке в районе десяти миллионов лет назад, а полученная ветвь, в свою очередь, сходилась бы с ветвью, построенной по серии датированных ископаемых останков первобытных горилл, около двенадцати миллионов лет назад. Увы, надеждам на то, что ископаемые останки откроют долгожданную истину, не суждено было сбыться: исследователям не удалось найти в Африке никаких ископаемых останков человекообразных обезьян, живших в рассматриваемый период (от 5 до 14 миллионов лет назад).

Ответ на вопрос о нашем происхождении пришел с неожиданной стороны: из молекулярно-биологических исследований в области таксономии птиц. Около тридцати лет назад молекулярные биологи начали понимать, что химические вещества, эти «кирпичики» животных и растений, могут служить в качестве «часов», по которым можно определять генетическое расстояние и время расхождения ветвей эволюции. Принцип состоит в следующем. Предположим, есть определенные молекулы, которые присутствуют у всех видов и чья структура у каждого вида определена генетически. Далее, предположим, что эта структура, медленно изменяется на протяжении миллионов лет благодаря генетическим мутациям, а скорость изменения одинакова у всех видов. У двух видов, произошедших от общего предка, первоначальная структура молекул будет идентичной» унаследованной от этого предка. Но затем мутации в этих двух видах происходят независимо, что приводит к структурному различию молекул. Таким образом, различия в структуре "версий" молекул, присущих этим двум видам, будут постепенно увеличиваться. Будь известно, сколько изменений молекулярной структуры в среднем происходит за 1 миллион лет, можно было бы использовать текущие различия в структуре молекул между любыми двумя родственными видами животных в качестве «часов, и по ним определять время, прошедшее с момента происхождения этих видов от общего предка.

Допустим, например, что по палеонтологическим материалам известно: львы и тигры «разделились» 5 миллионов лет назад. Далее предположим, что структура некой молекулы у львов на 99 процентов соответствует структуре аналогичной молекулы у тигров и отличается Только на 1 процент. Таким образом, если взять пару видов, палеонтологических свидетельств эволюции которых не сохранилось, и выяснить, что структура этой молекулы у них отличается на 3 процента, по молекулярным часам можно определить, что дивергенция признаков у этих двух видов началась трижды пять, то есть пятнадцать, миллионов лет назад.

Хотя на бумаге схема выглядит красиво, биологам пришлось потратить немало усилий на доказательство ее практической применимости. Прежде чем применять метод молекулярных часов, необходимо было сделать четыре вещи. Во-первых, ученым надо было найти наиболее подходящую молекулу; во-вторых, выработать способ быстрого измерения изменений молекулярной структуры; в-третьих, доказать точность молекулярных часов (т. е. что эволюция молекулярной структуры происходит с одинаковой скоростью у всех исследуемых видов); и в-четвертых, измерить эту скорость.

Первые две проблемы молекулярная биология решила к 1970 году. Лучшей молекулой оказалась дезоксирибонуклеиновая кислота (сокращенно — ДНК). Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик показали, что ее молекулярная структура представляет собой двойную спираль, и это открытие произвело революцию в генетике ДНК состоит из двух комплементарных и чрезвычайно длинных цепочек. Звенья этих цепочек — небольшие молекулы четырех видов, и в их последовательности закодирована вся генетическая информация, передающаяся от родителей к потомству Быстрый способ оценки изменений структуры ДНК заключается в смешивании ДНК двух видов и последующем определении на сколько градусов точка плавления смешанной (гибридной) ДНК ниже точки плавления ДНК от одного вида.

Этот метод обычно называют гибридизацией ДНК. Оказывается, понижение температуры плавления ДНК на 1 градус по Цельсию (сокращенно: T=1°C) означает, что структура ДНК двух видов различается приблизительно на 1 процент.

В 1970-х биологи-молекулярщики и систематики в большинстве своем не интересовались научными изысканиями друг друга. Одним из немногих систематиков, оценившим потенциал новой методики — гибридизации ДНК — был Чарльз Сибли, орнитолог, тогда находившийся в должности профессора орнитологии и директора Музея естественной истории имени Пибоди Йельского университета. Сложность исследований в области систематики птиц объясняется анатомическими ограничениями, связанными со способностью к полету. Для птиц, отличающихся схожим поведением (например, способных ловить насекомых в полете) существует ограниченное число вариантов анатомического строения, и в результате птицы с похожим поведением отличаются одними и теми же особенностями анатомии, независимо от их происхождения. Вот другой яркий пример: американские грифы выглядят и ведут себя практически так же, как грифы Старого Света, однако биологи пришли к выводу, что первые являются родственниками аистов, а вторые — коршунов, а их сходство объясняется одинаковым жизненным поведением. Устав бороться с недостатками традиционных методов расшифровки родственных связей птиц, в 1973 году Сибли и Джон Алквист решили применить метод ДНК-часов. По сей день их исследования являются примером наиболее широкого применения молекулярно-биологических методов в систематике. Результаты этих исследований Сибли и Алквист начали публиковать только в 1980 году. В ходе работ при помощи метода ДНК-часов было исследовано около 1700 видов птиц — а это почти пятая часть всего видового разнообразия птиц!

Нововведение Сибли и Алквиста носило фундаментальный характер и посему поначалу вызвало горячую полемику: лишь немногие ученые сумели провести достаточно широкий спектр экспериментов для полного понимания его сути. Вот примеры типичной реакции моих ученых друзей.

Анатом: «Мне надоело об этом слушать. Я больше не обращаю внимание на публикации этих парней».

Биолог-молекулярщик: «С методикой у них все в порядке но зачем же заниматься такой скучной штукой, как систематика птиц?»

Биолог-эволюционист: «Это все любопытно, однако прежде чем мы поверий в результаты, их необходимо проверить при помощи огромного количества других методов».

Генетик: «Результаты их работ — это божественное откровение, да уверует в них весь научный мир!»

Лично я считаю, что последняя точка зрения со временем окажется ближе всех к истине. Во-первых, принципы работы ДНК-часов незыблемы; во-вторых, в работе Сибли и Алквиста использованы ультрасовременные методы; и, в-третьих, внутренняя непротиворечивость полученных ими результатов измерения генетического расстояния для более чем восемнадцати тысяч гибридизованных пар ДНК птиц свидетельствует о достоверности общих результатов исследований.

Подобно Дарвину, благоразумно решившему сначала обработать имевшиеся у него свидетельства изменчивости усоногих раков, и лишь потом приступить к щекотливому вопросу изменчивости человека, Сибли и Алквист в течение большей части первого десятилетия исследований в области ДНК-часов занимались птицами. Первые результаты применения аналогичных методик для выяснения происхождения человека были опубликованы ими Только в 1984 году и доработаны в более поздних публикациях. Данное исследование проводилось на материале ДНК человека и всех наших ближайших родственников: шимпанзе обыкновенного, карликового шимпанзе, гориллы, орангутанга, двух видов гиббонов и семи видов обезьян Старого Света. Результаты исследований приведены на рис. 1.

Третий шимпанзе

Рис. 1.  Рассмотрим точки пересечения пар ветвей, соответствующих современным высшим приматам. Значения на левой шкале соответствуют процентному различию структур ДНК этих приматов, а значения на правой шкале — приблизительному количеству миллионов лет, прошедшему с момента происхождения каждой пары видов приматов от общего предка Например, геномы обыкновенного и карликового шимпанзе отличаются примерно на 0,7%, а разошлись эти виды около трех миллионов лет назад. Наш геном отличается от генома каждого из двух видов шимпанзе на 1,6%, а от общего ствола наша ветвь отделилась примерно 7 миллионов лет назад. Гориллы в генетическом плане отличаются и от нас и от шимпанзе примерно на 2,3%, а ветви эволюции, ведущие к гориллам, обоим видам шимпанзе и человеку, разошлись около 10 миллионов лет назад.

Самое большое генетическое расстояние, выражающееся в значительном понижении температуры плавления гибридной ДНК по сравнению с чистой, наблюдается между ДНК обезьян Старого Света и ДНК человека или любой человекообразной обезьяны. Такой результат предсказал бы любой анатом. Таким образом, удалось отразить в численной форме идею, которая является общепринятой с тех самых пор, как человекообразны, обезьяны известны науке: человек и человекообразные обезьяны находятся друг с другом в более тесных «родственных отношениях», чем с нечеловекообразными обезьянами. Вот точные цифры: структура ДНК нечеловекообразных обезьян совпадает со структурой ДНК человека и человекообразных обезьян на 93 процента, а отличается, соответственно, на 7 процентов.

Неудивительно и второе по величине генетическое расстояние на данной схеме: структура ДНК гиббонов на 5 процентов отличается от структуры ДНК других человекообразных обезьян и человека. Здесь также подтверждается общепринятая точка зрения: гиббоны — наиболее обезьяноподобные человекообразные обезьяны, а к нам гораздо ближе гориллы, шимпанзе и орангутанги. Среди последних трех групп в новейших анатомических исследованиях орангутанги выделяются в отдельную группу, и это также подтверждено результатами исследования ДНК: структура ДНК орангутанга отличается от структуры ДНК человека, гориллы или шимпанзе на 3,6 процента. Биогеографические исследования подтверждают, что последние три рода отделились от гиббонов и орангутангов достаточно давно: ареал ныне живущих и ископаемых гиббонов и орангутангов ограничивается Юго-Восточной Азией, в то время как ныне живущие гориллы и шимпанзе обитают в Африке (там же найдены и наиболее ранние ископаемые останки человека).

Вот и противоположный, но не менее очевидный результат наиболее близки по структуре ДНК обыкновенного и карликового шимпанзе (сходство 99,3%, различие 0,7%). Внешне эти два вида шимпанзе настолько похожи, что до 1929 года анатомы даже не пытались их разделять. Шимпанзе, живущие в экваториальной части Центрального Заира, по праву заслужили название «карликовых», поскольку они в среднем несколько мельче (и имеют менее массивное туловище и более тонкие ноги), чем широко распространенные обыкновенные шимпанзе, живущие по всей территории Африки, расположенной к северу от экватора. Однако благодаря проведенным в последние годы исследованиям в области поведения шимпанзе стало ясно, ИНН тельными анатомическими различиями обыкновенного и карликового шимпанзе кроются серьезные различия в репродуктивном поведении этих двух видов. В отличие от обыкновенных шимпанзе и подобно человеку, карликовые шимпанзе применяют множество поз для спаривания, включая позу, при которой партнеры смотрят друг на друга. Инициатором спаривания может выступить особь любого пола (не только самец). Самки остаются сексуально активными в течение большей части месяца, а не в течение короткого периода в середине месяца. Социальные связи наличествуют не только между самцами, но и между самками, а также между представителями разных полов. Несомненно, незначительное (0,7%) различие геномов карликового и обыкновенного шимпанзе имело огромные последствия для сексуальной физиологии и роли самцов и самок в репродуктивном поведении. Эта тема — большие последствия небольшого отличия генома — еще будет поднята в этой и следующей главах, но уже в отношении различий генома человека и шимпанзе.

Во всех вышеописанных случаях анатомические свидетельства родства видов выглядят очень убедительно, а результаты, полученные в ходе изучения ДНК, лишь подтверждают выводы анатомов. Однако генетика справилась с проблемой, перед которой отступила анатомия: родственных отношений между человеком, гориллой и шимпанзе. Как видно на рисунке 1, ДНК человека — наша ДНК — отличается от ДНК обыкновенного или карликового шимпанзе всего на 1,6 процента, а 98,4 процента генов у нас общие. Гориллы в генетическом плане отличаются от человека и от каждого из двух видов шимпанзе несколько сильнее — на 2,3 процента.

Теперь давайте остановимся и рассмотрим выводы, которые можно сделать на основании этих вскользь упомянутых цифр.

По всей вероятности, гориллы «отпочковались» от нашего эволюционного древа несколько раньше, чем разошлись ветви Homo sapiens и шимпанзе. Именно шимпанзе, а не гориллы, являются нашими ближайшими родственниками. Или, если взглянуть с другой стороны, ближайший родственник шимпанзе — не горилла, а человек. Традиционная систематика укрепляет нас в нашем антропоцентризме, утверждая, что приматов можно разделить на две части: великий Человек, в одиночестве стоящий на вершине, и убогие обезьяны, неотделимые от мира животных. Систематика будущего рассматривает положение вещей с точки зрения шимпанзе: существует нечеткое разделение ствола эволюционного древа на несколько более развитых обезьян (три вида шимпанзе, включая «шимпанзе-человека») и несколько менее развитых обезьян (гориллы, орангутанги, гиббоны). Традиционное разделение высших приматов на «обезьян» (шимпанзе, горилл и т. д.) и человека — это искажение фактов.

Генетическое расстояние (1,6%), отделяющее нас от карликового и обыкновенного шимпанзе, лишь примерно вдвое больше генетического расстояния между карликовым и обыкновенным шимпанзе (0,7%). Оно меньше генетического расстояния между двумя видами гиббонов (2,2%) или между двумя близкими североамерканскими видами птиц — красноглазым и белоглазым виреонами (2,9%). Оставшиеся 98,4 процента нашего генетического кода — просто обыкновенная ДНК шимпанзе. Например, все 287 мономеров нашего основного гемоглобина — белка, отвечающего за транспорт кислорода и придающего крови красный цвет, — полностью идентичны мономерам гемоглобина шимпанзе. В этом отношении, да и по большинству остальных признаков, мы являемся просто третьим видом шимпанзе, и то, что хорошо для них, хорошо и для нас. Получается, что основные, наиболее заметные признаки, отличающие человека от остальных шимпанзе, — прямохождение, большой мозг, дар речи, редкий волосяной покров, любопытное половое поведение, — закодированы всего лишь в 1,6 процента нашего генетического кода.

Если бы генетическое расстояние между видами возрастало во времени с одинаковой скоростью, оно было бы похоже на тихонько тикающие часы. В этом случае все, что понадобится для перевода генетического расстояния в количество времени, прошедшего с момента существования последнего общего предка, — калибровка. Для нее потребуется пара видов, для которых известно как генетическое расстояние, так и время дивергенции признаков, определенное независимо по палеонтологическим источникам. На самом деле, для высших приматов произведено уже две независимые калибровки. Во-первых, на основании палеонтологических источников можно утверждать, что нечеловекообразные и человекообразные обезьяны «разделились» 25-30 миллионов лет назад, а генетическое расстояние между ними составляет 7,3 процента. Во-вторых, эволюционная ветвь орангутангов ответвилась от общего с шимпанзе и гориллами ствола 12-16 миллионов лет назад, а ДНК орангутангов отличается от ДНК горилл и шимпанзе примерно на 3,6 процента. Сравнение этих двух примеров показывает, что удвоению времени эволюции (от 12-16 до 25-30 миллионов лет) соответствует удвоение генетического расстояния (от 3,6 до 7,3%). Таким образом, мы видим, что в случае высших приматов генетические часы идут относительно точно.

На основе этих двух калибровок Сибли и Алквист построили следующую шкалу человеческой эволюции. Так как генетическое расстояние между человеком и шимпанзе (1,6%) примерно вполовину меньше генетического расстояния между орангутангами и шимпанзе (3,6%), человеческий вид идет своим путем примерно вдвое меньше, чем орангутанги, генетические отличия которых от шимпанзе сформировались за 12-16 миллионов лет. То есть, эволюционные линии, ведущие к человеку и к «остальным шимпанзе», разошлись около 6-8 миллионов лет назад. Если продолжить цепочку рассуждений, мы получим, что гориллы отделились от общего эволюционного ствола с нами, тремя шимпанзе, приблизительно 9 миллионов лет назад, а карликовый и обыкновенный шимпанзе дивергировали около 3 миллионов лет назад. Однако, когда я в 1954 году изучал физическую антропологию на первом курсе колледжа, в выданных нам учебниках говорилось, что эволюционные ветви Homo sapiens и человекообразных обезьян разошлись 15-30 миллионов лет назад. Таким образом, ДНК-часы высших приматов, наряду с другими молекулярными часами, основанными на аминокислотных последовательностях белков, митохондриальной ДНК и глобиновых псевдогенных последовательностях ДНК, дают весомые аргументы в пользу противоречивой точки зрения: человеческий вид имеет весьма короткую историю по сравнению с прочими видами человекообразных обезьян, гораздо более короткую, чем считали палеонтологи.

Что же говорят эти результаты о нашем положении в животном царстве? Биологическая классификация живой природы строится по иерархическому принципу — вид, подвид, род, семейство, надсемейство, отряд, класс, тип, — причем границы каждой следующей категории более размыты, чем у предыдущей. В Британской энциклопедии и во всей биологической литературе на моей полке сказано, что человек и человекообразные обезьяны принадлежат к одному отряду под названием «Приматы», и к одному надсемейству Hominoidea, но к разным семействам — Hominidae и Pongidae. Изменится ли эта классификация на основании результатов исследований Сибли и Алквиста? Это зависит от того, какой философии систематики придерживаться. Приверженцы традиционной систематики группируют виды в категории более высокого порядка на основании несколько субъективных представлений о значении тех или иных межвидовых различий. Эти систематики выделяют Homo sapiens в отдельное семейство на основании наиболее заметных функциональных различий, таких как большой мозг и прямохождение. При подобном подходе к классификации результаты измерений генетического расстояния никак не могут повлиять на таксономическое положение человека.

Однако существует другая систематическая школа — кладистика. Ее приверженцы утверждают, что классификация должна быть объективной и единообразной, и в основе ее должны лежать данные о генетическом расстоянии и времени расхождения ветвей эволюции. Все систематики на сегодняшний день согласны в том что красноглазый и белоглазый виреоны принадлежат к одному роду Vireo, а все виды гиббонов —- к роду Hylobate. Однако генетическое расстояние между видами внутри каждого из этих родов больше, чем между человеком и двумя видами шимпанзе, и дивергенция признаков в обоих случаях произошла раньше, чем у человека и шимпанзе. Из этого следует, что человек не может образовывать не только отдельного семейства, но и отдельного рода, и принадлежит к тому же роду, что и обыкновенный и карликовый шимпанзе. Поскольку название нашего рода — Homo — появилось раньше, чем название рода Pan, придуманное для остальных шимпанзе, оно по правилам зоологической номенклатуры имеет приоритет. Таким образом, в данный момент на земле существуют не один, а три вида рода Homo»: шимпанзе обыкновенный (Homo troglodytes), карликовый шимпанзе (Homo paniscus) и шимпанзе-человек (Homo sapiens). Поскольку горилла лишь незначительно отличается от шимпанзе в генетическом плане, она тоже имеет практически полное право считаться четвертым видом рода Homo.

Даже систематики-кладисты отличаются антропоцентризмом, и им, несомненно, трудно будет примириться с объединением человека и шимпанзе в один род. Однако также нет сомнения, что когда шимпанзе освоят кладистику, или когда исследователи из открытого космоса посетят Землю для переписи ее обитателей, те и другие полностью поддержат новую классификацию.

Какими же генами отличаются геномы человека и шимпанзе? Прежде чем рассмотреть этот вопрос, нам необходимо разобраться: что же именно делает наш генетический материал — ДНК?

Функции значительной, если не большей, части нашей ДНК неизвестны, и поэтому их можно рассматривать как «молекулярный мусор». Это либо продублированные участки ДНК, либо участки, утерявшие свои функции и не отсеянные в результате естественного отбора по причине безвредности. В той части ДНК,; функции которой известны, они связаны с длинными цепочками аминокислот — белками. Некоторые белки ответственны за большую часть структуры нашего тела (такие как кератин, входящий в состав волос, или коллаген соединительной ткани), другие, названные энзимами, отвечают за синтез и разложение большей части остальных молекул нашего тела. Последовательностью небольших молекул, составляющих ДНК (нуклеотидным основанием), определяется последовательность аминокислот в белке. Оставшаяся функциональная часть нашей ДНК отвечает за регуляцию синтеза белка.

Проще всего объяснить с точки зрения генетики характерные признаки Homo sapiens, определяемые отдельными белками и отдельными генами. Например, уже упомянутый мною белок, отвечающий за транспорт кислорода в крови, гемоглобин, состоит из двух цепочек аминокислот, каждая из которых кодируется одним участком ДНК, то есть одним геном. Эти два гена не имеют других заметных проявлений, кроме кодирования структуры гемоглобина, который встречается только в красных кровяных тельцах. Верно и обратное утверждение: структура гемоглобина определяется только этими генами. То, что вы едите или как часто вы занимаетесь физическими упражнениями, может повлиять на количество вырабатываемого гемоглобина, но не на особенности его структуры.

Мы рассмотрели простейший случай, однако существуют гены, определяющие сразу много характерных признаков. Например, смертельное генетическое заболевание, известное как болезнь Тея-Сакса, проявляется в виде множества поведенческих и анатомических аномалий, таких как избыточное слюноотделение, пониженная гибкость тела, желтоватая кожа, аномально большая голова и других. Известно, что в этом случае все характерные проявления каким-то до конца не известным образом обусловлены изменениями одного-единственного энзима, кодируемого геном Тея-Сакса. Поскольку этот энзим встречается во многих тканях нашего тела и расщепляет один широко распространенный компонент клеточной мембраны, изменение этого энзима приводит к широким и в большинстве случаев фатальным последствиям. Встречается и обратная ситуация: на некоторые признаки, такие как рост взрослого человека, влияют одновременно несколько генов, а также внешние факторы (например, качество питания в детском возрасте).

Науке прекрасно известны функции многочисленных генов, определяющих отдельные белки, однако гораздо меньше известно о функциях генов, участвующих в совместном определении каких-либо признаков (например, большинства поведенческих особенностей). Было бы абсурдным предполагать, что такие отличительные черты человека как способность создавать произведения искусства, речь или агрессия кодируются единичными генами Очевидно, что внутривидовые отличия в поведении людей формируются под сильным влиянием внешних факторов, и не так-то просто сказать, какую роль в этих различиях играют гены. Однако участие генов в формировании поведенческих отличии человека от шимпанзе более вероятно, хотя мы пока и не можем выявить конкретные гены, определяющие эти отличия. Например, дар речи, присутствующий у человека, но отсутствующий у шимпанзе, вне всякого сомнения, зависит от различий генов определяющих анатомию голосового аппарата и «электропроводки» головного мозга. Молодой шимпанзе, воспитанный в доме психолога вместе с человеческим ребенком того же возраста, внешне так и остался шимпанзе и не научился ни говорить, ни ходить прямо. Напротив, способность человека во взрослом возрасте свободно говорить по-английски и по-корейски никак не зависит от генов и определяется исключительно языковой средой, в которой он воспитывался, что подтверждают языковые достижения корейских детей, взятых на воспитание в англоязычные семьи.

Что же мы можем утверждать об этих 1,6 процента, на которые наша ДНК отличается от ДНК шимпанзе, учитывая все вышесказанное? Мы знаем, что гены, кодирующие структуру основного гемоглобина у человека и шимпанзе, идентичны, а некоторые другие гены имеют незначительные отличия. В исследованных на настоящий момент 9 белковых цепочках человека и обыкновенного шимпанзе отличаются только 5 из 1271 аминокислот: одна аминокислота в белке мышц — миоглобине, одна в небольшой цепи гемоглобина (так называемая дельта-цепь), и три в энзиме под названием карбоангидраза. Однако мы до сих пор не знаем, какие «фрагменты» нашей ДНК отвечают за функционально значимые различия между человеком и шимпанзе, которые будут обсуждаться в главах 2-7: различный объем мозга, отличия в анатомии таза, речевого аппарата и гениталий, плотность волосяного покрова на теле, женский менструальный цикл, менопауза и пр. Эти ключевые различия определяются, конечно же, не пятью различиями в составе аминокислот, о которых нам известно на сегодняшний день. Сегодня с уверенностью можно утверждать только одно: значительная часть нашей ДНК — «молекулярный мусор»; уже известно, что частично таким «мусором» являются 1,6 процента ДНК, составляющие отличие нашего генома от генома шимпанзе; таким образом, функциональные различия должны определяться какой-то до сих пор не выявленной частью этих 1,6 процента части ДНК, имели более серьезные последствия для строения нашего тела, чем остальные. Начнем с того, что большая часть аминокислот в белках может кодироваться, как минимум, двумя различными последовательностями нуклеотидов ДНК. Изменения в составе нуклеотидов, приводящие к замене одной из этих последовательностей на другую, представляют собой так называемые «тихие» мутации: они не ведут к изменению последовательности аминокислот в белках. Даже в том случае, когда изменение одного нуклеотидного основания все же приводит к замене одной аминокислоты на другую, некоторые аминокислоты либо очень похожи на некоторые другие по своим химическим свойствам, либо расположены в нечувствительных участках белков.

Однако другие участки белка имеют решающие значения для его функции. Замена аминокислоты в таком участке на другую, отличающуюся по химическим свойствам, вероятнее всего, приведет к заметным последствиям. Например, такая болезнь как серповидно-клеточная анемия, часто заканчивающаяся летальным исходом, вызвана изменением растворимости нашего гемоглобина, которое, в свою очередь, обусловлено заменой лишь одной из 287 аминокислот гемоглобина — а эта замена, в свою очередь, вызвана изменением лишь одного из трех нуклеотидов, кодирующих эту аминокислоту. Однако в результате этих перемен отрицательно заряженная аминокислота заменилась аминокислотой с суммарным нулевым зарядом, и в результате изменился заряд всей молекулы гемоглобина.

Нам неизвестно, какие гены или нуклеотиды сыграли решающую роль в формировании наших основных отличий от шимпанзе, но мы знаем множество случаев, когда изменение одного или нескольких генов приводят к большим переменам. Выше я упоминал болезнь Тея-Сакса; люди, пораженные этим заболеванием, отличаются от здоровых людей по множеству признаков, видимых невооруженным глазом, — а ведь это заболевание вызывается единственным изменением одного энзима! Это — пример различий между особями одного вида. Что же касается различий между родственными видами, хорошим примером могут послужить рыбы цихлиды, обитающие в озере Виктория в Африке.

Цихлиды — популярные аквариумные рыбки. Из всего многообразия видов цихлид около двухсот обитают в этом озере, в котором они произошли от общего предка приблизительно в течение последних 200 000 лет. По своему рациону эти двести видов отличаются друг от друга так же, как тигры от коров. Некоторые из них пасутся в водорослях, Другие ловят других рыб, а остальные — разгрызают улиток, питаются планктоном, ловят насекомых, отгрызают чешуйки других рыб или специализируются на утаскивании эмбрионов у рыбы-матери, хранящей их у себя во рту. И при этом различия в исследованной части ДНК всех цихлид из озера Виктория в среднем составляют около 0,4 процента! Таким образом, на то, чтобы превратить охотника за улитками в профессионального детоубийцу, понадобилось даже меньше генетических мутаций, чем на то, чтобы мы «произошли от обезьяны».

Ограничивается ли роль новых результатов исследований генетического расстояния между человеком и шимпанзе чисто техническими изменениями таксономических названий, или они несут в себе нечто большее? Вероятно, самым важным последствием этих новых знаний стало переосмысление места человека и шимпанзе в этом мире. Названия — не просто технические термины; они выражают наше отношение к явлениям природы, а порой и формируют его. (Чтобы убедиться в этом, попробуйте сегодня вечером поприветствовать вашу вторую половину словами «Мой дорогой! (моя дорогая!)» и «Ах ты свинья!» с одной и той же интонацией и не меняя выражения лица). Новые результаты не показывают, как нам следует думать о человеке и обезьянах. Однако, как и работа Дарвина «Происхождение видов», они, скорее всего, повлияют на наши сегодняшние взгляды на человека и обезьян, а для полного изменения нашего отношения понадобится много лет. Коснемся только одной противоречивой области, на которую могут повлиять эти результаты: использование обезьян человеком.

Сегодня мы проводим четкую черту между животными (включая обезьян) и человеком, и именно этой линией определяются наши нормы нравственности и наши действия. Например, как я упомянул в начале этой главы, считается приемлемым выставлять на всеобщее обозрение обезьян в клетках в зоопарке, но такое же обращение с человеком для нас неприемлемо. Интересно, что будут чувствовать посетители зоопарка, если табличка на клетке с шимпанзе будет гласить «Homo troglodytes»? С другой стороны, если бы не интерес, смешанный с чувством умиления, который испытывают люди при виде обезьян в зоопарке, возможно, общественная финансовая поддержка программ, направленных на сохранение обезьян в дикой природе, была бы меньше.

Выше я также отмечал, что приемлемым считается использовать обезьян без их согласия (в отличие от человека) в смертельно опасных медицинских экспериментах. Основанием для подобных экспериментов служит всего-навсего сходство наших геномов. Обезьян можно заражать множеством тех же болезней, что и нас, и их тело так же реагирует на болезнетворные микроорганизмы. Таким образом, эксперименты на обезьянах более полезны для разработки новых методик лечения людей, чем эксперименты на других животных.

Эта ситуация с точки зрения этики представляет собой более сложную проблему, чем содержание обезьян в зоопарках. В конце концов, мы постоянно сажаем за решетку миллионы людей, преступивших закон, причем они содержатся в худших условиях, чем обезьяны в зоопарке. Однако принятого обществом аналога медицинских экспериментов над животными в человеческом мире нет, несмотря на то, что летальные эксперименты над людьми дали бы медикам гораздо более ценную информацию, чем летальные эксперименты над шимпанзе. Эксперименты над людьми, осуществлявшиеся врачами в нацистских концлагерях, повсеместно признаны одним из самых гнусных преступлений нацистского режима. Почему же считается нормальным производить такие эксперименты над шимпанзе?

Где-то на шкале, начинающейся с бактерий и кончающейся человеком, приходится провести линию, за которой убой становится убийством, а употребление животной пищи — каннибализмом. Большинство людей проводят эту линию между человеком и остальными видами. Однако на земле достаточно много вегетарианцев, которые не желают употреблять в пищу животных (однако охотно едят растения). Кроме этого, все чаще слышны голоса немногочисленных участников движения в защиту прав животных, протестующих против экспериментов над животными или, по крайней мере, над некоторыми животными. Их особенно волнуют эксперименты над кошками, собаками и приматами; мыши беспокоят их гораздо меньше, а в защиту насекомых и бактерий они и вовсе не высказываются.

Моральный кодекс, позволяющий провести совершенно условную разделительную линию между человеком и остальными видами животных, основывается на неприкрытом эгоизме и лишен каких-либо принципов высшего порядка. Если же эта линия проводится на основании наших высоких умственных данных, социальных взаимоотношений и способности чувствовать боль, становится сложно обосновать кодекс, отделяющий людей от животного мира и основывающийся на принципе «все или ничего». Вместо этого при исследовании различных видов следует применять различные этические ограничения. Возможно, здесь в новом обличии проявится наш неприкрытый эгоизм, который заставит наделить особыми правами наиболее генетически близкие нам виды животных. Однако, основываясь на упомянутых мною соображениях (интеллект, социальные взаимоотношения и т. д.), можно сделать вполне объективный вывод, что шимпанзе и гориллы с точки зрения этики имеют преимущество перед насекомыми и бактериями. Если и есть вид животных, используемый на сегодняшний день в медицинских исследованиях, эксперименты на котором можно полностью запретить с полным на то основанием, то это, безусловно, шимпанзе.

Этическая дилемма, обусловленная медицинскими экспериментами, усугубляется тем, что шимпанзе как вид находятся на грани исчезновения. То есть, в результате медицинских экспериментов не только погибают отдельные особи, но и возникает угроза исчезновения вида в целом. Я не хочу сказать, что требования медицинских исследований — единственное, что поставило под угрозу существование популяций шимпанзе в дикой природе; не меньшую угрозу представляют уничтожение среды обитания шимпанзе и отлов особей для зоопарков. Однако достаточно и того, что использование шимпанзе в медицинских экспериментах представляет серьезную опасность. Этическая дилемма усугубляется и другими факторами. Во-первых, в среднем несколько диких шимпанзе погибают при поимке одного живьем (как правило, это маленький шимпанзе, которого переносит мать) и доставке в медицинскую лабораторию. Во-вторых, медики-исследователи не очень активно участвуют в борьбе за сохранение популяций диких шимпанзе, хотя это, несомненно, в их интересах. В-третьих, шимпанзе, используемые для опытов, зачастую содержатся в ужасных условиях. Первый из увиденных мною шимпанзе, используемый для опытов, был инфицирован смертельным вирусом замедленного действия и в течение нескольких лет, пока не умер, содержался в одиночестве в маленькой клетке, расположенной в помещении Национального института здоровья США, без каких-либо предметов для игр.

Разведение шимпанзе в неволе для исследовательских целей позволяет избежать обеднения популяций шимпанзе в дикой природе. Однако на существование основной дилеммы это влияет не более, чем содержание в рабстве рожденных в США чернокожих детей после запрета торговли африканскими рабами. Почему производить опыты на Homo troglodytes можно, а на Homo sapiens — нельзя? С другой стороны, как мы объясним родителям, чьи дети могут умереть от заболеваний, которые сейчас изучаются на содержащихся в неволе шимпанзе, что их дети менее важны, чем шимпанзе? В конечном счете делать нелегкий выбор предстоит не ученым, а общественности. С уверенностью можно утверждать только то, что наш выбор будет определяться взглядами на родственные отношения человека и шимпанзе.

Наконец, перемена нашего отношения к человекообразным обезьянам может сыграть решающую роль в сохранении их популяций в дикой природе. Сегодня популяции человекообразных обезьян находятся под угрозой исчезновения в первую очередь по причине уничтожения естественной среды обитания — тропических джунглей Африки и Азии, и из-за легального и нелегального отлова и истребления. Если сегодняшние тенденции сохранятся к моменту, когда родившиеся сейчас дети поступят в колледжи, горная горилла, орангутанг, кампучийский гиббон, карликовый гиббон и, возможно, некоторые другие виды человекообразных обезьян останутся только в зоопарках. Одних призывов к правительствам Уганды, Заира и Индонезии по поводу их морального долга — защиты диких человекообразных обезьян — явно недостаточно. Эти страны очень бедны, а создание и поддержание национальных парков обходится крайне дорого. Если мы, как третий вид шимпанзе, решили, что остальные два вида шимпанзе нужно спасать, основные расходы по выполнению этой задачи должны нести те из нас, кто живет в более богатых странах. Если посмотреть на ситуацию глазами человекообразных обезьян, основным следствием новых знаний об истории трех шимпанзе должна быть наша готовность заплатить по счетам.


ЧАСТЬ ПЕРВАЯ ЧЕЛОВЕК КАК ПРЕДСТАВИТЕЛЬ ТИПА МЛЕКОПИТАЮЩИХ | Третий шимпанзе | Глава 2. "Большой скачок"