Страница 14 из 22
Приятный сюрприз принес Ландштейнеру 1930 г.: он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытие групп крови человека» – через три десятилетия после самого открытия. В декабре, читая нобелевскую лекцию «Индивидуальные различия в человеческой крови», ученый рассказал о результатах переливаний крови и значении этого метода для лечения различных заболеваний, а также подчеркнул необходимость в устранении рисков при проведении трансфузии.
В 1939 г., в возрасте 70 лет, он получил звание «Почетный профессор в отставке», а через год вместе с коллегами-учениками Винером и Левиным открыл в крови подопытных обезьян (макак-резус) эритроцитарные антигены, выполняющие в организме защитную функцию. Изучая резус-фактор, Левин доказал, что основной причиной гемолитической болезни новорожденных является иммунологический конфликт, когда кровь матери резус-отрицательная, а кровь ее плода – резус-положительная. Из-за этого в крови плода происходит распад эритроцитов.
Впоследствии ученые выяснили, что чем больше в популяции резус-отрицательных лиц, тем чаще встречаются конфликтные беременности. В Японии гемолитическая болезнь новорожденных – явление довольно редкое, поскольку только 1 % японцев имеет резус-отрицательную группу крови. А вот в Европе резус-отрицательные лица встречаются почти в 15 раз чаще, соответственно, выше частота заболеваний, связанных с несовместимостью.
Современная медицина активно изучает распределение генетических маркеров крови для каждой популяции, в том числе по географическому признаку – на всей территории земного шара. Начало изучению географического распространения групп крови было положено немецкими врачами – супругами Гиршфельд.
Во время Первой мировой войны, работая в Македонии в полевом госпитале, Гиршфельды не только определяли групповую принадлежность при переливании крови раненым, но и вели статистику частоты отдельных групп крови среди представителей разных народов и национальностей. Различия оказались значительными. Позже на основе этих наблюдений английский генетик-гематолог Т. Мурант создал атлас групп крови.
Как оказалось, I группа чаще всего встречается в Европе: Ирландии, Исландии, Англии и Скандинавии. В азиатских странах – Китае, Монголии, Индии, Турции – эта группа наблюдается в два раза реже, зато отмечается увеличение частоты группы В(III). Индейцы Южной и Северной Америки во всех племенах имеют только одну группу крови – I. По этому поводу немецкие ученые Ф. Фогель и Г. Петтенкофер в 1962 г. высказали интересную гипотезу: возможно, закономерности географического распределения групп крови системы АВ0 – это результат обширных эпидемий, бушевавших в прошлом на той или иной территории.
Попадая в организм, вирусы и микробы начинают взаимодействовать с антигенами, прежде всего с антигенами групп крови. Такое родство часто приводит к печальным последствиям: если микроорганизм имеет антигены, схожие с антигенами крови человека, иммунный контроль ослабевает – ведь против собственных антигенов антитела никогда не вырабатываются. «Обманув» таким образом защитные силы организма, инфекция размножается, и человек заболевает. Палочки чумы содержат антиген, который напоминает по своему строению антиген группы 0(I), а вирус оспы имеет общий антиген с группой А(ІІ). Не удивительно, что в тех местах, где когда-то эти заболевания стирали с лица земли целые народы, оказалась самая низкая частота групп крови А(II) и 0(I), зато повышена частота группы В(III). Среди жителей Северной Европы, где оспенные эпидемии не оставили такого разрушительного следа, как на юге, группы А(II) и 0(I) встречаются часто. В Гренландии же, где в XIII в. эпидемия чумы уничтожила почти все население, сейчас почти не встречаются носители группы 0(I).
Гипотеза Фогеля—Петтенкофера подтвердилась, когда в Западной Бенгалии вспыхнула эпидемия оспы. Из 200 больных 106 (более 50 %) имели группу крови А, а среди тех, кому посчастливилось не заболеть, оказалось всего 25 % людей с такой группой.
Помимо системы АВ0, географически изучаются и антигены системы резус. Эти знания очень важны, ведь частота несовместимых в иммунном плане браков зависит от количественного соотношения в популяции резус-положительных и резус-отрицательных индивидов. Например, уже известно, что у азиатов, индейцев, эскимосов и эвенков резус-отрицательная группа крови встречается редко, а у австралийских аборигенов эти гены вообще отсутствуют, потому все перечисленные народы не сталкиваются с гемолитической болезнью новорожденных, вызываемой резус-антителами.
Другие маркеры крови и их географическое распределение изучены пока не в полном объеме. Однако антропологи и историки, исследующие происхождение отдельных народов, степень родства между ними, пути, по которым когда-то шло их переселение, интересуются этим вопросом все больше, ведь эволюция человека невозможна без систематического изменения генов в популяции.
Законы наследственности
Вступление в XX век ознаменовалось бурным развитием экспериментальной генетики, принесшей множество новых данных о наследственности и изменчивости. Отправной точкой в этом процессе стало открытие законов Менделя.
Грегор Мендель (1822—1884) – австрийский ученый-ботаник и послушник Августинского монастыря в городе Брюнн – не только служил Богу, но также работал в госпитале, преподавал математику, изучал физику и цитологию, занимался виноделием, земледелием и садоводством. Во время обучения в Венском университете он увлекся гибридизацией растений и по возвращении в Брюнн принялся экспериментировать в монастырском саду со скрещиванием разных сортов гороха.
Надо заметить, тогда считалось, что при скрещивании родительские признаки либо вовсе не расщепляются («слитная наследственность»), либо наследуются мозаично: одни – от матери, другие – от отца («смешанная наследственность»). В основе этой концепции лежало убеждение, будто в потомстве наследственность родителей смешивается, сливается, растворяется. Однако такие представления не позволяли аргументировать теорию естественного отбора. Ведь если бы при скрещивании наследственные приспособительные признаки в потомстве не сохранялись, а «растворялись», то и отбирать было бы нечего. Дабы избавить свою теорию естественного отбора от неувязок, Ч. Дарвин выдвинул теорию пангенезиса, согласно которой признаки родителей передаются потомству посредством мельчайших частиц геммул, поступающих в половые клетки из всех других клеток организма. Однако и это не могло быть правильным решением вопроса.
Только Менделю в ходе кропотливой работы удалось приоткрыть дверь в тайны генетики.
К проведению своих опытов Грегор готовился два года. Из 34 сортов гороха он выбрал 22, которые четко отличались по каким-либо признакам. Особенно тщательно проверялась чистота сорта: потомки всех поколений должны были иметь сходство между собой и своими родителями.
Растение для эксперимента ученый выбрал не случайно. Сорта гороха различаются целым рядом хорошо заметных признаков (окраска цветков, окраска и форма семян, расположение цветков, длина стебля). Но главный фактор – способность к самоопылению, ведь это позволяет исследователю опылять одно растение пыльцой другого растения.
В 1856 г. ученый приступил к работе. В отличие от предшественников, он не пытался оценить поколения в целом, а изучал наследование отдельных признаков всеми потомками конкретной пары. Это сужало круг вопросов и давало возможность получить наиболее четкие результаты.
Прежде чем опылить цветок гороха одного сорта другим, Мендель еще до созревания пыльцы обрывал с него тычинки. Позднее, когда рыльце было готово к опылению, ученый наносил на него пыльцу, взятую с цветков нужного сорта, а чтобы растения опылялись только отобранным материалом, выращивал их в специальном домике, недоступном для насекомых, или же надевал на цветки мешочки.
Сначала Грегор скрестил между собой растения с желтыми и зелеными семенами. В результате все гибриды первого поколения оказались желтыми и единообразными, независимо от того, из какого именно семени (желтого или зеленого) выросли материнские/отцовские экземпляры. Значит, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству, сделал вывод Мендель. И сформулировал закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон): при скрещивании чистых линий, обладающих взаимоисключающими признаками, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей.