Страница 27 из 30
Об исключительном сходстве идентичных близнецов говорит и тот любопытный факт, что даже собаки-ищейки путают их следы.
Очень интересные опыты на тысячах близнецов были проведены в тридцатых годах в Москве во Всесоюзном институте экспериментальной биологии и медицины. Вот один из них, ставший классическим, вошедший в книги по генетике всего мира. Идентичных близнецов-ребятишек помещали в разные комнаты и давали им кубики. Они должны были строить замки и башни, причем у одного из них был рисунок, на котором обозначался каждый кубик, у другого же — только контур здания. Поначалу преуспевал первый близнец. Но на каком-то этапе оказывалось, что второй перегнал его: его задача была сложнее и он приобрел больше строительных навыков, мало того — способностей конструктора. Так, при одинаковой наследственности способности второго близнеца за счет упражнений развились сильнее.
Эти идентичные близнецы воспитывались в разных условиях.
Изучение родословных
Приветствую тебя, мой родовитый читатель! Ты — потомок Владимира Мономаха и Юлия Цезаря, Александра Македонского, а может быть, и Чингис-хана. Думаешь, я шучу? Ни в коем случае! Каждое поколение — это около тридцати лет, так в генетике принято. За тысячу лет сменилось приблизительно 33 поколения. У каждого из нас двое родителей, четверо дедов, восемь прадедов, прапрадедов уже шестнадцать. Ну-ка подсчитай сам, сколько предков у тебя в тридцать третьем колене! Их окажется во много раз больше, чем было в ту пору — 1000 лет назад — людей на земле. Это доказывает, что все мы в конечном итоге родственники и все баснословно знатны! В прошлом веке жил Томас Гексли, друг и сподвижник Дарвина, «цепной пес дарвинизма», как он сам называл себя. Это был великолепный спорщик, он непрерывно вел диспуты с противниками Дарвина, и на одном диспуте он бросил в лицо своему оппоненту, епископу, такие слова: «Я горжусь своей бабушкой обезьяной!» Это была полушутка, однако в ней зерно истины — все люди Земли уже потому знатны и равны, что ведут начало от общих предков.
Человек — вершина эволюционной лестницы на Земле. Однако в генетическом отношении он подчинен большинству законов, которым подчинено живое.
Как и у всех других организмов, у человека есть рецессивные, полудоминантные и доминантные признаки. Так, черные и карие глаза доминируют над голубыми, а рыжие волосы всегда рецессив. Но вот курчавость известна как доминантная, так и рецессивная.
Большое значение для генетики человека имеет изучение родословных. В качестве примера возьмем совсем простенькую родословную. Кружками на ней обозначены женщины, квадратиками мужчины. Зачерненный кружок или квадрат означает носителя интересующего исследователя признака, в данном случае доминантного. Обратите внимание на потомков 4 и 5 в третьем ряду. Это идентичные близнецы, что обозначено общей черточкой, ведущей к ним от основного ствола. Потомки 6 и 7 в том же ряду тоже близнецы, однако разнояйцевые, неидентичные.
Родословная (три поколения)
Родословная семьи с признаком «шерстистые волосы».
А на следующей родословной, уже широко разветвленной, изображена семья, наделенная признаком «шерстистые волосы». Такие волосы не растут длинными — они секутся. Эту родословную я привожу для любителей самостоятельных задач. Тут есть что посчитать и над чем подумать. Ответьте на следующие вопросы: 1) доминантен или рецессивен признак? 2) каковы соотношения в потомстве гетерозиготы? 3) сцеплен пли не сцеплен с полом признак? 4) есть ли различия в наследовании признака женщинами и мужчинами? А помимо этих вопросов, на примере родословной можно решать и другие. Какие — подумайте, пролистав эту книгу.
В виде ромбиков изображены потомки, погибшие в раннем детстве или такие, характер волос у которых установить почему-либо не удалось.
Генетиков интересуют любые родословные, независимо от класса и социального положения семьи. Однако по понятным причинам часто наиболее подробны, детальны княжеские, императорские, царские родословные. Вглядываясь в них, генетик удивляется не родовитости того или иного царя: с генетической точки зрения любой ген любого человека блистательно родовит, ведь за ним история развития, насчитывающая много миллионов лет. В императорских родословных генетик ищет уклоняющиеся от нормы признаки, наследование которых легко проследить. Такова, например, габсбургская нижняя губа — выпяченная вперед и сильно раздутая, на вид уродливая. Первый, у кого ее удалось обнаружить, был император Максимилиан (XVII — XVIII вв.), последним же оказался эрцгерцог Альберт (XIX в.). А царская фамилия Романовых интересовала генетиков из-за гемофилии, которой болел наследник Николая II — Алексей. Гемофилия — наследственное заболевание, вызванное рецессивным геном, локализованным в половой хромосоме. Женщина, больная гемофилией, выявлена за всю историю только одна. Это понятно: у женщин две Х-хромосомы, и чтобы гены, несущие гемофилию, оказались в гомозиготе, нужен исключительно редкий брак больного гемофилией с женщиной, гетерозиготной по этому гену. Но зато половина сыновей гетерозиготной женщины обязательно будут гемофиликами: у мужчин Х-хромосома одна и рецессив проявляется. Откуда взялась гемофилия у Романовых, удалось проследить. Начало ей положила английская королева Виктория. Будучи гетерозиготной, она была совершенно здорова и дожила до преклонного возраста. Однако у нее был сын гемофилик и две дочери — носительницы этого гена. Выдав дочерей замуж, Виктория «осчастливила» этими генами царствующие в те времена в Испании и России фамилии.
Увеличенная нижняя губа Габсбургов — признак, сохранившийся в династии с XVII по XIX век.
Родословная гемофилии в семье Романовых.
Жена Николая II была внучкой Виктории. Она-то и передала гемофилию наследнику. А болезнь эта страшная: кровь лишается способности свертываться и малейшая царапина может привести к невосполнимым кровопотерям.
Альбинизм. Частота встречаемости. Формула
Альбинизм — наследственный признак, обусловленный рецессивным геном. Он очень удобен для изучения, так как распространен по всему миру, хоть и встречается в гомозиготе довольно редко. Действие гена сводится к следующему. У человека в коже образуется темный пигмент меланин. Люди, гомозиготные по гену альбинизма, этого пигмента лишены полностью — у них выпадает одна из реакций, ведущих к его образованию. Альбинизм — вредный признак. Альбиносы, сравнительно с людьми, наделенными меланином, более подвержены ряду заболеваний, в том числе очень обычных, «простудных».
Количество альбиносов в различных странах различно. Так, в странах, населенных белокожими народами, один альбинос, согласно статистике, приходится на 20000 жителей. Казалось бы, это ничтожно мало, Но если эту оценку применить к США, при пересчете получится приблизительно 9000 альбиносов. В других странах альбиносы встречаются чаще. Так, среди 14 298 детей Нигерии оказалось 5 альбиносов, а у индейцев Панамы соотношение было 1 : 132. Это гомозиготы. Они обнаруживаются на глаз, и их легко сосчитать. А можно ли учесть число гетерозигот? Сейчас мы это проделаем.
Если формула альбиноса аа, а наделенного меланином человека АА, то гетерозигота будет Аа. Встречаемость того и другого фенотипа теоретически колеблется от 100% А до 100% а. А в общей форме А + а = 1. В формуле Харди-Вайнберга, построенной для любого рецессивного гена, это выражается как p + q = 1. Однако нас интересуют не фенотипы, а генотипы, то есть относительная встречаемость АА, Аа и аа форм. Формула для этой встречаемости легко запоминается, так как левая часть выражения повторяет общеизвестную формулу квадрата суммы двух чисел, правая — единица: p2 + 2pq + q2 = 1. Если для нашего случая q2, то есть встречаемость альбиносов в европейских странах равна 1/20000, то легко вычислить, что q = 1/141. Поскольку р + q = 1, получится, что р = 1 - 1/141 = 140/141. Частота встречаемости гетерозигот 2pq. Следовательно, в данном случае она равна 2 · (140 · 1)/(141 · 141), то есть приблизительно 1/70. Не правда ли, довольно неожиданный результат? Один альбинос приходится на 20 000 жителей, а гетерозигота — на каждых семьдесят! Но неожиданность только кажущаяся: наши расчеты точны. По понятным причинам они должны настораживать. Вредных рецессивных генов у человека множество, и если встречаемость гомозигот по такому гену равна 1 : 1000, то гетерозиготой — можете просчитать — будет каждый шестнадцатый.