Компромиссы и принуждения.

Здравоохранение материалы / Эволюция и происхождение болезней / Компромиссы и принуждения.

Страница 1

Компромиссы присущи любой адаптации. Если бы кости рук были в три раза толще, они бы никогда не ломались, но люди превратились бы в неуклюжих существ, вечно занятых поиском источников кальция.

Такие компромиссы существуют на генетическом уровне. Если мутация дает репродуктивное преимущество в общем, ее частота в популяции будет стремиться к росту, даже если она приводит к болезням. Люди с двумя копиями гена серповидных клеток (sickle cell gene), например, испытывают страшные боли и умирают в молодости. Люди с двумя копиями "нормального" гена с большей вероятностью умрут от малярии. Но люди, имеющие и тот, и другой ген, защищены от обеих болезней. В районах с высоким уровнем малярии такие люди наиболее жизнеспособны. Что является здоровой аллелью в таких условиях? Вопрос не имеет ответа. Не существует одного нормального человеческого генома, - есть только гены.

Многие другие вызывающие болезни гены также могут оказаться полезными, по крайней мере, в некоторых условиях. Так как цистовидный фиброз (cystic fibrosis) является причиной смерти одного из двух с половиной тысяч кавказцев, можно предположить, что ответственный за эту болезнь ген должен быть удален из генофонда. Но он продолжает существовать. Недавние исследования Gerald B. Pier из Harvard Medical School дали этому объяснение, - единичная копия гена цистовидного фиброза уменьшает вероятность заболеть брюшным тифом - болезнью с 15 процентной смертностью.

Старение - еще один из примеров генетических компромиссов. В 1957 г. один из авторов настоящей статьи (Williams) предположил, что гены, вызывающие старение и смерть тем не выбраковываются отбором, так как они вызывают другие эффекты, дающие преимущества в молодости, когда сила отбора сильнее. Например, гипотетический ген, управляющий метаболизмом кальция, таким образом, что кости быстрее восстанавливаются при переломах, но который также вызывает постепенное отложение кальция на стенках артерий. Влияние таких генов с множественными эффектами наблюдалось на примере фруктовых мух и мучных жуков, но для людей пока не обнаружено конкретных примеров. Другим примером может служить подагра, возникающая, когда сильный антиоксидант, мочевая кислота, образует кристаллы, оседающие в суставах. Антиоксиданты, как известно, замедляют старение, и уровень мочевой кислоты у различных видов приматов обнаруживает корреляцию с их средней продолжительностью жизни. Вероятно, высокий уровень мочевой кислоты выгоден большинству людей, так как замедлят старение, тогда как меньшинство расплачивается за это подагрой.

Существуют и другие факторы, способствующие ускоренному старению. Например, сильный иммунитет защищает нас от инфекций, но при этом является причиной почти не заметного повреждения тканей. Также возможно, что большинство генов, вызывающих старение независимо от возраста не приносят никаких преимуществ, - они не ухудшают репродуктивную функцию настолько, чтобы естественный отбор выбраковал их.

Так как эволюция протекает только в направлении, определенном вектором времени, всякие изменения в строении организма опираются на уже существующие структуры. Как отмечено в начале этой статьи, глаз у позвоночных устроен не лучшим образом. Но глаз кальмара свободен от этого дефекта, - в нем сосуды и нервы находятся сбоку от глазного яблока, проникая в него в нужном месте и препятствуя отслоению сетчатки. Человеку же с глазами просто не повезло; сотни миллионов лет тому назад, у наших предков, слой клеток, который стал светочувствительным, был расположен иначе, чем у предков кальмара. Это различие в расположении клеток и определило два различных направления эволюции, кото рая, как известно, необратима.