Близнецовый метод

Часто возникает вопрос: что является ведущим в формировании наших умственных способностей, массы тела, роста, заболевании раком, - наследственность или внешняя среда? Эти две категории не могут быть альтернативными, взаимно исключающими друг друга. Напротив, их тесное взаимодействие и определяет внешнее проявление любого признака.

Но не все признаки в равной степени подвержены влиянию среды. Группа крови, цвет глаз и волос почти целиком зависят от наследственности. Общее развитие ребенка и формирование его умственных способностей определяют гены и внешнее влияние. Рожденный с гениальными задатками человек достигает многого при незначительной посторонней помощи. Слабоумному же мало приносит пользы даже самое хорошее образование. Это примеры некоторых крайностей, но большинству детей домашнее воспитание, школьное образование и их собственные усилия дают возможность раскрыть врожденные способности.

Наличие одного и того же признака у близких родственников - братьев или сестер - еще не свидетельствует о его наследственном характере. Он мог возникнуть в результате одинаковых условий жизни, воспитания, питания и т. д. Что касается заболеваний, то они могут быть заразными. Но как разграничить роль наследственности и среды в формировании организма? Для этого Гальтон, который разработал способ анализа родословной человека, предложил в 1876 г. использовать близнецовый метод.

Сама природа дала в руки генетиков прекрасный объект для изучения взаимодействия генотипов и внешней среды. Это близнецы. Они бывают двух типов. Обычные близнецы похожи друг на друга не больше, чем братья и сестры. Нередко один из них мальчик, а другой - девочка. Такие близнецы рождаются в случаях, когда происходит оплодотворение сразу двух яйцеклеток. Близнецы другого типа - идентичные, однояйцевые. Они образуются в результате разделения одного оплодотворенного яйца. Идентичные близнецы представляют собой как бы две половины того, что должно стать одним организмом. Поэтому у них одинаковые гены, они всегда одного пола и обладают чрезвычайно большим сходством в отношении как физических, так и психических признаков.

Всякие различия у идентичных близнецов вызваны влиянием окружающей среды. Поскольку появление веснушек связано с действием гена, идентичные близнецы оба бывают с веснушками или без них. Но количество веснушек зависит от солнечного света. Если один из близнецов часто бывает на воздухе, а другой предпочитает находиться дома, то они, конечно же, будут заметно отличаться по количеству и яркости веснушек.

Исследования близнецов дают возможность установить относительную роль среды и наследственности в развитии различных признаков у человека. Проводятся сравнения между идентичными близнецами, с одной стороны, и неидентичными - с другой. Вот некоторые данные по совпадению наследственных признаков у однояйцевых и разнояйцевых близнецов: по цвету глаз - 99,5 и 27%, по цвету волос - 97 и 23%, по цвету кожи - 100,0 и 45%. Высокое сходство идентичных близнецов проявляется по форме носа, губ и ушей.

Многим ученым удалось показать преобладающую роль наследственности в формировании идентичных близнецов. Но во многих случаях сходство между ними бывает далеко не полным. Один из таких близнецов может иметь признак, отсутствующий у другого. Обычно сходство сильнее проявляется в отношении физических признаков. Умственные способности более подвержены влиянию внешних условий.

Американские ученые исследовали рост, массу тела и умственные способности у 50 пар однояйцевых близнецов, росших вместе, 20 пар однояйцевых близнецов, росших порознь, и 52 пар разнояйцевых близнецов. Были получены различия между партнерами каждой из 122 пар и затем выведены усредненные величины по каждой из трех групп. Оказалось, что по всем признакам разнояйцевые близнецы отличались друг от друга больше, чем идентичные. Значит, все три признака зависят от генотипа. Сопоставление однояйцевых близнецов, росших вместе с теми, которые росли порознь, дало возможность выявить относительную роль наследственности и среды в формировании каждого признака. Раздельное воспитание приводило к значительно большим различиям в массе тела и умственных способностях, но никоим образом не влияло на рост. Напрашивался вывод, что рост главным образом зависит от наследственности, а масса тела и умственные способности определяются примерно в равной степени наследственностью и внешней средой.

При изучении восприимчивости к болезням у близнецов было замечено, что часто заболевания совпадали. Количество совпадений у однояйцевых близнецов в отношении заболевания диабетом составляет 65%, У разнояйцевых - 18, эпилепсией - соответственно 67 и 3, шизофренией - 69 и 10%. В отношении рака у однояйцевых близнецов наблюдалось очень большое сходство в характере заболевания (локализация опухоли, возраст появления ее, течение болезни). У разнояйцевых близнецов такого сходства нет. Это свидетельствует о наследственной предрасположенности к определенным формам рака, но опасная предпосылка реализуется довольно редко.

Сравнение частоты заболеваний у близнецов показало, что второй партнер однояйцевых близнецов имеет большую вероятность возникновения болезни. Шансы заболеть у второго партнера двуяйцевых близнецов невелики. По-видимому, именно полное сходство генотипов у однояйцевых близнецов приводит к заболеванию обоих партнеров шизофренией, маниакально-депрессивным психозом, клинически выраженной умственной отсталостью.

Одинаковые внешние условия и частичное сходство по генотипу только в незначительной мере способствуют проявлению той же болезни у обоих двуяйцевых близнецов. При заболевании эпилепсией, туберкулезом, диабетом большую роль играет наследственное предрасположение, но наряду с этим важное значение имеет какой-то фактор среды, который не всегда явно выражен даже в случае действия на одного из близнецов. Еще более сильное влияние внешних факторов наблюдается у больных с врожденным вывихом бедра, косолапостью, заячьей губой, острым ревматизмом.

Исследования близнецов выявили роль наследственности в развитии даже таких болезней, где это и не предполагалось. Оказалось, что при кори, коклюше и ветряной оспе наследственное предрасположение никакой роли не играет, здесь возбудители этих болезней в среде. Различия в устойчивости к воспалению легких, ангине, дифтериту, свинке в небольшой мере обусловлены генотипом. А такие болезни, как туберкулез и полиомиелит, у обоих однояйцевых близнецов встречались в три-пять раз чаще, чем у разнояйцевых. Наследственная конституция проявляется отчетливо. Велика роль генотипа в заболевании раком кожи, чешуйчатым лишаем, угрями.