Удивительная генетика - Вадим Левитин

К. Лоренц пишет:

Пока сторож протирал пол, орангутан внезапно скользнул вниз по прутьям клетки, и, прежде чем удалось задвинуть дверь, могучая обезьяна просунула в щель обе руки. Хотя Портелье (директор зоопарка и приятель Лоренца. – Л.Ш.) и сторож напрягали все силы, чтобы задвинуть дверь, орангутан медленно, но верно, сантиметр за сантиметром, отодвигал ее назад.

Когда он уже почти протиснулся в отверстие, Портелье пришла в голову блестящая мысль, которая могла осенить только подлинного знатока психологии животных: он внезапно отпустил дверь и отскочил с громким криком, в притворном ужасе глядя на что-то позади обезьяны. Та стремительно обернулась, чтобы посмотреть, что происходит у нее за спиной, и дверь тут же захлопнулась.

Орангутан только через несколько секунд сообразил, что тревога была фальшивой, но когда он понял, что его обманули, то пришел в настоящее исступление и, несомненно, разорвал бы обманщика в клочья, если бы дверь не была уже надежно заперта. Он совершенно ясно понял, что стал жертвой преднамеренной лжи.

Вернемся к интеллектуальным способностям обезьян. Сравнительно недавно было установлено, что шимпанзе в естественных условиях нередко пользуются орудиями, а при необходимости даже подгоняют их под выполняемую задачу, принимая во внимание конструктивные особенности материала. Чтобы закусить муравьями или термитами, они выбирают подходящую ветку, тщательно очищают ее от листьев и побегов и затем с ее помощью извлекают вожделенное лакомство. Точно таким же способом они получают мед.

Шимпанзе применяют палки, жерди и камни не только для добывания пищи, но и как оружие: палкой прикасаются к незнакомому предмету, ею же наносят удар или осторожно притрагиваются к партнеру по играм. Если палка не лезет в трещину, шимпанзе подгрызает ее конец. Тщательно разминая комок из травы и листьев, высшие приматы изготавливают своеобразную губку, с помощью которой добывают воду из углублений, развилок деревьев и других труднодоступных мест.

Карликовый шимпанзе бонобо в неволе сплетал из мягких прутьев веревку, перебрасывал ее через перекладину и устраивал для себя качели, а с помощью импровизированного шеста без труда перемахивал через широкий водоем. Известно, что в естественных условиях тот же бонобо укрывается от дождя, используя для этой цели сплетенные ветви и листья, сооружая нечто вроде навеса или полога. Шимпанзе применяют подручные средства и в целях личной гигиены, очищая с их помощью тело от остатков пищи, фекалий, смолы и т. п.

Эксперименты с высшими приматами в неволе показали, что они легко решают очень непростые психологические задачи. Например, безошибочно рас пределяют фотоизображения разнообразных фруктов по классам, не пытаясь попробовать картинку на зуб, никогда не путают столовые приборы с письменными принадлежностями и даже вилки и ложки собирают в отдельные кучки. Более того, если подопытному шимпанзе экспериментатор предъявлял четыре внешне неразличимых сосуда, но с разной толщиной стенок и дна, то обезьяна без труда выбирала тот, который вмещал наибольшее количество жидкости.

Гориллы и шимпанзе – это единственные животные на планете (за исключением человека), адекватно оценивающие свое зеркальное отражение, причем они распознают не просто обезьяну как таковую, а персонально самих себя, что недвусмысленно говорит о наличии элементарных представлений о собственном «я». (Между прочим, умственно отсталые люди себя в зеркале, как правило, не узнают.)

Опыты по обучению высших приматов человеческой речи дали весьма любопытные результаты. Разумеется, говорить, как мы с вами, обезьяна не выучится никогда – у нее иначе устроена гортань, но зоопсихологи сумели найти обходные пути. Например, супруги Гарднеры сделали ставку на язык американских глухонемых – амслен[37]. Успех превзошел все ожидания – у юной обезьянки по имени Уошо обнаружились недюжинные лингвистические способности.

Когда Уошо ругается, она изображает знак «грязный». Сейчас она обзывает «грязной обезьяной» сидящую в клетке мартышку

И хотя Уошо села за школьную парту довольно поздно, она не только легко осваивала слова и понятия, но и быстро выучилась их комбинировать, создавая двухчленные и трехчленные конструкции. К пяти годам на ее счету было 245 различных комбинаций из трех и даже большего числа знаков. Глухонемые знакомые Гарднеров безошибочно идентифицировали до 70 % жестов Уошо.

Очень скоро сообразительная обезьяна стала толковать выученные знаки, так сказать, расширительно, то есть использовать их в непредусмотренных экспериментаторами ситуациях. Более того – она изобретала новые знаки! Оказалось, что языковые навыки шимпанзе вполне сопоставимы с речевыми достижениями детей такого же возраста. Во всяком случае, по числу и сложности комбинаций и характеру семантических связей внутри них Уошо ничуть не уступала пяти-шестилетним детям.

Итак, список параллелизмов между высшими приматами и человеком, причем на разных уровнях – анатомо-физиологическом, гистологическом, биохимическом и поведенческом, – выглядит очень внушительно. Чем еще кроме общности происхождения (а следовательно, глубокого генетического родства) можно объяснить это поразительное сходство?

Читатель вправе сказать, что все это аргументы косвенные. Вот если бы ученые разобрали по косточкам обезьяний геном и сравнили его с человеческим – вот тогда дело другое: места для сомнений у нас не осталось бы. Ну что ж, справедливое замечание, поэтому давайте поговорим о генах.

При анализе хромосомного набора человека и высших приматов обнаруживается то же самое удивительное сходство. Окрашивая хромосомы специальными красителями на различных стадиях деления клетки, цитогенетики получают до 1200 полос на каждый кариотип (кариотип – это и есть хромосомный набор). Оказалось, что исчерченность хромосом (а хромосомы, как известно, являются носителем наследственной информации) у человека и шимпанзе обнаруживает практически стопроцентную идентичность. Конечно, некоторые незначительные отличия, касающиеся количества хроматина и расположения центромер (центромера – это участок хромосомы, к которому присоединяется нить веретена во время клеточного деления – митоза), все же имеются, но они невелики и принципиального значения не имеют.

Наборы хромосом (кариотипы) человека и шимпанзе

Правда, у человека в клеточном ядре присутствуют 23 пары хромосом против 24 у человекообразных обезьян, но это расхождение в известной степени мнимое. В цитогенетических исследованиях было убедительно показано, что вторая пара хромосом человека образовалась в ходе слияния других пар хромосом предковых антропоидов. Окончательный вердикт гласит, что по строению кариотипа все три высших примата исключительно близки к человеку, а отличия, которые мы в состоянии зарегистрировать у шимпанзе, столь малы, что соответствуют различию двух родственных видов в пределах одного таксономического рода. И разумеется, как и следовало ожидать, ближе всего к нам по характеру хромосомной исчерченности оказался карликовый шимпанзе бонобо.

А что можно сказать о тонкой структуре хромосом? Напомним, что хромосома – это сложное нуклеопротеидное соединение, построенное из так называемых гистоновых белков и молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК. ДНК представляет собой спиральную структуру из двух нитей, закрученных одна относительно другой и удерживаемых друг около друга за счет взаимодействия между азотистыми основаниями (нуклеотидами) противолежащих нитей. Уникальные последовательности нуклеотидов, объединенные в триплеты и насчитывающие десятки, сотни, а то и тысячи звеньев, представляют собой кодирующие участки молекулы ДНК – гены. Таким образом, морфологически и структурно ген – это фрагмент молекулы ДНК.

Мы не станем детально разбираться, каким образом ген выполняет свою кодирующую функцию. Для наших целей достаточно знать, что чем ближе друг к другу располагаются виды, тем больше у них будет общих генов и тем меньше отличий в строении ДНК на уровне тонкой структуры. На этом основан метод гибридизации, который широко применяется в молекулярной биологии. Если молекулу ДНК нагреть, она утрачивает свою нативную структуру – двойная спираль, так сказать, «расплетается», образуя одиночные нити. На такую одиночную нить можно наложить точно такую же нить от организма другого вида, и когда они остынут, то вновь свернутся в двойную спираль. Но эта спираль будет уже не совсем полноценной – стопроцентный молекулярный гибрид можно получить только у представителей одного вида. Понятно, что чем дальше отстоят биологические виды друг от друга на эволюционной лестнице, тем больше выявится непрореагировавших участков молекулы. Скажем, гибридизация ДНК человека и бактерии даст и вовсе нулевой результат.