Онтогенез – это уникальный процесс. С одной стороны, развитие сложных организмов обычно происходит очень гладко, как это ни удивительно. У нас есть что-то вроде встроенных функций дублирования и резервного копирования на случай ошибки, которая могла бы привести к серьезным патологиям. Известный немецкий эмбриолог и лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Ханс Шпеман как-то сказал, что развитие всегда носит пояс и подтяжки, чтобы его метафорические штаны не спадали. У наших клеток есть сложные механизмы восстановления ДНК, а также программа самоуничтожения, если будет обнаружено слишком много мутаций (этот процесс называется апоптозом). Здесь важно упомянуть о так называемых критических периодах уязвимости, когда даже небольшие изменения могут иметь серьезные последствия. Возьмем, к примеру, эмбрион лягушки. Если наклонить его в один из таких критических периодов – прямо перед тем, как оплодотворенное яйцо разделится на две клетки, – вы получите зародыш с двумя идеальными головами. Сделайте то же самое через тридцать минут, и эмбрионы останутся полностью нормальными. Любые воздействия в эти периоды могут привести к серьезным врожденным дефектам. Например, если женщины принимали талидомид от утренней тошноты в первый месяц беременности (на двадцатый – тридцать шестой день после оплодотворения), 80 % младенцев рождались с серьезными дефектами конечностей. Однако если будущие мамы принимали это лекарство после окончания критического периода, у детей таких врожденных дефектов не появлялось[34]
.Определенные воздействия в период раннего развития приводят и к более незаметным изменениям. В этом случае неблагоприятные последствия для здоровья и повышенный риск возникновения заболеваний могут не наблюдаться в течение нескольких лет. Например, рацион будущей мамы, курение или воздействие химических веществ могут иметь необратимые последствия для ее детей. Замедленное развитие плода – одно из последствий воздействия никотина – тесно связано с такими хроническими заболеваниями, как порок сердца, диабет и ожирение. Помните рекомендации, которые врачи дают беременным женщинам? Они неспроста просят их отказаться от некоторых лекарств, принимать витамины, содержащие фолат, не курить и не употреблять алкоголь. Воздействие вредных веществ на плод может иметь разрушительные и необратимые последствия.
Когортное исследование людей, переживших голод в Голландии, подтвердило неоспоримую связь между процессами, происходящими в период внутриутробного развития, и последствиями, наблюдающимися в течение жизни[35]
. Оказалось, что выросшие дети голодавших беременных женщин были более предрасположены к диабету, ожирению, сердечно-сосудистым заболеваниям, болезням почек и другим проблемам со здоровьем. Печально известная «Голодная зима» случилась в 1944–1945 годах в Амстердаме и других густонаселенных районах Западной Голландии, оккупированных нацистами. Во время блокады поставки продуктов питания и топлива из фермерских хозяйств были полностью прекращены, и миллионы людей страшно голодали. Их рацион составлял от четырехсот до восьмисот калорий в день – меньше четверти нормы для взрослого человека. Около 4,5 миллиона выживших получали скудную еду в пунктах бесплатного питания до тех пор, пока в мае 1945 года союзники не освободили оккупированные территории. У голодающих женщин дети рождались маленького роста, их вес был ниже нормы – вполне ожидаемый результат, учитывая жесткое ограничение калорийности питания. Удивительно то, что, когда это поколение выросло и родило своих детей, их рост (но не вес) был также ниже среднего. Позже у них наблюдались склонность к ожирению и ослабленное здоровье.Голод, пережитый матерями, вызвал эпигенетические изменения, которые проявились позднее как предрасположенность к заболеваниям, и последствия этих изменений были переданы следующим поколениям.