Знание-сила, 2009 № 01 (979)

Наиболее ярким примером взаимодействия генов приобретенных признаков и культурной среды в интеллектуальной деятельности человека является история генов языка. В 1972 году была опубликована книга знаменитого американского лингвиста Ноама Хомского «Язык и Разум». В ней он подвел итог своих многочисленных исследований различных языков. Хомский установил, что, помимо специфической грамматики, свойственной каждому данному языку, существует «универсальная грамматика», одна и та же для всех языков, а грамматика конкретного языка, русского, английского и т. п., образуется путем соответствующей модификации этой универсальной грамматики. Именно эта универсальность, по мнению Хомского, указывает на ее врожденный характер. Иными словами, универсальная грамматика записана в наших генах. Тогда мысль о существовании генов языка казалась крайне экстравагантной. Однако с тех пор, как Хомский высказал свои идеи, тысячи его последователей, ученые в различных областях, лингвисты, психологи, нейробиологи и т. п., собрали очень большое количество косвенных данных, свидетельствующих в пользу его гипотезы. Эти данные позволяют думать, что гены языка «вычислены» с высокой степенью достоверности.

В данной ситуации роль среды выступает особенно ярко. Ребенок, который с момента рождения был лишен контакта с языковой средой (ситуация Маугли) не в состоянии самостоятельно выучить язык. Таким образом, гены языка, как и описанные выше гены интеллектуальных свойств, полностью зависят от соответствующих сигналов внешней среды. Без нее они беспомощны.

И теперь возникает чрезвычайно принципиальный вопрос, как вообще среда может повлиять на гены после рождения, в процессе индивидуального развития? К счастью, знания из совсем другой области дают возможность попытаться понять, как это происходит. Речь пойдет об иммунитете.

Ребенок, который столкнулся с вирусом кори, заболеет, но, как правило, выздоровеет. Ребенок же, который уже переболел корью, при повторном контакте с вирусом кори не заболевает. Он приобрел иммунитет, который действует как врожденный инстинкт — немедленно и предельно эффективно. Было установлено, что это происходит потому, что в сыворотке крови этого ребенка циркулируют совершенные антитела (белки сыворотки), которые способны специфически распознать и полностью нейтрализовать вирус кори. Однако до заболевания таких совершенных антител в сыворотке ребенка не было, а были несовершенные. Потому он и заболел. Совершенные антитела образовались в процессе болезни. Наблюдавшие в свое время этот процесс ученые, назвали его иммунологическим обучением, а его конечный результат — иммунологической памятью. Однако по наследству этот приобретенный иммунитет не передавался. Клеточно-молекулярный механизм этих процессов тогда был неизвестен, и ученые назвали их обучением и памятью только потому, что феноменологически они были очень похожи на обучения и память у людей. Теперь, когда этот механизм хорошо изучен, я хочу пройти этот же путь, но только в обратном направлении. Я предполагаю, что ментальные механизмы обучения и памяти у людей принципиально аналогичны механизмам иммунологического обучения и памяти.

Обратимся поэтому к рассмотрению клеточно-молекулярных механизмов приобретенного иммунитета. Длительное и глубокое изучение процесса образования антител показало, что в организме млекопитающих уже при рождении имеется потенциальная возможность образовать антитела к десяткам миллионов разнообразных химических структур, в том числе против структур, расположенных на поверхности разнообразных и многочисленных вредоносных агентов (вирусы, бактерии, токсины и т. п.). Эта возможность реализуется, когда организм сталкивается с каким-либо вредоносным агентом. Тогда начинается образование антител, которые могут защитить организм от этого агента.

Возникновение такого огромного репертуара антител оказалось возможным потому, что в процессе эволюции в течение сотен миллионов лет возник механизм образования огромного количества белков из ограниченного количества генов путем комбинаторики. Так, ген, кодирующий некое антитело, собирается из нескольких генов-фрагментов. Эти гены составляют несколько семейств, содержащих гены, которые кодируют только один определенный тип фрагментов. Вот из них и собирается сложный ген какого-либо конкретного антитела. Сборка такого гена производится в лимфоцитах, предназначенных для образования антител. Так, ген антитела против кори состоит из одного определенного набора разных фрагментов. А ген антитела против ветрянки — из другого набора. И все гигантское разнообразие антител создается благодаря громадному разнообразию многочленных комбинаций генов-фрагментов.