Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1 (Фогель, Мотульски - Генетика человека - 1990), страница 3

Время от времени, однако, получают результаты, когорые на первый взгляд не поддаются обьяснению. Их пытаются интерпретировать в рамках существующей теории с помощью дополнительных гипотез. Часто такие попытки оказываются успешными; однако иногда они не удаются. Если в подобной ситуации появляется другая концепция, которая объясняет большую часть явлений, укладывающихся в старую теорию, а также не укладываюшиеся в нее факты, может произойти научная революция.

Новая концепция получает поддержку все возрастаюшей части научной общественности и быстро преврашается в новую, более общую теоринц после чего снова начинается обычный научный процесс. Такое описание развития науки было подвергнуто критике со стороны некоторых ученых, занимаюшихся философией науки [2581. Понятие «нормальной» науки, рассмотренное выше, не устраивает ряд теоретиков. Работа в рамках некоторого крута идей была объявлена скучной, однообразной и так или иначе не тем, чем должна быть наука. Согласно представлению этих философов, ученым следует пребывать в состоянии постоянной революции, вновь и вновь сомневаясь в основных положениях своей науки, постоянно желая подвергнуть их решающей проверке, и, если удастся, опровергнуть (Роррег 1279, 280, 2813; %а1)апз 12873).

В то же время многие ученые, занимаюшиеся активной исследовательской деятельностью, быстро восприняли точку зрения Куна; по-вцлимому, он помог им выделить некоторые важные аспекты развития той области науки, в которой они работали. Основные положения генетики. Хотя идеи Куна сформировались на базе истории развития физических наук, его формулировки вполне применимы и к развитию генетики; до второй половины Х!Х века феномен наследственности не исследовался. Было известно, что иногда, но не всегда дети похожи на своих родителей, был известен семейный характер распространения некоторых заболеваний, свойства растений и домашних животных удавалось улучшить путем выборочного скрещивания. Были эмпирически выведены даже простейшие законы, такие, как, например, закон Нассе о том, что гемофилией болеют только мальчики, но передаегся это заболевание через их матерей и сестер 1разд.

3,1.4). Тем не менее убедительной общей теории не было, и попытки созда~ь такую теорию успеха не имели. В этой ситуации Мендель в работе «Опыты над растительными гибридами» (1865, 12663) первым усовершенствовал метод исследования: он анализировал наследование отдельных признаков и, кроме того, ввел в опыты по скрещиванию количественный анализ потомства. Мендель интерпретировал результаты как случайные комбинации основных единиц наследственности. Допустив существование таких единиц, он пришел к идее гена. основополаг ающей концепции теории генетики (рази.

1.4). С этозо момента работа Менделя приобрела все три черты научной концепции: она стала эталоном того, как следует проводить и оценивать эксперименты по скрешиваншо; привела к возникновению научного «сообщества» генетиков и к созданию глубокой и плодотворной научной теории.

Отдельный вопрос, на который, по нашему мнению, не найдено удовлетворительного ответа: почему открытие Менделя должно было ждать своего признания целых 35 лет после опубликования результатов его экспериментов? Было бы слишком примитивно считать причиной этого академическое высокомерие и близорукость современников- биологов, которые не захотели принягь работу исследователя, не принадлежавшего к академическому миру. Мы скорее склонны считать, что многие новые биологические открытия, сделанные за следуницие после открытия Менделя 35 лет, были столь революционного свойства, что можно говорить о научном кризисе в то время (как его понимал Кун), и, следовательно, требовали совершенно нового подхода. Вскоре после переоткрьпия законов Менделя в 1900 г.

12 Введение возникла вначале небольшая, но быстро разросшаяся группа ученых, развивавших 1енетику во взаимодействии теории н эксперимента и положивших начало самой значительной научной революции ХХ века в области биологии. Геиетика человеко и рево,вони» в геиепаке. Революцией в биолгнии Х1Х века можно считать создание теории эволюции, которая была принята научной обшесгвенностью. Одним из важных последствий этого стало осознание того факта, что люди произошли от других, более примитивных приматов, что человечество является частью животного мира и что законы наследс1венности, справедливые для всех других живых существ, распространяются и на человеческий род.

Вскоре после этого законы Менделя были использованы для объяснения наследования определенных признаков у человека— главным образом пороков развития и болезней. Изучая характер наследования алкаптонурии, рецессивного заоолевапия, Гэррод (!902 г. (249]) четко усзановил основной принцип действия гена: генетические факторы детерминируют протекание химических реакций (разд. 1.5). Потребовалось 30 лет, чтобы его представления стали частью «нормальной» науки. Выяснение принципов наследования признаков у людей началось не с менделизма.

Иной подход был сформулирован Гальтоном в работе «Наследование таланта и характера» (1865 г. [2481) и в более поздних его работах. По Гальтону, чтобы сделать вывод о наследовании определенных свойств личности, таких, как высокая работоспособность, интеллект и внешние данные, следует возможно более точно количественно оценить эти свойства и затем сопоставить полученные оценки для индивидов с известной степенью родства (например. для родителей и детей, сибсов или близнецов), используя статистические методы.

При таком подходе невозможно объяснить механизмы наследования. В то же время он может быть намного более полезен при изучении человеческих характеров, чем анализ по Менделю; анализу родословной в соответствии с законами Менделя препятствовало то обстоятельство, что большинство индивидуальных особенностей нельзя просто раз- лелигь на определенные типы, как это возможно в случае гладких и морщинистых горошин. Человеческие характеры, как правило, не имеют однозначных различий и не образуют в популяции ряда четко различаюшихся групп.

Кроме того, было очевидно, что фенотип зависит не только от |енетическнх факторов, но также и от внешних условий; он есть результат взаимодействия аврожденного и приобретенного» (Гальтон). Поэтому наивные попытки объяснить особенности характера с помощью законов Менделя были обречены на неудачу.

Наследование таких, считающихся важнейшими, свойств личности, как интеллект и характер, а также многих заболеваний и умствешюй отсталости можно было изучать либо так, как предлагал Гальтон, либо вообгце не изучать, Прежде чем исследовать генетические механизмы наследования у человека, необходимо было сначала получить представления о |енетнке других, более простых организмов. В сложившейся ситуации ученые предпочли пойти по пути Гальтона. Такой выбор был обусловлен не только причинами чисто научного свойства, на него сильно повлияло стремление оказать помощь конкретным людям и семьям, установить степень риска возникновения определенных заболеваний и создать прочную основу для генетической консультации. Вше одной важной причиной было беспокойство некоторых ученых о биологическом будушем человечества, которому, как им казалось, угрожало вырождение из-за нарушения процесса естественного отбора, Мотивировка нх взглядов была в значительной степени евгенической: попытаться подвести рациональную основу под меры по ограничению воспроизводства некоторых групп населения с высоким риском возникновения заболеваний.

История ееиетики человека: борьба двух кониеииий. Начиная с 1900 г, н до настоящего времени две концепции — менделевское представление о гене и биометрический подход Гальтона -развивались параллельно. Многие современные проблемы, касающиеся генетики поведения, а также механизмов наследования соматических заболеваний, можно представить себе как борьбу двух Введение 13 концепций. Это не означает, что менделевский и биометрический подходы взаимоисключают друг друга. Например, корреляция между родственниками, обнаруживаемая с помощью математического анализа, была объяснена Фишером в !918 г. [664! с позиций механизмов активности генов. Некоторые специалисты по генетике человека в течение одного периода занимались исследованиями в рамках одной концепции, а затем -в рамках дру~ой, Вообще говоря, эти два направления имеют мало общего и могут стать еще более полярными из-за узкоспециализированной подготовки представителей двух школ, одну из которых олицетворяет биохимическая лаборатория, а другую - компьютер.

В первые десятилетия нашего века биометрический подход Гальтона привел ученых к значительным успехам. Появились представления о генетической изменчивости как нормальных признаков. таких, как телосложение или интеллект, так и широкого круга патологий, таких, как умственная отсзалость и психозы, эпилепсия, или соматических заболеваний — диабета,аллергии и даже туберкулеза. В ту пору казалось, что применимость менделевского подхода ограничивается случаями редких наследственных заболеваний; постоянно возобновлявшиеся попытки использовать законы Менделя для объяснения наследования нормальных физиологических признаков и соматических заболеваний, как правило, прелпринимались беэ критической оценки этого подхода.

Первой важной победой менделевской генетики стало признание гипотезы трехаллельного наследования групп крови АВО, предложенной Бернштейном в 20-х гг. нашего века [240) (разд. 3.2.2). Дальнейшие успехи быди достигнуты благодаря работам. проведенным на других организмах, таких, как 1)гозврЫа, бактерии и вирусы, в особенности бактериофаги. Сильное влияние на развитие генетики человека оказало возникновение в конце 40-х и в 50-е гг.

новой науки-молекулярной биологии. Основным событием стало выяснение Полингом и ез о коллегами в 1949 г. [12601 причины серповидноклеточной анемии. Эта болезнь-следствие аномалий в сгрукгуре молекулы гемоглобина. Исследования хромосом человека, развернувшиеся в конце 50-х-начале 60-х гг. (разд. 2.1), ознаменовали начало второго важного этапа. В настоящее время большинство работ по генетике человека находится в общем потоке исследований, проводимых в рамках генетической теории.

Оказалось, что человек, которого экспериментаторы раньше считали малоподходящим объектом для генетических исследований, обладает определенными преимуществами для решения фундаментальных проблем. К таким преимуществам относятся высокая численность доступных для изучения популяций, значиэ.ельное число и разнообразие известных мутаций и хромосомных аномалий, а также доскональное знание физиологии и биохимии человека в норме и при различных заболеваниях. Можно было ожидать, что достигнутые успехи сделают учение Менделя господствующей теорией в генетике человека.