До сих пор мы говорили о наследовании качественных признаков (формы и цвета семян гороха, половых различий, определенных забо- леваний). При классификации этих признаков никаких трудностей не возникает — мы легко различаем гладкие и шероховатые семена ду- шистого горошка, четко разбиваем людей на группы страдающих и не страдающих цветовой слепотой и т.д. Однако существует целый ряд признаков человека, подобная классификация которых или вообще невозможна, или возможна только со специальными оговорками. Та- кие признаки называются количественными (или континуальными) (например, рост, вес, баллы IQ и др.). Распределить людей на альтер- нативные группы по таким признакам (высокие и низкие, «умные» и «глупые») можно только условно. Большинство признаков, изучаемых психогенетикой, характери- зуется тем, что в середине вариационного ряда (ряда значений) тако- го признака располагаются одна или две максимальные частоты, а справа и слева от них располагаются убывающие к концам ряда часто- ты, причем правые и левые частоты, одинаково удаленные от средне- го, примерно равны. Оно относится к классу количественных и имеет нормальное (или приближающееся к нему) распределение. Его свой- ства описаны в любом руководстве по статистике, поэтому излагать их здесь мы не будем. Отметим только, что кривая нормального рас- пределения имеет чрезвычайно важное значение для психологии. Дело в том, что каждый психологический признак в своем развитии зави- сит от очень большого количества факторов (и многих генов, и мно- гих средовых обстоятельств), действующих в благоприятном или не- благоприятном направлении. И именно нормальное распределение от- ражает фенотипическое разнообразие, возникающее в результате воздействия множественных факторов на исследуемый признак. Предваряя изложение того, что известно о наследовании количе- ственных признаков, приведем более развернутый пример психогене- тических исследований изменчивости сложных фенотипов человека. Коэффициент интеллекта, а точнее, его оценки (баллы и т.п., полученные в результате выполнения испытуемым набора различных субтестов, а затем усредненные с тем, чтобы получить обобщенную переменную, описывающую познавательные признаки человека), рас- пределен континуально, т.е. является примером количественного при- знака. При исследовании континуальных характеристик невозможно определить количество «больных» и «здоровых», т.е. нельзя приме- нить законы Менделя, описывающие механизмы исследования дис- кретных признаков. Тем не менее многочисленные психогенетичес- кие исследования интеллекта показали, что они передаются по на- следству (гл. IX). Например, родители с высокими показателями по
86 интеллекту обычно имеют детей, чьи интеллектуальные способности выше среднего (об ограничениях, связанных с такой интерпретаци- ей семейных данных, — в гл. VI, VII, VIII). Однако механизм переда- чи по наследству интеллектуальных способностей не соответствует законам Менделя. С целью описания механизмов передачи по наследству континуальных признаков Ф. Гальтон предложил статистический аппарат, который до сих пор широко используется учеными. Он создал статистику, которую назвал «ко-реляция» (англ. co-relation — со-отношение) и которая затем преврати- лась в известный всем коэффициент корреляции. В статистической литера- туре этот тип корреляции (а всего разных видов корреляции — около дюжи- ны) называется Пирсоновской корреляцией, названной так в честь К. Пирсо- на, одного из учеников Ф. Гальтона, детально разработавшего технику получения корреляции. Корреляция представляет собой индекс сходства, из- меняющийся от нуля (r = 0), который обозначает отсутствие какого-либо сход- ства, до единицы (r = ±1,0), обозначающей абсолютное сходство (или абсо- лютную противоположность, если имеет отрицательный знак). Корреляции, описывающие сходство родственников по тестам интеллек- та, также зависят от степени их кровного родства. Только супруги, в отличие от других неродственников, коррелируют между собой по интеллекту с коэф- фициентом г = 0,30-0,40. Это — весьма примечательная находка, имеющая особое значение для интерпретации сиблинговых и близнецовых корреля- ций (подробнее — в гл. VII, IX). Что же известно сегодня о механизмах передачи по наследству сложных поведенческих, т.е. количественных, континуальных, при- знаков? Каковы генетические модели, описывающие механизмы этой передачи? Для менделирующих признаков и таких состояний, как болезнь Гентингтона и фенилкетонурия, наличие одного гена-мутанта — не- обходимое и достаточное условие формирования соответствующего признака: наличие в генотипе вредоносного аллеля (одной или двух его копий в зависимости от типа наследования) с неизбежностью вызовет у его носителя развитие болезни. При этом другие генотипи- ческие и средовые факторы роли практически не играют. В подобных случаях фенотипические проявления признаков дихотомичны: гено- тип — или носитель вредоносного аллеля, или нет; фенотип — или характеризуется определенным признаком, или нет. Сегодня известно примерно 3000 моногенных (т.е. вызываемых одним геном) заболева- ний, наследуемых по правилу «или—или». Наследуемость сложных поведенческих признаков обеспечивает- ся, очевидно, многими генами. Такие признаки называются поли- генными. Когда законы Менделя были переоткрыты в начале XX столетия, серьез- ные теоретические баталии развернулись между теми, кто считал, что все признаки наследуются согласно закону Менделя (так называемые мендели-
87 сты), и теми, кто утверждал, что законы Менделя неверны (так называемые биометристы), поскольку они не могут объяснить передачу по наследству сложных поведенческих признаков. Как выяснилось, обе стороны были одновременно и правы, и неправы, Менделисты были правы в том, что признаки, контролируемые одним геном, наследуются по законам Менделя. Ошибочность их позиции заключалась в том, что они считали законы Менделя универсальными, применимыми ко всем, в том числе сложным, признакам. Биометристы были правы в том, что многие сложные признаки распределены непрерывно, а не альтернативно, но заблуждались, утверждая, что законы Менделя справедливы только для растений. Противоречие этих двух позиций разрешилось само собой, когда выясни- лось, что законы Менделя применимы к наследованию полигенных признаков при отдельном рассмотрении каждого из генов, вовлеченных в генетический контроль исследуемого признака. Кроме того, на функционирование каждого гена оказывают вли- яние характеристики среды. Предположим, что некоторый ген А чув- ствителен к изменению температуры в окружающей его клеточной среде (т.е. экспрессия гена зависит от характеристик окружающей сре- ды). Тогда можно предположить существование следующей причин- ной цепочки: температура клеточной среды повышается (в ответ на какие-то внешние средовые воздействия или на внутреннюю реак- цию организма, например, на инфекцию); в измененных темпера- турных условиях аллель А 2 производит больше белка (вероятнее все- го, в какой-то своей измененной форме), который оказывает влия- ние на изучаемый нами признак, и признак проявляется сильнее. Рассуждение о подобных цепочках событий привело к возникнове- нию еще одной модели наследования, называемой мультифакторной. Согласно этой модели, формирование признака контролируется слож- ным взаимодействием многих и генных, и средовых факторов. Итак, в ситуации, когда рассматриваемый признак чувствителен к средовым влияниям, когда аллелей у каждого гена больше двух и когда каждый из этих аллелей может иметь или не иметь отличные по величине вклады в фенотип, все эти факторы приводят к формиро- ванию континуальных (непрерывных) распределений. Поэтому не уди- вительно, что часто в природе наблюдается континуальность, даже в тех случаях, когда сами аллели генов, контролирующих исследуемый признак, наследуются в соответствии с законами Менделя. Представление о том, что количественные признаки формиру- ются в результате действия множества генов, является краеугольным в разделе генетики, называемом генетикой количественных признаков. Эта область науки была разработана Р. Фишером и С. Райтом. Гене- тика количественных признаков представляет собой основу для об- щей теории происхождения (этиологии) индивидуальных различий, будучи междисциплинарной наукой. Ее междисциплинарность опре- деляется как знаниями, создающими ее основу (общая биология,
88 генетика, психология и статистика), так и используемыми ею мето- дологическими и концептуальными аппаратами разных наук (гене- тики, психологии, психофизиологии и т.д.). В данном случае имеет место двухстороннее движение, поскольку, обогащаясь от различ- ных наук, генетика количественных признаков сама обогащает эти науки. Центральной догмой генетики количественных признаков является утверждение о том, что внутри популяции существуют кон- тинуально (непрерывно) распределенные количественные оценки ин- дивидуально-психологических особенностей. Генетика количествен- ных признаков систематизирует межиндивидуальные различия и рассматривает их не как «шум в системе» (как это свойственно, например, наукам, внимание которых сосредоточено на межгруппо- вых различиях), а как закономерную изменчивость внутри изучаемой группы. Кроме того, генетика количественных признаков указывает на источники появления изменчивости и определяет вклад каждого из этих источников. Основные понятия генетики количественных признаков представ- лены в гл. VI, VIII. Не останавливаясь здесь подробно на генных моде- лях, лежащих в основе генетики количественных признаков, укажем только, что полигенная модель, приведенная и обсуждаемая в этих главах, является базой для объяснения сходства родственников раз- ной степени по фенотипическим признакам. Если генетические фак- торы влияют на формирование индивидуальных различий по како- му-то признаку, то степень фенотипического сходства родственни- ков должна изменяться в зависимости от степени их генетического родства (подробнее о разных методах психогенетики — в гл. VII, VIII). Например, родственники первой степени родства (родители — дети и родные сиблинги) в среднем имеют 50% общих генов. Иными сло- вами, ребенок наследует примерно по 50% генов от каждого из роди- телей (но это — средняя величина; в каждом конкретном случае мо- жет быть и больше, и меньше). Если один из сиблингов унаследует какой-то аллель от одного родителя, то вероятность наследования того же аллеля другим сиблингом составит в среднем 50%. В случае познавательных способностей (и некоторых заболеваний, например, шизофрении) степень фенотипического сходства между родственниками увеличивается по мере увеличения их генетической близости. Например, вероятность того, что отдельно взятый в популя- ции человек заболеет шизофренией, составляет 1%. Если же в семье есть больной, то риск заболевания шизофренией для его родственни- ков второй степени (внуков и племянников) составит примерно 4%. Однако для родственников первой степени родства (родителей, сиб- лингов, детей) этот риск увеличивается до 9%. Наконец, риск разви- тия шизофрении стремительно возрастает до 48% для монозиготных близнецов-шизофреников. Эта цифра намного больше цифры, полу- ченной для дизиготных пар (17%).
89 Но на каком основании мы предполагаем, что шизофрения пред- ставляет собой континуальный признак? Мы привыкли рассуждать о шизофрении в терминах дихотомии (человек или болен, или здоров), а здесь почему-то предполагаем, что это заболевание возникает в ре- зультате действия множества генов в сочетании с неблагоприятной средой. Оказывается, что даже в случае, когда на признак оказывает влияние множество генов, проявляться он может в альтернативной форме (больной — здоровый). Для объяснения данного факта предло- жены понятия «подверженность» («предрасположенность») и «порог». Предрасположенность проявляется в том, что в случае наследствен- ных заболеваний риск заболеть у родственников выше, чем у нерод- ственников, причем сам по себе этот риск представляет континуум возрастающей восприимчивости к заболеванию (чем выше степень родства, тем выше риск). Порог проявляется в том, что на условной шкале подверженности за этим порогом оказываются носители дан- ного признака, т.е. больные. «Подверженность» («предрасположенность») и «порог» — гипо- тетические понятия. Используя их и основанные на них модели, мож- но, тем не менее, получить много полезной статистической инфор- мации о том, как осуществляется передача того или иного признака по наследству. Например, если корреляция по признаку шизофрении для кровных родственников первой степени родства равняется 0,45, то, основываясь на оценках частоты встречаемости шизофрении в по- пуляции (1%), можно подсчитать, что риск заболевания для таких родственников составляет 9%. Альтернативная гипотеза наследования сложных поведенческих признаков утверждает, что порогов, разделяющих различные состоя- ния организма (например, состояния «больной» и «здоровый»), не существует. Согласно этой гипотезе, симптоматика заболевания плав- но возрастает, создавая непрерывный континуум между нормальным и патологическим. В последнее время широкую поддержку получает гипотеза о том, что, например, алкоголизм и депрессия являются именно такими признаками без четких границ между нормой и пато- логией. Когда же речь идет о нормальных психологических признаках (бал- лах IQ, скорости двигательных реакций, особенностях памяти, вни- мания и т.д.), деление на альтернативные группы (например, «быст- рых» и «медленных») возможно лишь условно, в пределах исследо- ванной выборки («медленный» в данной выборке может оказаться «быстрым» в другой). Поэтому для психогенетики модели количествен- ной генетики оказываются наиболее адекватными. Сходство родственников по анализируемым признакам позволяет утверждать, что генетические факторы влияют на количественные признаки, примером которых может служить как патология (напри- мер, шизофрения), так и норма (например, когнитивные способнос-
90 ти). Однако неоспоримым доказательством генетической этиологии анализируемых признаков сходство родственников считаться не мо- жет. Дело в том, что большинство пар родственников живут под од- ной крышей и проводят вместе много времени. Это сходство семей- ной среды также может играть существенную роль в формировании сходства родственников по фенотипическим признакам. Для того что- бы разделить вклады среды и генов, исследователи применяют специ- альные статистические модели или изучают несколько типов родствен- ников одновременно (см. гл. VI-VIII). * * * Многие генетически контролируемые заболевания и поведенчес- кие признаки развиваются в результате действия генетических меха- низмов, не подчиняющихся законам Менделя. Среди таких механиз- мов обычно называют хромосомные аберрации, сцепленное с полом наследование, импринтинг, появление новых мутаций, экспансии повторяющихся нуклеотидных последовательностей, наследование сложных континуально распределенных поведенческих признаков. На- копление новой информации, касающейся наследования немен- делирующих признаков, не опровергло законы Менделя. Выяснилось, что противоречия снимаются, когда все наследуемые признаки де- лятся на моногенные, в развитие которых вовлечен только один ген, и полигенные, в развитие которых вовлечено множество генов. Мен- делевские принципы сохраняют свою значимость при наследовании моногенных признаков, а также при наследовании каждого отдельно взятого гена, включенного в полигенную систему. Наследование континуально распределенных признаков не под- чиняется законам Менделя. Эти признаки, в категорию которых по- падает большинство сложных поведенческих характеристик человека, наследуются согласно мультифакторным моделям — моделям, учиты- вающим совместное влияние многих генов и многих факторов среды; при этом гены и среда взаимодействуют между собой. Одна из таких моделей строится вокруг понятия «подверженность» («предрасполо- женность»). Генетическая предрасположенность — не достаточное ус- ловие для развития признака, однако она определяет вероятность его появления. Это понятие чаще используется в медицинской генетике, но можно полагать, что концепция генетической предрасположенно- сти применима и к нормальным психологическим признакам, по- скольку они также являются признаками мультифакторными; сегод- ня это предположение — только гипотеза.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «НАСЛЕДОВАНИЕ СЛОЖНЫХ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ» з дисципліни «Психогенетика»
