Род человеческий

Он прирожденный дьявол, и напрасны

Мои труды и мягкость обращенья.

Вильям Шекспир

Иногда от европейцев можно услышать, что все китайцы похожи друг на друга. Без сомнения, лишь немногие принимают всерьез это весьма далекое от истины высказывание. Индивидуумы каждой группы людей отличаются друг от друга внешностью и поведением. Это объясняется двояко: факторами, полученными от родителей, так называемыми наследственными, и факторами, которые воздействуют на индивидуум извне, образуя окружающую его среду. Наука, изучающая явления наследственности и изменчивости, называется генетикой. Генетика человека и составляет тему этой и следующей глав.

Недостаточное содержание йода в пище ребенка нарушает его нормальный рост и развитие и является причиной карликового роста — одного из проявлений кретинизма; добавление йода в пищевую соль предупреждает заболевание. Но карликов время от времени можно встретить и там, где нет недостатка в йоде, и никакие добавки его в пищу или изменения любого другого фактора окружающей среды не предотвращают возникновения кретинизма. Здесь речь идет о наследственном кретинизме.

Наследственность, или «природа»

Если у высокого отца рослый сын, принято говорить, что сын унаследовал рост отца. Как обстоит дело в действительности, мы увидим ниже. Что же касается наследственного кретинизма, то здесь мы сталкиваемся с особым случаем: родители карликов обычно вполне нормального роста, и вопроса о наследовании кретинизма непосредственно от одного из родителей, казалось бы, возникнуть не может. Эту мысль можно проиллюстрировать на хорошо знакомых нам примерах из повседневной жизни. У темноглазых родителей нередко рождаются дети с голубыми глазами; родители склонны обычно объяснять это чем-нибудь вроде: «У ребенка дедушкины глаза».

Разумеется, никакой непосредственной передачи уже готовых признаков от одного поколения другому нет. Юридическое наследование следует четко отличать от биологической наследственности. Материал, передаваемый нам родителями и ответственный за биологическую наследственность, микроскопически мал: он находится в яйцеклетке матери и в сперматозоиде отца. Эти половые клетки сливаются, и оплодотворенное таким образом яйцо развивается в нового индивидуума со специфическим набором признаков матери или отца. Подробнее на этом вопросе мы остановимся в гл. 3.

Если судить по величине яйцеклетки и сперматозоида, то можно подумать, что на признаках ребенка сильнее сказывается влияние материнского организма, нежели отцовского. На самом деле это не так — передача наследственных признаков со стороны матери и отца в целом равноценна. Кое-какие исключения, конечно, имеются, но лишь очень немногие из них обусловлены тем, что яйцеклетка в 85 000 раз больше сперматозоида (рис. 1).

Рис. 1. Сравнительная величина яйцеклетки и сперматозоида человека.

Хромосомы и наследственность

Одинаковая роль яйца и сперматозоида в передаче наследственных признаков объясняется тем, что оба имеют полный набор структур, называемых хромосомами, а именно хромосомы и несут наследственные факторы, или гены.

Чтобы оценить роль хромосом в наследственности, познакомимся с микроскопической структурой тканей организма. Если рассматривать под микроскопом маленькие частички либо тонкие срезы животной или растительной ткани, можно увидеть, что они состоят из исключительно малых образований — клеток. Ткань растет за счет увеличения размеров клеток и последующего деления каждой из них на две. Клетки сильно варьируют по форме и функциям, но почти все они имеют ядро. Обычно это круглое образование без каких-либо заметных внутренних структур, но во время деления клетки большая часть материала ядра уплотняется, формируя образования, похожие на маленькие палочки или нити. Это и есть хромосомы. Число хромосом не изменяется, оно постоянно, но у разных видов оно различно. В клетках человека 46 хромосом, они образуют 23 пары (рис. 2). Вскоре после появления хромосом можно заметить, что каждая из них расщеплена вдоль; позднее эти половинки расходятся и образуется два полных набора по 46 хромосом. Затем клетка делится на две, и каждая из вновь образованных клеток получает один хромосомный набор. Сколько бы делений клеток ни происходило, ядро любой клетки состоит из полного набора хромосом — 23 пар (рис. 3).

Рис. 2. Хромосомы человека.

Хромосомный набор женщины, как он виден в делящейся клетке (вверху). Тот же хромосомный набор, но в определенном порядке (внизу). Последняя пара — половые хромосомы. Для сравнения под двумя Х-хромосомами женщины помещены X- и Y-хромосомы мужчины.

Рис. 3. Схема деления клеточного ядра — митоза (на примере ядра с одной парой хромосом).

1–4 — последовательные стадии деления клеточного ядра.

Важным исключением из правила являются половые клетки: женская — яйцеклетка и мужская — сперматозоид. При образовании половых клеток в яичниках и семенниках каждое яйцо или сперматозоид получает только 23 хромосомы, по одной из каждой пары (рис. 4). При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом два половинных набора соединяются, и таким образом в оплодотворенном яйце восстанавливается нормальное число хромосом — 46.

Рис. 4. Образование половых клеток (гамет) в процессе мейоза.