Хелло, Долли
Когда в 1996 году была клонирована овечка Долли, казалось, что клонирование человека – это лишь вопрос времени. Об этической стороне этого вопроса можно еще поспорить, но если джинна выпустить из бутылки, обратно его будет уже не загнать. Несколько организаций даже заявили, что им удалось создать клон человека, хотя никаких доказательств этого представлено не было. Похоже, что таких экспериментов вовсе не проводилось, так как уроки, извлеченные из клонирования Долли, ясно продемонстрировали, насколько это нелегкое дело.
При естественном размножении человека (как, впрочем, и любого другого животного) половина генетического материала наследуется от одного родителя, а вторая половина – от другого. Для изготовления клона необходимо, чтобы в яйцеклетке оказался полный набор ДНК только от одной особи. В случае с Долли эта ДНК была получена из клетки грудной железы длинношерстной овцы (ходили слухи, что кличку Долли первый клон овцы получил в честь певицы Долли Партон, которая славилась как раз выдающимися грудными железами). Затем эту ДНК ввели в неоплодотворенную яйцеклетку другой овцы, предварительно удалив ее собственную ДНК.
С помощью слабого электрического разряда был запущен процесс деления яйцеклетки. Затем она была пересажена в организм матери, где продолжала расти и развиваться естественным путем вплоть до рождения Долли – вполне сформировавшейся и внешне здоровой овечки. (Заметьте, кстати, что клон должен пройти весь путь от младенчества до зрелости, как и любой другой ребенок. Получить сразу взрослого клона невозможно.)
Описанный процесс выглядит не слишком сложным, поэтому казалось, что до клонирования человека рукой подать, но на самом деле все было не так уж просто. Во-первых, создателям Долли нужны были клетки, находившиеся в строго определенном состоянии, то есть в самом начале процесса деления. Для эксперимента деление было искусственно остановлено путем лишения клетки питательных веществ. Только таким способом можно было добиться того, чтобы клетка после внедрения в нее ДНК продолжила деление. Но даже при соблюдении этого условия большинство попыток закончились неудачей.
Из 276 клеток, отобранных в начале эксперимента, активизировать удалось лишь 29, и только одна из них – Долли – выжила. Но и в дальнейшем все пошло не так гладко, как предполагалось. Долли умерла в молодом возрасте, достигнув лишь половины обычного возраста овцы. Руководитель научного коллектива Иэн Уилмут высказал мнение, что причиной смерти стала обычная инфекция, но можно предположить, что Долли, будучи еще молодой, умерла от старости.
Такое вполне возможно, если возникает проблема с теломерами – маленькими расширениями на концах хромосом, где размещается ДНК. В ходе деления клетки каждый раз происходит разделение молекулы ДНК. Теломера при этом укорачивается на один фрагмент, который является механизмом предотвращения бесконтрольного роста клетки (у раковых клеток теломеры отключаются, поэтому они растут неограниченно). Теломеры Долли при рождении были идентичны теломерам шестилетней овцы, поэтому вполне возможно, что именно из-за этого ее жизнь оказалась столь короткой. Такое может произойти, если материал для клонирования берется от взрослой особи, у которой значительное количество теломер уже утрачено.
Мирно дожить до старости
Процесс старения всегда представлял собой загадку. В настоящее время мы можем объяснить некоторые механизмы, вызывающие старение. Многие из них связаны с нашим биологическим прошлым, в котором особь, вырастившая потомство, переставала быть полезной и утрачивала смысл дальнейшего существования. Правда, все, кто сомневается в достижениях современной науки и техники, могут убедиться в том, что продолжительность жизни человека неуклонно растет. В средневековой Британии средняя продолжительность жизни составляла примерно 30 лет, затем в Великобритании и США она постепенно возросла до 50 лет, а к концу XX века составляла уже около 80 лет.
Однако эти цифры, взятые сами по себе, могут ввести в заблуждение. Известно, что продолжительность жизни мужчин и женщин имеет отличия. Во время написания этой книги у женщин она была на пять лет больше, чем у мужчин. Кроме того, не следует думать, что в Средние века большинство людей умирали в тридцатилетнем возрасте. Значительный прирост средней продолжительности жизни за последнее время объясняется в основном сокращением детской смертности. Именно она значительно снижала средние показатели в прошлом. По достижении совершеннолетия у человека были все основания надеяться на то, что продолжительность его жизни значительно превысит среднюю. Если в 1500 году человек доживал, скажем, до 21 года, то вполне мог рассчитывать на то, что умрет в 70 лет. Но при уровне медицины тех времен две трети детей умирали, не достигнув четырехлетнего возраста. Как ни печально, но вплоть до XX века большинство смертей приходилось как раз на детей.
Клоны особенно подвержены детской смертности. В ходе клонирования их гены повреждаются. В настоящее время эта процедура напоминает попытку починить часы при помощи молотка и зубила. Может, вам это и удастся, но в большинстве случаев дело закончится поломкой часов. У искусственных клонов часто возникают генетические проблемы, многие эмбрионы не выживают, а те, которым посчастливилось родиться, имеют серьезные дефекты. При этом риск у низших обезьян больше, чем у других млекопитающих, а у человекообразных – еще выше. Вполне возможно, что мы никогда не сможем клонировать человека, так как побочным продуктом этого процесса могут стать искалеченные дети. Риск слишком велик, и ни один серьезный ученый в настоящее время не будет даже предпринимать таких попыток.
Разумеется, это не значит, что невозможно клонировать отдельные человеческие клетки. Это может оказаться очень полезным в плане здоровья. Например, одна из самых больших проблем в трансплантации органов заключается в том, что человеческая иммунная система отторгает любые чужеродные клетки и ткани, даже если они предназначены для спасения жизни. Если появится возможность клонировать органы человека из его же собственных клеток, отторжения удастся избежать.
В этой главе мы вкратце затронули тему физической привлекательности, ее причин и лежащих в ее основе генетических механизмов. Из сказанного можно было бы сделать вывод о том, что главной движущей силой этого процесса является только тело и его глубинные инстинкты. Но это ошибка. Как и во многих других областях нашей жизни, основной импульс исходит из самой сложной части нашего организма – головного мозга.
8. Венец творения
Путешествуя по своему телу и рассматривая попутно связанные с ним чудеса науки, мы пока не обнаружили в самом человеке ничего уникального по сравнению с другими животными. Наши глаза, к примеру, могут неплохо видеть, но в них нет ничего особенного. Любые способности, которыми обладают другие части нашего тела, могут быть превзойдены другими живыми существами. Но у вас есть нечто, с чем не может сравниться ни одно другое животное. Это ваш мозг.
Что происходит у вас в голове
Этот неаппетитно выглядящий кусок плоти в черепе, весящий около 1,5 кг, невероятно сложен. В нем содержится примерно 100 миллиардов специализированных клеток (нейронов), многие из которых связаны друг с другом, и общее число таких связей в каждый данный момент времени составляет порядка 1000 триллионов. С учетом того, что вес мозга составляет всего 1–2 процента от веса тела, его энергетические потребности просто огромны. Из 100 Вт энергии, производимой всем организмом (это эквивалентно обычной лампочке накаливания), мозг потребляет около 20 процентов.
Внешне мозг представляет собой некое однородное вещество, напоминающее громадный розовый грецкий орех. На самом же деле мозг состоит из правого и левого полушарий, которые соединяются в задней части пучком нервов – мозолистым телом. Полушария имеют разные функции. Левое управляет правой стороной вашего тела, а правое – левой.
Принято считать, что левое полушарие включается в работу, когда предстоит какая-то организованная, структурированная деятельность. В область его компетенции входят числа, слова и логика. Оно предпочитает аналитический подход, решая проблемы линейно и последовательно, шаг за шагом. Правому полушарию в этой концепции отводится эмоциональная сфера. Оно обеспечивает общую картину, целостный взгляд на мир. В его область деятельности входят искусство, цвет и музыка. Если вам предстоит работа, связанная с пространственным мышлением или эстетикой, то самое время обратиться к правому полушарию.
Но это, мягко говоря, упрощенный подход. На самом же деле все гораздо сложнее. Хотя на практике одно из полушарий обычно доминирует, оба они могут одновременно участвовать во всех типах мыслительных процессов. Правда, нельзя отрицать, что существуют четко различимые модели действия мозга, соответствующие различным типам мышления, за которые отвечает то или иное полушарие. Именно поэтому так трудно порой бывает родить свежую идею в традиционной деловой обстановке на работе.
Представьте себе, что люди сидят на совещании, которое проходит строго по плану. Там царит дух логики и аналитики. Уже в скором времени правое полушарие мозга сбавляет обороты, и у участников совещания остаются весьма ограниченные ресурсы для творчества, так как новые идеи и свежие подходы требуют одновременной работы обоих полушарий. Появлению новых идей способствуют прогулки, рассматривание картин, прослушивание музыки, пространственное мышление. Это позволяет включить в работу правое полушарие.
Эксперимент: почувствуйте свой мозг
Существует простой способ понаблюдать за тем, как работают обе половины вашего мозга. Так называемый эффект Струпа поможет вам провести эксперимент над правым полушарием мозга (не прибегая к хирургической операции) и почувствовать, как происходит переключение между двумя полушариями. Зайдите на сайт www.universeinsideyou.com , выберите раздел Experiments и в нем тему Feeling your brain , а затем следуйте инструкциям.
В этом опыте используются слова и цвета, то есть сферы, за которые отвечают разные половины мозга. Вы можете как угодно настраивать себя на восприятие цветов, но, как только ваш мозг видит слова, в игру активно вступает левое полушарие, а правое отходит на второй план и фактически выключается. Затем внезапно задание меняется, и вам необходимо вновь задействовать правое полушарие. В этот момент вы можете явственно ощутить, как переключаются "шестеренки" мозга, когда он меняет режим работы.
Мозг создан не для математики
Рассматривая темы зрения и слуха, мы уже убедились в том, что мозг довольно легко обмануть. Он прекрасно справляется с многими видами деятельности, но зачастую, когда мы включаем в свой репертуар задачи, появившиеся в нашей жизни уже после того, как мозг сформировался в процессе эволюции, у него возникают трудности.
В число таких задач, к которым мозг не подготовлен всем предыдущим эволюционным развитием, входит работа с числами. Ваш домашний компьютер безнадежно проигрывает вам при решении множества задач, с которыми вы справляетесь играючи. Но попросите его извлечь квадратный корень из 5 181 408 324, и он даст ответ прежде, чем вы успеете почесать затылок (разумеется, это 71 982). Люди для этого не приспособлены. Математика не относится к числу их природных умений.
Это становится очевидным, когда дело касается теории вероятности и математической статистики. С определением вероятности наступления того или иного события нам приходится иметь дело каждый день, а статистические данные постоянно обрушиваются на нас из новостей и выступлений политиков, но наш мозг, привыкший использовать в мышлении образы и модели, испытывает огромные трудности, пытаясь совладать со всеми этими числами и подсчетами шансов.
Я хочу привести три примера, когда мозг буквально приходит в замешательство и отказывается верить сухим цифрам и фактам.
Откройте дверь
В 60‑е годы на американском телевидении пользовалось популярностью игровое шоу "Давайте поспорим", которое вел Монти Холл. Его формат был построен на задачах из области теории вероятности, которые ярко демонстрировали, насколько тяжело людям с ними справляться.
Представьте себе, что вы участвуете в финальной игре "Давайте поспорим". Ведущий подводит вас к трем дверям. За двумя из них стоят козы (только не спрашивайте меня, почему именно они), а за третьей – автомобиль. Вы хотите выиграть автомобиль, но не знаете, за какой дверью он находится. Ведущий просит вас выбрать одну дверь, но пока не открывать ее. У вас есть один шанс из трех, что вы выбрали автомобиль, и два шанса из трех, что козу.
После этого ведущий открывает одну из двух других дверей и показывает вам, что там коза. А теперь он предоставляет вам право выбора. Вы можете остаться при своем прежнем решении или открыть другую оставшуюся дверь. Как вы поступите? Меняются ли при этом ваши шансы на выигрыш? Что в данном случае лучше: сохранить верность первоначальному решению или поменять его?
Мы понимаем, что после того, как открыта одна из дверей, и мы убедились, что за ней стоит коза, у нас остаются всего две двери. За одной из них находится автомобиль, а за другой – коза. Представляется совершенно очевидным, что шансы составляют 50:50, какую бы дверь вы ни выбрали. И это ошибка. На самом деле шансы возрастают вдвое, если вы откажетесь от первоначального решения и выберете другую дверь.
Если этот вывод кажется вам абсурдным, то вы отнюдь не одиноки. В свое время писательница Мэрилин вос Савант вела в журнале "Parade" рубрику, где отвечала на вопросы читателей. В 1990 году ей был задан этот вопрос, и она дала приведенный выше ответ: лучше поменять решение. После этого читатели засыпали ее тысячами откликов, в которых убеждали ее в том, что она не права и что шансы равны. Некоторые письма подобного рода приходили даже от математиков и других ученых.
Если вы построите компьютерную модель этого задания и попробуете проделать опыт сами, то убедитесь, что действительно лучше поменять решение. Но ведь это полностью противоречит логике! Однако, решая эту задачу, необходимо учитывать один очень важный момент: ведущий открывает дверь не случайно. Он точно знает, что за ней стоит коза. А теперь вернитесь к тому моменту, когда вы принимали первое решение. Ваш шанс выиграть автомобиль составляет 1:3. Другими словами, вероятность того, что автомобиль стоит за одной из двух других дверей, равна 2:3. После того как ведущий открывает одну из дверей, эта вероятность 2:3 по-прежнему сохраняется, только теперь она распространяется всего на одну оставшуюся дверь. Если же вы захотите открыть первоначально выбранную дверь, то ваш шанс, как и прежде, будет 1:3. Поэтому лучше выбрать третью дверь.
Задача с двумя мальчиками
Как ни странно, схожая ситуация, вызвавшая непонимание и даже возмущение читателей, возникла и с другим вопросом в рубрике вос Савант. Задача очень проста: "У меня двое детей, и один из них мальчик, родившийся во вторник. Какова вероятность, что у меня два мальчика?" Однако для того, чтобы решить эту задачу, давайте сначала сделаем шаг назад и упростим ее: "У меня двое детей, и один из них мальчик. Какова вероятность, что у меня два мальчика?"
Первым делом в голову приходит мысль: "Один из детей – мальчик. Следовательно, второй может быть либо мальчиком, либо девочкой. Таким образом, шансы составляют 50:50. Вероятность того, что в семье два мальчика, равна 50 процентам".
К сожалению, ответ неверен.
Чтобы это понять, надо составить простую схему. В левую часть мы поместим старшего ребенка. Это может быть либо мальчик, либо девочка. Вероятность 50:50. В правой части у нас окажется младший ребенок. Для каждой из указанных выше возможностей это опять-таки будет мальчик или девочка. Вероятность каждой из четырех возможных комбинаций составляет 25 процентов.
Все комбинации, за исключением "девочка – девочка", соответствуют условию задачи: "У меня двое детей, и один из них мальчик". Итак, у нас осталось три одинаково вероятные возможности, в каждой из которых один ребенок – мальчик. Вероятность того, что оба ребенка мальчики – это всего лишь один вариант из трех, то есть шансы составляют 1:3.
Потенциальные комбинации детей
Если вас это удивляет, то вспомните условие задачи: "Один из них мальчик". Здесь ничего не говорится о том, старший он или младший. Вот если бы мы сказали что "старший из них мальчик", тогда здравый смысл совпал бы с теорией вероятности. Если старший ребенок мальчик, то остаются только два варианта с равной вероятностью: второй ребенок может быть либо мальчиком, либо девочкой, следовательно, вероятность равна 50:50.
Теперь вы уже готовы решить полную версию задачи: "У меня двое детей, и один из них мальчик, родившийся во вторник. Какова вероятность, что у меня два мальчика?" Внутренний голос подсказывает вам: "Дополнительная информация о дне недели не имеет никакого значения. Решение остается прежним: шансы на то, что в семье два мальчика, составляют один к трем". Однако, как ни удивительно, вероятность в данном случае составляет 13:27, то есть довольно близка к 50:50.
Для пояснений надо было бы нарисовать еще одну схему, но мне не хочется себя утруждать, поэтому вам придется ее представить. В левую часть схемы поместим 14 детей: первый мальчик, родившийся в воскресенье, первый мальчик, родившийся в понедельник, первый мальчик, родившийся во вторник… первая девочка, родившаяся в воскресенье и такдалее вплоть до первой девочки, родившейся в субботу.
У каждого из этих детей будет по 14 вариантов младших братьев или сестер: второй мальчик, родившийся в воскресенье, и т. д.
Итак, у нас есть 196 комбинаций, но, к счастью, большую часть из них мы можем сразу вычеркнуть. Нас интересуют только комбинации, в которых присутствует мальчик, родившийся во вторник. Таким образом, у нас остается пункт в левой части "первый мальчик, родившийся во вторник", с четырнадцатью возможными вариантами, а также еще 13 вариантов, в которых присутствует второй мальчик, родившийся во вторник. Итого 27 комбинаций. В скольких из них присутствуют два мальчика? В половине из первых четырнадцати вариантов и в шести из оставшихся тринадцати. Итого 13 (7 + 6). Тринадцать комбинаций дают нам двух мальчиков. Таким образом, вероятность того, что в семье два мальчика, составляет 13 к 27.
Здравый смысл протестует. Выходит, что, назвав день недели, в который родился один из мальчиков, мы увеличиваем вероятность рождения второго мальчика. Но ведь с тем же успехом мы могли бы назвать любой день недели. Почему так получается? Потому что, введя в качестве дополнительной информации день рождения, мы сразу отсекаем массу возможностей. Добавление любой информации фактически равносильно тому, что мы приходим к ситуации, в которой мальчиком является старший ребенок.