scinquisition

В июле 2007 года было опубликовано «Письмо десяти академиков», подписанное в том числе лауреатами Нобелевской Премии Виталием Гинзбургом и Жоресом Алфёровым. Учёные выступали против усиливающейся клерикализации во всех сферах общества и предупреждали о возможных негативных последствиях подмены научной картины мира религиозной.

«Верить или не верить в Бога — дело совести и убеждений отдельного человека — писали академики. — Мы уважаем чувства верующих и не ставим своей целью борьбу с религией. Но мы не можем оставаться равнодушными, когда предпринимаются попытки подвергнуть сомнению научное Знание, вытравить из образования „материалистическое видение мира“, подменить знания, накопленные наукой, верой. Не следует забывать, что провозглашённый государством курс на инновационное развитие может быть осуществлён лишь в том случае, если школы и вузы вооружат молодых людей знаниями, добытыми современной наукой. Никакой альтернативы этим знаниям не существует».

Кстати, именно Виталий Гинзбург основал Комиссию по борьбе с лженаукой, в которой я состою.

Авторов письма особенно волновали две проблемы:

1. Возможное внесение теологии в перечень научных дисциплин ВАК;

2. Внедрение во всех школах России обязательного предмета «Основы православной культуры».

В итоге «Основы православной культуры» (ОПК) в школы всё же ввели — правда, ученикам дали право выбора. Хочешь — ходи на ОПК, хочешь — на основы мусульманской культуры, хочешь — на светскую этику. Это как если бы в школы ввели «Основы астрологии», но желающим можно было бы посещать не этот предмет, а другой — например, «Основы астрофизики». В общем, в школы протащили то, чего там быть явно не должно. Во-первых, ОПК противоречит Конституции, отделяющей церковь от государства, во-вторых, школа должна давать ученикам объективные знания, а не набор мнений, предрассудков и ничем не подкреплённых идей. Дисклеймер: если бы вместо ОПК в школах преподавали нормальную науку — религиоведение — учёные бы не возмущались. Изучать религии — правильно, а вот пропагандировать их за счёт государства не стоит.

«Вера — отрицание наблюдений, чтобы сохранить свои убеждения»

Далее ситуация лишь усугублялась. В 2015 году Министерство образования и науки официально признало теологию наукой. Стало возможным защищать по теологии диссертации и получать дипломы, которые показывают: его обладатель — тоже своего рода учёный. В общем, теология «стала» такой же наукой, как физика, математика, биология, история или химия.

Степени по богословию существовали и раньше — просто у них отсутствовал государственный образец. А так любители религии могли спокойно собираться и выдавать другу другу дипломы, ордена, медали, всячески друг друга хвалить и дружески похлопывать по плечу. Ещё можно было получить высшее духовное образование — например, в семинарии. К слову, семинарии с 2010 года вошли в Болонский процесс — то есть из них стало можно выпускаться со степенью бакалавра или магистра. И тут вопросов не возникает: бакалавриат или магистратуру оканчивают не только по научным дисциплинам. Можно стать бакалавром по кулинарному искусству. Или магистром по режиссуре. И театр, и кинематограф, и кулинария — это очень важные сферы, однако они не являются науками в строгом смысле слова, это не «деятельность, направленная на выработку и систематизацию объективных знаний о действительности». Как и теология.

Благодаря науке мы пользуемся интернетом, спасаем жизни антибиотиками и летаем в космос. И у науки есть определённый авторитет: общественность знает, что учёные нередко делают полезные и важные вещи. И вот в науку приходит структура, которая науке абсолютно противоположна эпистемологически, с позиции базовых подходов к познанию мира. Как сказал замечательный австралийский певец Тим Минчин, «Наука основана на том, что можно наблюдать. Вера — отрицание наблюдений, чтобы сохранить свои убеждения». Теология среди нормальных наук — это как гомеопатия среди лекарств с доказанной эффективностью. Зато теперь теологи могут претендовать на и без того скромный бюджет, который выделяется на научные исследования. В итоге из федерального бюджета выдаются ещё и гранты на «исследования» в области теологии. Значит, настоящие науки будут развиваться медленнее.

Теология — учение о Боге

Согласно философской энциклопедии, богословие — «это спекулятивное учение о Боге, основывающееся на Откровении, то есть божественном Слове, запечатлённом в сакральных текстах теистических религий (в иудаизме — Торой, в христианстве — Библией, в исламе — Кораном). Термин „теология“ появился в античной Греции и первоначально обозначал мифы о богах, эпические сказания, пророчества, трагедии. Исторически теология формировалась как способ рационального осмысления и защиты понимания „слова Божьего“, присущего данному вероисповеданию, в борьбе с „ложными“ религиями (прежде всего язычеством) или внутренними ересями, сектами, толками».

Вот как описывает работу теологии первый «сертифицированный» в нашей стране теолог Павел Ходзинский:

«Научно-теологический метод определяется специфическим уникальным предметом и источником теологического знания и подразумеваемым ими же личностным опытом веры и жизни теолога и свойственным всем гуманитарным наукам набором рациональных операций».

Итак, согласно Ходзинскому, Библия — это особая книга, которая является источником великих знаний. Это вам не «Гарри Поттер» какой-нибудь! А ещё, считает богослов, личностный опыт веры — это очень даже достойный метод познания. Сюрприз: всё это никак не тянет на научный подход. Как можно опровергнуть чей-то личностый опыт веры? Если я верю, что меня по ночам похищали инопланетяне, вы ничего с моей верой не сделаете. Я буду стоять на своём до конца!

А теперь давайте посмотрим, как профессор кафедры религиоведения РАНХиГС Фридрих Овсиенко описывает разницу между религиоведением и теологией:

«Теология — учение о Боге, о его атрибутах, и о мире, сотворенном Господом Богом, а религиоведение — это знание о религии. Задача теологии — утвердить человека в вере, задача религиоведения — дать знания о религии».

Возникает вопрос: как при таком раскладе теология вообще может считаться наукой? Может, мы ещё наукой криптозоологию сделаем? Её адепты тоже изучают явления, которые не доказаны. Криптозоологи ищут следы мифического Йети или Лох-Несского чудовища. Но чем принципиально такие поиски отличаются от поисков бога? И там, и там всё строится на «личностном опыте веры», малонадёжных свидетельствах очевидцев и утверждениях, которые невозможно подтвердить или опровергнуть.

Вера — это когнитивная ошибка

Теологию признали наукой после того как патриарх Кирилл выступил в Государственной Думе. Там он сказал: «Теология является систематическим выражением религиозной веры». Внимание, вопрос: является ли систематическое выражение религиозной веры наукой? Конечно, нет! Если вы считаете иначе, то скажите, а выражение веры в Летающего Макаронного монстра — тоже наука?.

А вот ещё одна тематическая цитата от Ходзинского:

«Теология — это „саморефлексия церкви“. <...> Что касается богословия — оно исходит из безусловного факта существования Божественного Откровения, заключённого в Священном Писании. Богословие включает в себя общее учение Церкви, сформулированное Церковью на основе Писания».

Я привожу все эти цитаты, чтобы показать: я не перевираю теологов. Я не конструирую «соломенное чучело», противника, чтобы его потом разгромить. Они действительно в это верят.

С точки зрения научной методологии, одна из важнейших проблем теологов — отсутствие механизма исправления ошибок в их картине мира. Предположим, наука каким-то образом выяснит, что некоторое убеждение теологов — ложное. Допустим, что не было никаких Адама и Евы, а, следовательно, и грехопадения (если что, мы знаем, что популяция людей никогда не составляла две особи, а так называемые «митохондриальная Ева» и Y-хромосомный Адам, о которых любят рассуждать сторонники Библии, жили в разное время, параллельно с кучей других людей, которые тоже внесли вклад в наши гены). Ну вот установили мы несоответствие — и что? Теологи побегут переписывать Библию? Конечно же, нет. Потому что религия отрицает любые выводы и убеждения, которые противоречат её догмам. В этом она и отличается от науки.

Безусловно, человек имеет право на любые убеждения. Только не надо называть это дело наукой. Вот как религиовед Дмитрий Браткин объясняет отличие теологии от религиоведения:

«Ближайшая параллель к „теологии“ — это как если бы фольклорист пропитался ценностями записываемой мифологии и начал доказывать, что мир возник из плаценты, которая вышла последом, когда Первоженщина родила Солнце от Койота. Что, мол, ничто не доказывает обратного; что, в принципе, эту Первоплаценту можно сопоставить с Большим Взрывом; что все остальные заражены естественнонаучным высокомерием; что Фейрабенд доказал (доказал, Карл!), что наука ничуть не лучше мифологии.

Но полнее всего аналогия с богословием/теологией будет, если этот фольклорист примет сторону одного информатора против другого. Мол, пророк Сидящая Черепаха правильно говорил, что сперва Койот победил Ворона, и лишь потом соединился с Первоженщиной, а еретик Лежащий Вепрь ложно утверждал, что сперва соединился, и лишь потом победил».

А вот что такое вера? Вера — это принятие чего-то с убеждённостью, превышающей имеющиеся формально-логические или эмпирические доказательства. Получается, вера — это неизбежно когнитивная ошибка. Потому что в науке есть вещи, в которых мы уверены — например, мы точно знаем формулу молекулы воды. Но при этом есть вещи, в которых мы сомневаемся. Так, учёные точно не знают, как на Земле возникла жизнь. Или по какой именно причине вымерли неандертальцы. Путь минимальных ошибок — это когда наша степень уверенности в чём-то соответствует надёжности имеющихся доказательств.

Возражения теологов

К сожалению, теологи продолжают настаивать, что они занимаются именно наукой и нуждаются в государственном финансировании. И сейчас мы разберём основные аргументы, которые приводят эти деятели.

Итак, аргумент теологов номер один — «Это просто гуманитарная наука!» Защитники теологии могут сказать, что есть физики, а есть лирики. Теологи — лирики, само собой. И «физикам» их просто не понять. Этот аргумент оскорбляет представителей других гуманитарных наук. Так, есть историки, которые знают о существовании Петра I не благодаря священному откровению или опыту веры, а благодаря историческим источникам. Конечно, не все источники одинаково надёжны — но историки знают, как проверить ту или иную информацию и понять, что же было на самом деле. И, конечно, историки умеют сомневаться и ставить источники, включая свидетельские показания, под сомнение.

Да, в гуманитарных науках есть свои особенности. Но там нет убеждённости в существовании сверхъестественных сил. Нет попытки объяснить их существованием, как надо себя вести и сколько раз в день молиться. Есть возможность опровержения той или иной гипотезы и, конечно, нет слепой веры.

А ещё не стоит говорить, что «физики» не могут критиковать «лириков». И в гуманитарных, и в естественных науках существуют разные мракобесные теории. Так, один доктор биологических наук из моего родного МГУ (кстати, сторонник гомеопатии) разработал лекарство, которое нужно записывать на компакт-диски. Не нужно быть великим биологом, чтобы понять, что это ерунда, не выдерживающая критики. И на этот бред могут обращать внимание как физики, так и специалисты по Средневековью. Мы не требуем от историка, филолога или лингвиста, чтобы они получали диплом по астрономии (и тем более астрологии), прежде чем критиковать астрологию — или диплома по биологии (и тем более криптозоологии), чтобы усомниться в существовании снежного человека. И мы, представители естественных наук, можем запросто сказать, что личностный опыт веры не имеет ничего общего с научным подходом.

Резюмирую: теология — это не гуманитарная наука. Это и не наука вовсе. Наука работает с утверждениями, которые потенциально можно опровергнуть. Теология не подразумевает, что можно хотя бы усомниться в правдивости откровения.

Второй аргумент теологов звучит так: «никто же не доказал, что бога нет.» Я не просто так ранее упомянул криптозоологию. Мне кажется, что нет параллели лучше: криптозоология — это «теология естественников».

Эта «наука» занимается изучением мифических животных, существование которых не имеет научного подтверждения. Биологи криптозоологию за науку не воспринимают, хотя можно было бы сказать, что никто не доказал, что где-то в Гималаях не скрывается хорошо замаскированный представитель неизвестного вида гоминид. То же самое можно сказать про всё, что угодно: «Ой, никто не доказал, что покемонов не существует! Комиксы и мультфильмы про них — это наше откровение. Давайте по нему изучать покемонов: как они эволюционировали и как Пикачу создаёт электричество. Давайте выделим на это государственное финансирование и приравняем покемоноведов к физикам». Ну и для кучи нужно добиться законов, по которым можно посадить за оскорбление чувств верующих в покемонов, а то, о ужас, не дай Черезард, кто-то будет новую науку критиковать.

В общем, «Никто не доказал, что бога нет» — не аргумент. Ибо наука работает с реальными вещами — народными песнями, экзопланетами, водородом. Религия тоже может быть предметом изучения, ведь, в отличии от Бога, религии однозначно существуют. А вообще, мой личностный опыт веры говорит, что теология — это псевдонаука, а это уже научное обоснование, согласно теологическому методу исследований.

Третий аргумент апологетов теологии звучит так: «Теология — очень уважаемая наука за рубежом». На западе же есть древние институты, в которых теологи до сих пор защищают диссертации! Но вообще апелляция к традиции — штука сомнительная и аргументом служить не может. И почему надо смотреть на запад? Давайте посмотрим на восток: вот в Индии на полном серьёзе изучают астрологию, есть соответствующие университеты. Давайте тогда и астрологов «сертифицировать» будем! Да и почему у Запада мы хотим брать всё самое странное? И как наши традиционалисты отнесутся к тому, чтобы у Запада по такому же принципу позаимствовать кафедры гендерных исследований, а ещё лучше — теологические исследования гендера? А главное, какое это всё имеет отношение к научным аргументам?

Можно подумать, что не бывает такого, чтобы откровенная псевдонаука признавалась в какой-нибудь развитой стране. В некоторых западных странах в систему медицинского страхования входит гомеопатия. Это уж точно псевдонаука уровня вечного двигателя от медицины, ведь в гомеопатии нет ни одной молекулы действующего вещества (посмотрите мой ролик про гомеопатию, где я подробно это разбираю). Увы, человечество иногда ошибается. И, хотя это может прозвучать странно, люди в Европе и Америке тоже могут принимать ерунду за поиск истины. Если уж заимствовать что-то, то, может, какие-то наработки в области биотехнологий, нейроинтерфейсов и исследований старения?

И вот ещё: факультеты теологии в университетах западных стран — это дань традиции. Количество и популярность этих факультетов снижаются. Клерикализация снижается. А в России движение идёт в противоположную сторону: вместо поступательного прогресса, когда мы отходим от мистической картины мира, мы делаем шаг назад. И пугает не столько текущая ситуация, сколько направление движения.

Тут мы подходим к четвёртому аргументу теологов: «Но есть же верующие учёные! Кто вы такие на их фоне?» На самом деле вера в Бога и признание теологии наукой — не одно и то же. И одного из другого не следует. Я действительно даже лично знаю классных и грамотных верующих учёных. Можно найти и воистину легендарных людей — например, Ньютон был верующим. Правда, он ещё был еретиком, а за его взгляды на троицу его могли бы и сжечь, но не суть. Но наличие ученых, которые во что-то верили, увы, мало о чём говорит. В науке аргумент к личному мнению не работает.

Вот, например, Кэрри Муллис — американский биохимик, создатель метода ПЦР (о котором, наверное, теперь слышал каждый). Этот лауреат Нобелевской премии по химии 1993 года вообще был сторонником астрологии и других странных идей! Получается, даже среди учёных есть любители погадать по звёздам. Значит, астрология — это наука?

Научный подход теологов

Очень показательно о теологии как о науке говорит аргументация представителей этой дисциплины.

Есть такой известный современный теолог Илларион Алфеев. Алфеев является доктором богословия и лауреатом антипремии ВРАЛ — Врунической академии лженаук. Эту антипремию ему присудили с формулировкой за «неоценимый вклад во внедрение теологии в российскую систему образования» (полагаю, что он ключевой исполнитель по этому направлению). Алфеев обошёл даже Игоря Прокопенко с РЕН-ТВ — другого финалиста ВРАЛ. Жюри решило, что, хотя «Прокопенко убивает разум», «Алфеев убивает образование».

В общем, Алфеев заявил следующее: «Если мы рассматриваем Евангелие как свидетельство, то... [мы должны] подходить к евангельскому тексту с доверием. Если мы не доверяем свидетелям, лучше нам их не слушать». И приводит пример: следователь же верит свидетелям ДТП! Иначе бы не мог расследовать дело. Значит, к библейским свидетелям тоже нужно прислушаться, если мы хотим понять Библию.

Видимо, Алфеев не читал Карла Сагана. Иначе он бы знал тезис «экстраординарное утверждение требует экстраординарных доказательств». Если я скажу, что я вчера на улице встретил женщину, у вас не будет причин мне не верить. Однако если я скажу, что встретил инопланетянина, вы, скорее всего, засомневаетесь. В общем, степень доверия свидетельским показаниям прямо пропорциональна тому, насколько эти заявления правдоподобны (вероятны).

Утверждения о том, что кто-то воскрес или был исцелён от неизлечимого заболевания, примерно столь же неправдоподобны, как заявление, что причиной аварии стала не ошибка водителя, а тиранозавр, который растоптал машину. Поэтому свидетельских показаний о библейских чудесах явно недостаточно. Вообще особенно парадоксально, что непроверяемые свидетельства небольшого количества людей из древности зачастую воспринимаются сторонникам религий как более надёжные, чем свидетельства куда большего числа людей, живых прямо сейчас. А ведь людей, которые говорят, что их похищали инопланетяне или что они видели чупакабру, куда больше, чем апостолов, но мы им почему-то не верим.

Теология пошла по неправильному пути ещё очень давно. Один из самых известных богословов — Фома Аквинский — предложил набор доказательств существования бога. Например, согласно Аквинскому, люди говорят о различной степени совершенства предмета только через сравнения с самым совершенным. Это значит, что существует самое красивое, самое благородное, самое лучшее — этим является Бог.

Есть такой принцип, что если с помощью некого аргумента вы можете обосновать любой бред — скорее всего, этот аргумент не очень хорош. С помощью логики, похожей на логику Фомы Аквинского, можно доказать что угодно. Например, что инопланетяне существуют и воруют носки. Одни носки всегда выше, чем другие — потому что кто-то хранит носки на полу, кто-то — в шкафу, да и носки встречаются в квартирах на разных этажах. Поэтому есть наивысший носок, который находится в космосе. Как он туда попал? Благодаря инопланетянам, которые его похитили.

Кроме того, из аргументов Аквинского никак не вытекает практически ничего, из чего состоит религия. Ни ритуалы и заповеди, ни антропоморфные представления о Боге — то, что у него есть мораль, желания, цели. Непонятно, понимает ли бог нашу цивилизацию. Волнует ли она его. То есть нет способа доказать, что одна религия правдоподобнее другой. Каждая из них одинаково вероятна — или невероятна. И это — еще одно доказательство, почему теология не может быть наукой. Если в биологии у нас может быть несколько альтернативных гипотез, которые мы можем сравнить и оценить, то в теологии мы не можем исследовать, что же именно сказал бог — «Плодитесь и размножайтесь» или «Устраивайте целибат!» Претендуете на научность? Соответствуйте!

Самое главное возражение против научности теологии — то, что теология нефальсифицируема. Любопытно, что атеизм потенциально опровергнуть можно! Более того, учёные проводили много экспериментов и исследований, которые могли бы опровергнуть позицию атеиста, во всяком случае мою, если бы дали результат противоположный тому, который получился.

Например, было такое исследование: его авторы проверяли, может ли молитва помочь в выздоровлении человеку, который перенёс операцию на сердце. Эксперимент показал, что молитва не работает. Но если бы эксперимент показал, что молитва какому-то богу работает, то атеисту пришлось бы свою точку зрения изменить.

Некоторые люди заявляют, что во время клинической смерти их душа выходила из тела (кстати, если человека ударить в височную долю мозга, ему тоже покажется что он вышел из тела — не проверяйте этот тезис на практике). В общем, группа исследователей провела такой эксперимент: на шкафчики в реанимационных палатах клали карточки или фигурки, которые должна была увидеть душа, парящая вверху в воздухе. На практике пока что никто не смог этого сделать. Но если бы это систематически получалось, то материалистическая картина мира могла бы пошатнуться.

В общем, можно поставить эксперимент, которые потенциаль пошатнут убеждения атеистов. А вот поставить эксперимент, строго опровергающий существование бога, нельзя. Почему? Потому что, ещё раз, теология не является наукой.

Есть такой мультик — «Скуби-Ду». Там в каждой серии происходят странные вещи, по городу ходят зомби или скелеты. И каждый раз выясняется, что маску призрака носил какой-нибудь чувак, который кошмарил народ с какой-нибудь корыстной целью. Так вот, на протяжении всей истории человечества все заявленные чудеса не выдерживали никакой проверки. Может, пора уже заметить некий тренд? Но нет, люди по-прежнему верят во что-то сверхъестественное.

Из-за внедрения теологии в школы и вузы религия играет в нашем обществе всё большую роль. В итоге это отражается и на нас — тех, кто не верит ни в какие хождения по воде и непорочные зачатия. Нам запрещают опыты со стволовыми клетками. Учёным мешают разрабатывать лекарства от старения. Пожалуйста, отстаньте от нас и занимайтесь своими делами. Не надо лезть в сферы, к которой вы не имеете никакого отношения. Например, в школьное образование. Мы же не ходим в церкви и не читаем там лекции об эволюции, если нас туда не пригласят сами служители. Хотя иногда очень хочется!

Неудивительно, что профессиональные религиоведы — то есть обычные нормальные учёные — иногда испытывают досаду и тоже нередко негативно высказываются о теологии. Вот что пишет профессор религиоведения из Университета Брендона в Канаде Курт Нолл:

«Изучение религии — это изучение людей, и боги интересуют нас лишь постольку, поскольку они проливают свет на людей, которые их концептуализируют. А теология также рассматривает себя как академическая дисциплина, но она не пытается расширить наше знание. Скорее теологи практикуют религию и защищают ее. Теология — это комплекс высказываний о боге, поэтому, хотя она и является одним из объектов исследования для религиоведа, она является учёной дисциплиной, порождаемой теологами. Нет ничего плохого в практике и защите религии, но это не является изучением религии. Теологи пытаются укрепить свою религию, увековечить её, расширить, защитить и объяснить её отношения с другими религиями. Религиовед выбирает какую-то религию в качестве образца, препарирует её, копается в её внутренностях, и это, образно говоря, „умерщвляет“ религию, или, по крайней мере „умерщвляет“ романтические и магические аспекты религии и фокусирует внимание на том, как религия в действительности функционирует». (перевод huma_vestnik)

Да, религию изучать нужно. Важно понимать, как и зачем люди верили и верят. Это очень интересно и полезно. Однако я против того, чтобы пропаганду выдавали за науку. Если раньше, в СССР, все бросились изучать атеизм (я не думаю, что и это нужно преподавать в школах и ВУЗах), то сейчас под видом науки изучают обратное — веру. При этом за ручку с религией идёт навязывание неких «традиционных» ценностей.

И напоследок напишу вот что: внедрение теологии в ряды нормальных наук размывает рациональный подход к восприятию реальности. В результате потихоньку могут разваливаться другие сферы нашей жизни. Возможно, если бы эта клерикализация в России не произошла, мы бы сейчас больше ценили другие идеалы и больше задумывались о ценности человеческой жизни.

А что по этому поводу думаете вы?

Многие люди считают, что человек — венец творения, а наша ДНК чиста и совершенна. Многие люди ошибаются. Сложно представить более кривой и несовершенный геном, чем геном человека. Мало того, что мы являемся носителями самых разных вредных мутаций, потенциально ведущих к тяжёлым наследственным заболеваниям, мало того, что генов у нас как у маленького круглого червяка с тремя сотнями нейронов вместо мозга, но, как показывает ряд исследований, 90% нашей ДНК — самый настоящий мусор.

Разумеется, такая точка зрения вызывает подгорание пятой точки и ожесточённые споры, причём недовольны и креационисты, и радикальные эволюционисты. Первым подавай безупречный замысел Божий, а вторым мудрость природы, исправляющей любые дефекты. Мусорная ДНК — одна из редких тем, где на личности переходят даже уважаемые учёные. Давайте разбираться, что именно в нашем наследственном материале нарекают мусором, правда ли он существует и насколько он бесполезен на самом деле.

Призраки на кладбище генома

Напомню, что в основе передачи наследственной информации лежит двухцепочечная молекула ДНК. Она представляет собой полимер из четырёх типов нуклеотидов: аденина (A), тимина (T), цитозина © и гуанина (G) — и уложена в хромосомы. Вспомним уроки биологии: у человека 23 пары хромосом — 22 пары неполовых и одна пара половых, расположенных в ядре, они и составляют основу нашего генома. Если бы мы взяли одну клетку человека, сшили все хромосомы вместе и вытянули в нить, то получили бы молекулу длиной в два метра, состоящую из шести миллиардов пар нуклеотидов. Три миллиарда нам досталось от папы и три миллиарда — от мамы.

Получается, что люди действительно ужасно сложны: наш геном состоит из 3 млрд пар нуклеотидов (то есть в генетическом «тексте» человека в 1000 раз больше символов, чем в «Войне и мире»). Но есть нюанс: у какой-то двоякодышащей рыбки по имени протоптер геном в 44 раза длиннее, чем у нас. Как так? Почему у какой-то рыбы, которая у многих европейцев и американцев живёт дома в аквариуме и крайне неприхотлива в еде, геном длиннее, чем у «венца творения»? Этот вопрос ужасно мучает и биологов и не только. Давайте разберемся, как устроен геном.

В нашем геноме есть — сюрприз — гены. Говоря простыми словами, ген — это узнаваемая последовательность букв-нуклеотидов. Это как очень-очень длинное предложение (обычно в гене тысячи и даже десятки тысяч букв). Представьте, что геном — это большая книга рецептов, а гены — отдельные рецепты блюд. У человека есть очень много — десятки тысяч — разных белков, и они делают кучу полезных вещей внутри нашего организма (мой любимый — алкоголь дегидрогеназа). Белки — это сами блюда, которые готовятся по рецептам из генома. Самые важные участки ДНК — это гены, кодирующие белки. С таких генов считываются молекулы РНК (многочисленные копии отдельных рецептов), которые затем играют роль инструкции для синтеза белков и определяет их аминокислотную последовательность.

Было время, когда учёные полагали, что у столь сложного организма как человек должно быть очень много генов. До того, как был прочитан геном человека, учёные даже устраивали тотализаторы: сколько генов будет обнаружено? Назывались цифры вплоть до сотен тысяч. Выиграли тотализатор трое ученых, один из которых назвал цифру 27462 (дата его рождения). Позже он пояснил логику так: «Дело было в баре, глубокой ночью. Наблюдая за поведением пьющих людей, я подумал, что оно мало отличается от поведения мух-дрозофил, у которых 13500 генов, а потому мне показалось, что удвоенного числа мушиных генов людям вполне достаточно»

Многие биологи удивились, когда оказалось, что количество генов у человека и маленького круглого червя Caenorhabditis elegans примерно одинаковое. У червяка около 20 000 генов, а у нас — 20–25 тысяч, что для «венца творения» факт довольно сомнительный. Особенно если учесть, что полно организмов как с бóльшим по размеру геномом (как я уже упомянул, у рыбы протоптера геном в 44 раза больше, чем у нас с вами), так и с бóльшим количеством генов (у риса Oryza sativa 32 000 — 50 000 генов).

Но на самом деле у человека менее 2% генома кодируют какие-либо белки. Для чего же нужны остальные 98%? Может, в них скрывается секрет нашей уникальности? Или сложности? Оказалось, всё намного банальнее: существуют важные некодирующие участки ДНК. Например, это участки промоторов, на которые садится фермент РНК-полимераза и откуда начинается синтез молекулы РНК. Это участки связывания транскрипционных факторов — белков, регулирующих работу генов. Это теломеры, защищающие концы хромосом, и центромеры, необходимые для правильного расхождения хромосом по разным полюсам клеток при делении. Известны некоторые регуляторные молекулы РНК, а также молекулы РНК, входящие в состав важных ферментативных комплексов, например, рибосомальные РНК. Есть и другие примеры важных некодирующих участков ДНК.

Но, увы, оказалось, что большая часть нашего генома напоминает пустыню: повторяющиеся последовательности, останки «мёртвых» вирусов, которые когда-то давно встраивались в геномы наших предков, так называемые «эгоистичные мобильные элементы» — последовательности ДНК, способные перескакивать из одного участка генома в другой, различные псевдогены — нуклеотидные последовательности, утратившие способность кодировать белки в результате мутаций, но всё ещё сохранившие некоторые признаки генов. Это далеко не полный список «призраков», обитающих на «кладбище генома».

Столько мусорной ДНК в нашем геноме?

Есть точка зрения, согласно которой большая часть генома человека не функциональна. В 2004 году на страницах журнала Nature появилась статья, описывающая мышей, из генома которых вырезали значительные фрагменты некодирующей ДНК размером в 1,5 миллиона и 0,8 миллионов нуклеотидов. Авторы публикации показали, что эти мыши не отличаются от обычных строением тела, развитием, продолжительностью жизни или способностью оставлять потомство. Разумеется, какие-то отличия могли остаться незамеченными в лаборатории, но в целом это был серьёзный аргумент в пользу существования «мусорной ДНК», от которой можно избавиться без особых последствий. Конечно, было бы интересно вырезать не пару миллионов нуклеотидов, а миллиард, оставив только предсказанные последовательности генов и известные функциональные элементы. Удастся ли вывести подобную «минимальную мышь»? И сможет ли она нормально существовать? Может ли человека обойтись геномом «длиной лишь в половину метра»? Возможно, когда-нибудь мы об этом узнаем.

Тем временем ещё одним важным аргументом в пользу существования мусорной ДНК является наличие достаточно близких организмов с очень разными размерами геномов. Геном рыбы фугу примерно в 8 раз меньше, чем геном человека — хотя генов в нём примерно столько же — и в 330 раз меньше, чем геном рыбы протоптера. Если бы каждый нуклеотид в геноме был функционален, то был бы уместен и такой вопрос: зачем луку геном в пять раз больший, чем нам с вами?

Однажды на колоссальные различия в размерах геномов сходных организмов обратил внимание эволюционный биолог Сусуму Оно. Считается, что именно Оно ввёл термин «мусорная ДНК». Оказывается, что ещё в 1972 году, задолго до того, как был прочитан геном человека, Оно имел правдоподобные представления как о количестве генов в геноме человека, так и о количестве «мусора» в нём. В своей статье «Столько мусорной ДНК в нашем геноме» он отмечает, что в геноме человека должно быть около 30 000 генов. Это было число, близкое к правде, как мы узнали десятки лет спустя, но на тот момент совсем не очевидное. Кроме того, Оно приводит оценку функциональной доли генома (6%), объявляя более 90% генома человека мусором.

Свои выводы Оно обосновывал исходя из оценки числа мутаций, случающихся в геноме человека в каждом поколении. Если бы весь геном был функционален, то в каждом поколении случалось бы слишком большое число вредных мутаций, с которыми естественный отбор просто не справился бы. Если у вас даже десять детей и на каждого в среднем по 50 вредных мутаций, скорее всего не один не окажется здоровым. Эволюция будет проблематична.

«Даже университетский комитет не смог бы выполнить что-то настолько плохо»

Вызов представлению о существовании мусорной ДНК бросил проект ENCODE (Энциклопедия элементов ДНК). Получив многочисленные экспериментальные данные о том, какие части генома человека взаимодействуют с различными белками, участвуют в транскрипции или других биохимических процессах, авторы пришли к выводу, что более 80% генома человека так или иначе функциональны. Разумеется, данный тезис вызвал бурное обсуждение в научном сообществе.

Одна из наиболее ироничных статей, критикующая данный вывод консорциума ENCODE, называется «О бессмертии телевизоров: „функция“ в геноме человека по лишённому эволюции Евангелию от ENCODE». Статья начинается с эпиграфа эволюционного биолога Дэвида Пенни:

«Я был бы весьма горд служить в комитете, который разработал геном кишечной палочки. Однако я бы никогда не признался, что служил в комитете, который спроектировал геном человека. Даже университетский комитет не смог бы выполнить что-то настолько плохо».

Авторы статьи отмечают, что отдельные члены консорциума ENCODE расходятся в том, какая часть генома функциональна. Так, один из них впоследствии уточнил, что речь идет не о 80% функциональных последовательностей в геноме, а о 40%, а другой и вовсе снизил показатель до 20%, но при этом продолжал настаивать, что термин «мусорная ДНК» нужно «устранить из лексикона». Так появилась шутка о том, что была изобретена новая арифметика, согласно которой 20% больше, чем 80%.

По мнению авторов статьи, члены консорциума ENCODE довольно вольно интерпретируют термин «функция». Например, существуют белки, которые называют гистонами. Они могут связывать молекулу ДНК и помогают ей компактно укладываться. Гистоны могут подвергаться определённым химическим модификациям. Согласно ENCODE, предположительной функцией одной из таких модификаций гистонов является «предпочтение находиться в 5′-конце генов» (5′-конец — это конец гена, от которого движутся ферменты ДНК- и РНК-полимеразы при копировании ДНК или при транскрипции). «Это примерно как сказать, что функция Белого Дома — занимать площадь земли по адресу 1600, Пенсильвания Авеню, Вашингтон, Округ Колумбия», — отмечают учёные.

Возникает проблема и с приписыванием функции участкам ДНК. Предположим, что некоторый участок ДНК связывает важный белок, и поэтому ENCODE приписывает этому участку «функцию». Известно, что некоторый белок (транскрипционный фактор) связывается со следующей последовательностью нуклеотидов: TATAAA. Рассмотрим две идентичные последовательности TATAAA в разных частях генома. После того как транскрипционный фактор связывается с первой последовательностью, начинается синтез молекулы РНК, служащей матрицей для синтеза некоторого важного белка. Мутации в этой последовательности приведут к тому, что РНК будет считываться плохо, белок не будет синтезирован, и это, скорее всего, негативно скажется на выживании организма. Поэтому такая последовательность TATAAA будет поддерживаться в геноме с помощью естественного отбора, и в этом случае уместно говорить о наличии у неё функции.

Вторая последовательность TATAAA возникла в геноме по случайным причинам. Поскольку она идентична первой, с ней тоже связывается транскрипционный фактор. Но никакого гена рядом нет, поэтому связывание ни к чему не приводит. Если в этом участке возникнет мутация, ничего не изменится, организм не пострадает. В данном случае говорить о функции TATAAA-участка нет смысла. Впрочем, может оказаться, что наличие в геноме большого количества последовательностей TATAAA вдали от генов нужно просто для того, чтобы связывать транскрипционный фактор и уменьшать его эффективную концентрацию. В таком случае под отбором будет находиться число таких последовательностей в геноме.

Чтобы доказать, что некоторый участок ДНК функционален, недостаточно показать, что в этом участке происходит некий биологический процесс (например, связывание ДНК). Члены консорциума ENCODE пишут, что функцией обладают участки ДНК, которые вовлечены в транскрипцию. «Но почему нужно акцентировать внимание на том, что 74,7% генома транскрибируется, в то время как можно сказать, что 100% генома принимает участие в воспроизводимом биохимическом процессе — репликации!», — снова шутят над учёными их коллеги по цеху.

Хорошим критерием функциональности участка ДНК является то, что мутации в нём достаточно вредны и значительные изменения этого участка не наблюдаются из поколения в поколение. Как определить такие участки? Здесь на помощь приходит биоинформатика. Мы можем взять геном человека и мыши и найти все участки ДНК, похожие между ними. Окажется, что у этих двух видов какие-то участки последовательностей нуклеотидов очень похожи. Например, гены, необходимые для синтеза рибосомальных белков, довольно консервативны, то есть мутации в них достаточно вредны, чтобы носители новых мутаций вымирали, не оставляя потомства. Про такие гены говорят, что они находятся под отрицательным отбором, очищающим от вредных мутаций. Другие участки геномов будут иметь значительные расхождения между видами, что указывает на то, что мутации в этих участках, скорее всего, безвредны, а значит, их функциональная роль как минимум не велика или не определяется конкретной последовательностью нуклеотидов.

Это напоминает историю про математика Абрахама Вальда и самолёты. Во время Второй мировой войны Вальду поручили анализировать статистику отверстий от пуль в вернувшихся с заданий самолётах с целью оптимизации брони. Наивная логика генералов была такая: надо укреплять места, где больше дыр. Но Вальд пояснял, что, наоборот, укреплять надо места, где дырок не видно. Ведь мы наблюдаем смещённую выборку самолётов. Самолёты с дырками в других местах просто не вернулись. Та же логика применима к мутациями (дыркам от пуль) и геномам (самолётам).

В ряде работ оценили долю участков ДНК человека, находящихся под давлением отрицательного отбора. Оказалось, что только около 6,5–10% генома человека находятся под этим эффектом, причём некодирующие участки, в отличие от кодирующих, в значительно меньшей степени подвержены отрицательному отбору. Получается, что с точки зрения эволюционных критериев менее 10% генома человека функциональна. Обратите внимание, как близок был Оно в 1972 году!

Время от времени появляются сенсации, что ученые расшифровали функцию каких-то участков ДНК, раньше считавшихся мусором. Но чаще всего здесь имеются ввиду не функции мусора, а функции некодирующих ДНК. Как было сказано выше, примерно 1% генома человека кодирует белки. Выходит, что где-то 5,5% — 9% генома и мусором не являются и белки не кодируют. Функции такой важной, но некодирующей ДНК, действительно, до сих пор изучаются (местами остается загадкой), но не надо путать некодирующую ДНК и мусорную.

О преимуществах большого генома

Означает ли это, что остальные 90% генома человека — совсем уж мусор, от которого лучше избавиться? Не совсем так. И вообще есть идея, что правильней использовать термин барахло, а не мусор. Мусор — это что-то вредное, а барахло, это, например, старый слегка ржавый велосипед, который лежит в гараже, никем не используется, но и никому не мешает. Кроме того есть соображения, что большой размер генома может быть полезен сам по себе. Например, вирусы и различные эгоистичные самокопирующиеся элементы ДНК могут встраиваться в разные участки на хромосомах человека. Если такое встраивание произойдет в важном гене будет беда, а если в «барахляной» ДНК, то ничего страшного.

У бактерий репликация генома является серьезным лимитирующим фактором, препятствующим эффективному размножению. Поэтому их геномы, как правило, маленькие, а от всего лишнего они избавляются. У крупных организмов, как правило, репликация ДНК делящихся клеток вносит не столь большой вклад в общее количество энергетических затрат организма на фоне затрат на работу мозга, мышц, органов выделения, поддержания температуры тела и так далее. В то же время большой геном может являться важным источником генетического разнообразия, увеличивая шансы на появление новых функциональных участков из нефункциональных за счет мутаций в них в процессе эволюции. Мобильные элементы могут переносить регуляторные элементы, создавая генетическое разнообразие в регуляции работы генов. Таким образом, организмы с крупными геномами теоретически могут быстрее адаптироваться к условиям среды, расплачиваясь сравнительно небольшими дополнительными затратами на репликацию более крупного генома. Подобный эффект мы не обнаружим на отдельном организме, но он может играть важную роль на уровне популяции.

Стоит дать адекватную оценку работы консорциума ENCODE. Да, идея, что 80% или даже 20% генома человека функциональна — спорна, но это вовсе не значит, что критике подлежит весь проект ENCODE. В рамках ENCODE было получено огромное количество данных о том, как разные белки связываются с ДНК, информации о регуляции генов и так далее. Но едва ли в ближайшее время удастся избавиться от «мусора» в геноме — как от концепции, так и от самих ненужных последовательностей.

Список литературы ↗

В фильме «Парк Юрского периода» показан самый правдоподобный из невозможных сценариев по воскрешению динозавров. Чтобы вернуть к жизни этих вымерших гигантских рептилий, конечно, нужно постараться. Для начала надо каким-то образом найти их ДНК. ДНК, к сожалению, так долго «не живёт». Обычно её съедают всякие микроорганизмы. Но у ДНК действительно есть шанс сохраниться внутри комара, который пил кровь динозавра, а потом застыл в янтаре.

Увы, такая ДНК всё равно будет очень сильно повреждена — скорее всего, до неузнаваемости. И никого с её помощью возродить не получится. Самые древние образцы ДНК, которые удавалось прочитать, имели возраст около 1,5 миллионов лет (из зубов мамонтов). Однако давайте допустим, что у нас в руках — ДНК тиранозавра с кучей ошибок. В фильме герои пытаются эти ошибки исправить — с помощью ДНК лягушки. Реальные учёные использовали бы, я думаю, ДНК птиц, потому что птицы — это, по сути, и есть современные динозавры. В общем, представьте: у вас в руках — исправленная ДНК динозавра. Затем вы эту заветную ДНК засовываете в яйцеклетку какой-нибудь курицы — и на выходе получаете яйцо, из которого появляется маленький динозаврик, который вырастает и вас съедает, как и задумано природой.

«Этим учёным что, заняться больше нечем?»

Итак, я описал наиболее правдоподобный сценарий воскрешения динозавров из мёртвых. А теперь давайте выясним, как сделать правдоподобного зомби? На самом деле учёные уделяют потенциальным зомби довольно много внимания. Например, есть довольно научная статья

“Когда атакуют зомби: Математическое моделирование вспышки зомби-инфекции«. «Этим учёным что, заняться больше нечем?» — спросите вы. Но на самом деле на примерах зомби можно моделировать распространение обычных инфекций.

Меня как биолога очень интересует феномен зомби — из-за того, насколько по-разному показывают этих существ в фильмах, сериалах, видеоиграх и книгах. Так что сегодня я расскажу, насколько правдоподобны образы этих восставших трупов! Правда, сразу оговорюсь: не существует чёткого определения, кто такой зомби. В разных фильмах и компьютерных играх зомби изображают совершенно по-разному.

Самые популярные зомби — это, конечно же, ожившие мертвецы. Сейчас я прохожу Baldur’s Gate 3: в этой игре есть некроманты, которые воскрешают мертвецов и могут их использовать для создания собственной армии. Именно такой вариант зомби, по-видимому, считается самым правдоподобным в массовой культуре: в воскрешение из мёртвых по крайней мере одного человека на полном серьёзе верит более двух миллиардов жителей Земли.

В других играх зомби — это инопланетные существа, которые прилепляются на голову к жертвам — и в итоге жертвы тоже становятся зомби. Такой сценарий представлен в Half-Life, например. Также встречаются зомби, которые стали полумертвецами из-за патогена. Например, в игре Resident Evil корпорация Umbrella разработала генно-модифицированный вирус, который делает из людей опасных зомби, необходимых в том числе для военных нужд. Впрочем, по сюжету некоторых игр — привет, Left 4 Dead — зомби можно стать и после заражения «естественным» вирусом (натуральным, био-, эко-, а не этим вашим ГМО). В Plague Incorporated зомби появляются из-за мозговых червей, в Last of Us — из-за грибка-паразита. А в Mass Effect древние Жнецы занимаются индоктринацией: превращают органические формы жизни в зомби с помощью излучений и наномашин, а также создают искусственных зомби — хасков из тел поверженных ими представителей органических рас. Конечно, не стоит забывать и про философских зомби.

Зелье для потенциальных рабов

Согласно самой ранней — и самой популярной — версии, зомби — это восставшие мертвецы. Кстати, само слово «зомби» пришло к нам, по-видимому, от гаитян. У них есть поверье, согласно которому колдуны могут дать человеку зелье, после чего тот теряет сознание и умирает. А дальше этого человека ждёт воскрешение из мёртвых — и работа на плантации у колдуна. В фольклоре гаитян имеется много таких историй. Более того, даже в уголовном кодексе Гаити написано, что нельзя лишать людей сознания таким образом, это — покушение на убийство. Даже если жертва в итоге воскресает и добровольно идёт работать на сахарную плантацию.

Однажды антрополог Уэйд Дэвис решил пообщаться с колдунами на Гаити. Учёный выяснил, что все они дают потенциальному «зомби» зелье — и добавляют туда частички рыбы фугу (при этом одни колдуны приправляют снадобье мёртвыми червями, другие — прахом, выкопанным из могилы, третьи — ещё какой-нибудь дичью). Так вот, в организме фугу содержится яд тетродотоксин, который вызывает паралич мускулатуры, в том числе дыхательной. Вообще можно запросто съесть эту рыбу и умереть из-за остановки дыхания. А можно не умереть — просто отравиться и прийти в себя без медицинской помощи.

Уэйд Дэвис предположил следующее: гаитяне пьют яд, травятся, их парализует — и они падают на землю. Все вокруг думают, что они умерли — и помещают их в склеп. А под покровом ночи колдуны открывают склепы и выпускают «мертвецов» на свободу. И дают им какие-нибудь одурманивающие вещества — чтобы «зомби» не сильно сопротивлялись. Ну а дальше плантация, как я уже написал. Интересный факт: антрополог сам собрал всё необходимое, для создания зелья с фугу и отдал знакомому врачу, а тот кормил зельем мышек. В итоге выяснилось, что при правильно подобранной дозировке некоторые грызуны замирали, казались мёртвыми, а затем воскресали. Неужели колдуны тоже высчитывали дозировку для каждого своего «пациента»? Тут Дэвис предложил очень оригинальное решение: никто особо и не старался её подбирать, большая часть гаитян действительно погибала от удушения. То есть зомби — это такая ошибка выжившего. Но никаких доказательств реального существования подобных «зомби» Дэвис так и не привёл.

Позже в The Lancet вышла статья нескольких врачей, которые решили проверить идею Дэвиса. Они отправились на Гаити и нашли трёх местных жителей, которых их родственники считали зомби. Выяснилось, что у всех этих «оживших мертвецов» наблюдались психические отклонения. И ещё один момент: в двух из трёх случаев гаитяне принимали за родственника того, кто родственником им не приходился (это показал тест ДНК). Но в одном случае всё сошлось — женщину-зомби «опознала» семья, а её гробница была пуста. К сожалению, сама она не могла разговаривать, ей поставили диагноз кататоническая шизофрения. Автор статьи в The Lancet предположил, что часто горюющие родственники принимали душевно больных бездомных за «вернувшихся» родных и объясняли их странности зомбификацией.

Понятно, что даже эта история с Гаити не звучит достаточно правдодобно, но я бы сказал, что из всех историй, где говорится, что кто-то умер, а потом воскрес, эта самая обоснованная. В другие истории поверить ещё труднее.

Инопланетный захват

Теперь поговорим про инопланетных паразитов, которые управляют человеческими телами. Тут проблема такая: в нашем биологическом мире взаимодействие между паразитом и хозяином — это результат очень длительной совместной эволюции. Особенно если речь идёт о паразите, который может управлять хозяином. Например, такие отношения могут складываться у гусеницы и паразитического наездника: наездник откладывает свои яйца в гусеницу, из яиц вылупляются личинки, личинки начинают гусеницу поедать изнутри. Иногда они её съедают.

Но в случае «зомбификации» личинки гусеницу не съедают до конца. Более того, некоторые личинки остаются внутри гусеницы, а другие выползают наружу, а дальше гусеница покрывает личинки своим собственным шёлком, как бы помогает им обезопаситься. А потом ещё стоит на страже и защищает этих паразитов от супостатов муравьёв, которые могут их обидеть. При этом наездник, который паразитирует на гусенице, не может провернуть то же самое с медведем, головастиком или человеком. Биологический организм достаточно сложно устроен, а для того, чтобы научиться им манипулировать, нужно понимать, за какой нейрон «потянуть», куда и какое химическое вещество выделить. И поэтому инопланетному организму вряд ли удастся подчинить себе волю существа, с которым он раньше даже никогда не контактировал. Для появления такого взаимодействия между паразитом и хозяином должно пройти несколько миллионов лет эволюции (о проблеме совместимости хозяина с паразитом, кстати, писал ещё Герберт Уэллс — если помните, в его «Войне миров» к людям прилетают инопланетяне, а потом выясняется, что они совершенно не приспособлены к тому, чтобы жить с «земными» микробами).

Но можно, конечно, предложить альтернативный сценарий. Если инопланетяне умны, у них может быть своя лаборатория, в которой они изучают похищенных людей и «подбирают» им паразитов для управления.

Можно ли слегка упростить эволюционную задачу? Давайте представим, что условные хедкрабы не управляют головным мозгом людей, а разрушают его — и посылают простые сигналы сразу в спинной. Есть исследования, которые показывают: локомоторный центр в нашем мозге управляет не каждым отдельным моторным нейроном спинного мозга, а вместо этого активирует в нём целые сети. Когда мы управляем автомобилем, мы же не управляем каждым цилиндром и тягой — мы нажимаем на педаль, и машина едет вперёд. Так же можно послать в спинной мозг один простой сигнал, и тело пойдёт: сделает серию сложных координированных движений.

Есть и более простое объяснение: зомбифицирующий инопланетянин может оказаться не паразитом, а хищником, который потихоньку сжирает человека. А то, что мы видим как движущиеся руки и ноги человека — это отростки самого хищника. В игре Dead Space, кстати, некроморфы, например, частично или полностью заменяют своей плотью тела жертв.

Вообще мы сильно недооцениваем количество и разнообразие паразитов-манипуляторов в обычной природе. Мой любимый — волосатики. Это такие червеобразные паразиты, которые умеют жить внутри кузнечиков, сверчков. И, что самое главное, заставляют их «топиться» в воде. Паразитам нужно попасть в воду, потому что в воде они размножаются. Так что червячки приезжают к пруду на своих кузнечиках, как на машинах — и уплывают веселиться. Как некромоформы используют наши тела для размножения, я даже представлять не хочу.

«Натуральная» инфекция и ГМО-вирусы

Следующий тип зомби — это зомби, появившиеся из-за заражения какой-нибудь инфекцией. Такой сюжет часто встречается в кинематографе и играх, а вирус по своим свойствам чаще всего похож на вирус бешенства. Моя любимая игра с этим тропом — Left 4 Dead. Там бушует мутировавший вирус бешенства, который называется «зелёным гриппом». Обычное бешенство — классный кандидат в зомби-вирусы. Оно тоже передаётся через укусы. Когда вирус попадает вместе с заражённой слюной в рану, он движется по нервным отросткам в центральную нервную систему, а затем в слюнные железы, чтобы заражать других (интересно, что при этом вирус цепляется к специальным транспортным белкам, которые «шагают» по внутренней транспортной сети клеток — микротрубочкам). В мозге вирус вызывает агрессию, резкие реакции на шум, судороги, желание съесть как можно больше пищи, прогрессирующее воспаление и гибель нервных клеток — и, наконец, смерть хозяина. Но бешенство всё-таки не дотягивает до «зелёного гриппа». Оно не так сильно меняет поведение. И не так эффективно распространяется. Но может ли бешенство стать ещё опасней в процессе эволюции? Теоретически — да.

Вирус бешенства — это родственник некоторых других вирусов, гораздо более «быстрых» и заразных — Эболы, кори, свинки. У них похожим образом устроен генетический материал. И вот родственная корь очень эффективно распространяется воздушно-капельным путём. Корь — одна из самых заразных болезней в мире: хотя от неё давно есть вакцины, до сих пор даже в развитых странах регулярно происходят страшные вспышки (спасибо в том числе и антипрививочникам). И люди до сих пор умирают — например, в 2015 году в мире от кори умерло 130 тыс. человек.

Теперь представим, что корь и бешенство неудачно обменялись генетическим материалом. В природе такое бывает — например, когда два вируса заразили одну и ту же клетку. Это может быть очень опасно — например, так появился на свет свиной грипп. Такой гибрид мог бы объяснить не только заразность «зелёного гриппа», но и то, что он передаётся не только через укусы, как бешенство. Ну и, наконец, корь вызывает сильную сыпь и может изуродовать человека — а зомби обычно крайне страшненькие.

Ещё одно важное свойство классических зомби — то, что они любят собираться в большие компании. Так вот, есть такой паразит Flamingolepsis liguloides — он паразитирует на рачках. Заражённые им рачки вместо того, чтобы плавать поодиночке, начинают социализироваться и становятся более заметными для фламинго. Эти птицы — конечный хозяин паразита, в котором тот может заняться сладким размножением. Если увеличение просоциальности хозяина помогает достигнуть цели, почему бы не повысить её?

И наконец, есть феномен выживших — людей, устойчивых к вирусу. Эта способность может кодироваться конкретными генетическими особенностями. Например, есть люди со специфической мутацией, устойчивые к ВИЧ. Выжившие в Left 4 Dead, возможно, такие же мутанты. Но мне больше нравится другое объяснение. Возможно, мир этой игры — это мир победивших антиваксеров. А главные герои — редкие люди, которые сделали прививки от кори или бешенства. Тогда вся игра— это, по сути, печальная притча о развале системы здравоохранения (что тоже не особенно фантастично, учитывая сопротивление прививкам в последнюю пандемию). Возможно, зелёный грипп даже агрессии не вызывает: просто заражённые настолько яро отрицают эффективность вакцин, что бросаются на выживших — сторонников доказательной медицины. А те отстреливаются. В пользу этой версии — наличие у выживших традиционных, а не гомеопатических аптечек.

Корпорация Umbrella в компьютерной игре Resident Evil разрабатывала вирусы в лаборатории. В реальной жизни учёные тоже этим занимаются — правда, искусственные вирусы нужны для мирных целей. Но ничего не мешает исследователям подобрать вирус с самой заразной оболочкой — например, корь — и положить внутрь неё какие-нибудь гены возбудителя бешенства, который влияет на мозг и поведение. Правда, получится ли это на практике, я сказать не берусь: биология вирусов довольно сложна.

Съедобный зомби

Давайте обсудим правдоподобность некоторых типичных свойств ходячих мертвецов. Во многих фильмах и играх зомби — это универсальные солдаты, потому что они не боятся боли. Это довольно правдоподобно — у людей тоже встречаются генетические особенности, из-за которых они не чувствуют боли. Эти люди могут не заметить, что подвернули ногу, сломали руку или палец. Зомби-инфекция могла бы иметь похожий эффект.

А вот что точно неправдоподобно — так это сверхчеловеческие способности зомби. Например, способность обходиться без еды и воды. Никакие эксперименты с метаболизмом не отменяют того факта, что организму нужны питательные вещества. Питание праной, увы, не работает, как бы вирусы того не хотели.

Ещё в фильмах зомбакам часто отстреливают руки и ноги — но те продолжают сражаться, пока им не пустят пулю в лоб. Однако, если человеку отрезать руки и ноги, то он умрёт от кровопотери — без работающей кровеносной системы организм долго не просуществует. Соответственно, зомби должны умирать так же «легко», как умирают обычные люди.

Как ни странно, ещё один неправдоподобный момент — агрессивность зомби. С одной стороны, даже у обычных людей могут быть генетические особенности, которые делают их чуть более агрессивными. Например, в гене моноаминоксидазы бывает мутация, которая приводит к повышенному риску агрессии (правда, неблагоприятные социальные факторы тут тоже важны).

Но чрезмерное агрессивное поведение далеко не всегда будет эволюционно полезным и «на руку» вирусу. Классические зомби, такие как в Left 4 Dead или фильмах Ромеро, пытаются убить выживших, незаражённых людей. И даже съесть их. Но вирусу не нужно, чтобы зомби кого-то ел. Вирусу выгодно, чтобы ты его передал другим, а те выжили и передали вирус дальше по цепочке. Поэтому я придумал альтернативный сценарий: зомби должен делать всё, чтобы съели его! Условно, покрываться сахарной корочкой и испускать аппетитный запах, сводящий с ума (можете и сами что-нибудь нафантазировать).Тогда люди будут, отпихивая друг друга, лизать и грызть зомби. И сами становиться зомби. Вот это будет настоящий успех.

Вы скажите, что за абсурд, но примерно так в реальности поступает токсоплазма. Это паразитические одноклеточные, которые умеют проникать в нервную систему животных, в том числе человека и других млекопитающих (например, грызунов). В мозг токсоплазма проникает, обходя гематоэнцефалический барьер: паразит умеет разрушать клетки, выстилающие кровеносные сосуды. Промежуточных хозяев у токсоплазмы много, а конечный один — котики. Исследования показали, что заражённые токсоплазмой крысы проводили в 20 раз больше времени, чем контрольные, на территории, где пахло кошачьей мочой — то есть не избегали кошки, а бежали к ней. Как токсоплазма делает это — большая загадка. Но, например, она умеет синтезировать вещество L-допу — прекурсор допамина, нейромедиатора, который влияет на поведение. Такой вот паразит-манипулятор! И повторюсь: человеческий мозг он тоже умеет поражать.

Гриб, растущий из головы

Очень модный тип зомби — это зомби-грибы, прославленные играми и сериалом The Last of Us. Собственно, и сериал, и игра начинаются с очень подробного рассказа о вполне реальном биологическом феномене — кордицепсе. Это грибок, который заставляет муравьёв забираться по веточкам как можно выше, да ещё подбирая оптимальную влажность и температуру, чтобы обеспечить грибку хорошие условия. Затем гриб вырастает из головы жертвы — и его споры разносит ветер. Чем выше заберётся муравей, тем большую территорию покроют заразные споры.

Возникает вопрос: может ли кордицепс перескочить с муравья на человека? И как часто такое бывает — чтобы паразит «паразитировал» на двух очень разных группах организмов? Такие примеры есть. Например, клещи распространяют вирус энцефалита, который проникает в мозг человека. То есть энцефалит — это паразит, который живёт и в членистоногих, и в людях. Боррелиоз тоже может жить и в клещах, и в людях, тиф — во вшах и людях, чума — в блохах и людях, малярийные плазмодии — в комарах и людях.

А ещё существуют грибковые инфекции, которые передаются от человека к человеку. Так, опасный грибок candida auris не только может вызывать обычный кандидоз на ногтях или на слизистых — но и может переноситься по кровеносным сосудам, попадать во внутренние органы и даже в мозг! Поэтому грибок, который может поразить мозг — вполне реальная вещь, особенно если у человека ослаблена иммунная система. А ещё candida auris может вызывать поражение глаз — прямо как в The Last of Us. Кроме того, candida auris ещё и очень устойчива к противогрибковым средствам и антибиотикам. И в 50% случаях убивает заражённого. Но есть и хорошие новости: этот грибок, в отличие от кодицепса, не манипулирует хозяином.

В общем, сценарий The Last of Us видится мне одним из самых реалистичных. И ещё интересная деталь: слепые зомби-грибы в этой игре имеют эхолокацию. У них выеденные, разрушенные глаза — и они ориентируются по звуку, как летучие мыши. Это вполне реалистично. Есть слепые люди, которые научились ориентироваться, щёлкая языком и слушая отражения звука. И есть техники, с помощью которых можно этому обучиться.

Единственный нюанс: в The Last of Us говорится, что тело зомби уже, по сути, гриб. Но у грибов нет мозгов, нет нервной системы — неувязочка, получается.

Покататься по полу, подхватить паразита

Перейдем к мозговым червям, которые стали популярны благодаря игре Plague Inc. Эти черви, по сюжету, заставляют людей делать всякие страшные вещи. Не очень приятные известия: в реальности существует похожий червяк — свиной цепень, вот он может проникать в нервную систему и вызывать нейроцистицеркоз. Люди с таким паразитом очень часто страдают от эпилептических припадков — прямо как в игре. В некоторых странах, где распространён свиной цепень, существенная часть случаев эпилепсии вообще обусловлена именно этим паразитом. И что ещё интересно: при эпилептических припадках у жертв цепня иногда бывают в том числе и религиозные видения. Из-за червяка можно услышать голос в голове! В Plague Incorporated этот момент тоже обыгрывается: если в вас живут мозговые черви, вы можете организовать их культ — и последователи будут поклоняться вам и вашим червякам.

Тем не менее, в этой червивой истории есть одна проблема. Непонятно, как сделать так, чтобы заражение стало массовым, как заставить всех людей подхватывать червей. Можно, конечно, и тут обратиться к религии — так, в Индии существует обряд, во время которого полуобнажённые верующие катаются по полу и, как показали исследования, при этом цепляют паразитов, вызывающих кожные болезни.

В трилогии Mass Effect есть понятие индоктринации. Разумные органические существа, которые подолгу находятся в контакте со Жнецом, постепенно сходят с ума и начинают ему подчиняться. У жертвы возникает паранойя – ощущение, что за ней следят. Ещё жертва страдает от головной боли и галлюцинаций, при этом испытывая страх и трепет перед Жнецами. Это напоминает мне известную историю про девушку Керри Поппи, которая думала, что у неё дома завелись привидения. Керри совершала разные ритуалы, чтобы избавиться от призраков, а потом обратилась к скептикам. И те предположили, что у неё в квартире утечка угарного газа. А медленное отравление угарным газом может вызывать её симптомы: ощущение присутствия духов, беспричинный страх, галлюцинации. Скептики оказались правы.

Тогда, может быть, у Жнецов и нет никакого управляющего поля, а только банальный эффект отравления? Ведь в игре жертвы Жнецов поначалу не были безвольными зомби, но у них развивалась паранойя, вспыльчивость, навязчивые мысли… Возможно, симптомы индоктринации — это симптомы отравления каким-то конкретным веществом, которое подавляет рациональность, вызывает галлюцинации и повышает внушаемость. А Жнецу достаточно пары проповедей и намёков, чтобы человек начал делать то, что ему нужно.

Киберзомби и философские зомби

В играх и фильмах встречаются зомби, созданные с помощью машин:

1. Это либо трупы, приводимые в движение технологией;

2. Либо живые люди, которыми управляют мозговые импланты.

Если говорить про мёртвые куклы — то в том же Mass Effect есть хаски: это трупы, которые настолько накачаны киберкомпонентами, что в большой степени из них и состоят. Сама эта идея очень старая, и пошла с тех пор, как изобрели электричество. Учёные заметили, что мышцы мёртвых лягушек сокращаются, если через них пропускать ток. Потом исследователи даже попробовали пропустить ток через труп человека – казнённого преступника.

Это явление, гальванизация, очень всех вдохновило. Люди решили, что электричество может оживлять материю! Так появился самый первый киберзомби — чудовище Франкенштейна. Но сейчас мы знаем, что электричество просто активизирует нервы, и мёртвые мышцы сокращаются. Такие спазмы можно вызвать даже у свежего куска мяса, особенно если его посолить — ионы натрия влияют на разность потенциалов внутри и снаружи нервных клеток мышцы. И запускается цепная реакция. При этом мышцы тратят последнее молекулярное топливо, а восполнить его мёртвый организм не может. Так что даже оживлённый электричеством труп не смог бы двигаться долго.

Ещё в литературе и кинематографе фигурируют живые киберзомби, поведением которых управляет имплант. Например, раса Боргов в «Звёздном пути», которые ассимилируют людей в коллективный разум. При этом необязательно управлять каждым движением человека — достаточно сделать так, чтобы он сам захотел сделать нужную вещь. Для этого импланты или наномашины в мозгу могут воздействовать на него химически, кнутом и пряником — мгновенно награждая или наказывая за какие-то действия. И это встречается в природе: некоторые паразиты для управления хозяевами используют их нейромедиаторы. Например, скребни-паразиты живут в рачках и утках. Внутри рачков они вырабатывают гормон серотонин — и таким образом заставляют рачков плыть на свет, чтобы их съела утка.

Также этого результата можно добиться с помощью наномашин. Из-за своих размеров и способности размножаться нанороботы потенциально могут выстроить собственные нервные соединения. А потом либо «перехватить» у мозга контроль над простыми функциями вроде ходьбы и кусания, либо, опять же, подействовать на поведение. Так, в игре Deus Ex: Human Revolution миллионы людей вживили себе наноимпланты. Потом террорист подал на них сигнал — и это вызвало у людей галлюцинации и неконтролируемую ярость.

Экстремальная версия таких зомби — костюм, который движется против воли хозяина. Например, «аварийные скафандры» в Fallout: New Vegas, которые спустя 200 лет всё ещё бродят по научной базе с высохшими скелетами внутри. Кстати, в 2021 году британские инженеры уже создали прототип автономного экзоскелета ног с нейросетью, которая учится без участия хозяина ходить и преодолевать лестницы и пороги.

Ну и напоследок расскажу про философского зомби. Это гипотетическое существо, которое идентично обычному человеку физически, вплоть до элементарных частиц, но не имеет сознания. Философского зомби невозможно отличить от человека, он ведёт себя как человек, но как бы автоматически, без самоосознания, опыта и ощущений. Это мысленный эксперимент, концепция, которая нужна была, чтобы разобраться, в чём заключается природа сознания. Конечно, большинство философов не имеют в виду, что такие зомби реально существуют. Хотя из всего нашего списка это самый реалистичный вариант зомби: ведь им может оказаться абсолютно любой человек, которого вы видите. Один из критиков концепции философского зомби Дэниел Деннет говорил, что между людьми и «философскими зомби» вообще нет различий. Ведь сознания в таком метафизическом смысле, которого якобы лишены зомби, просто не существует. В остальных же случаях применим утиный тест: если что-то бегает как утка и плавает как утка, значит, это утка и есть. Поэтому о наличии сознания мы судим по поведению, а не из абстрактных рассуждений.

Кажется, на сегодня всё. Вот так вот зомби позволили мне рассказать много интересного о биологии. А в комментариях буду рад почитать о ваших любимых играх, фильмах и книгах о зомби. Посмотрим, насколько наши вкусы совпадают.

Персональные генетические тесты нередко обещают, что они помогут узнать происхождение, найти родственников, установить риски различных заболеваний, правильно подобрать диету, а также выявить способности и таланты у ребёнка. И всё это по небольшому образцу ДНК из слюны. Желающие могут даже прочитать весь свой геном и почётно хранить его на флешке у себя на груди. Как биолог я с надеждой ждал будущего, когда каждый человек будет знать всё о своей ДНК. Тем временем фантастический фильм «Гаттака» предупреждал о неравенстве, которое ждёт общество, активно использующее такие технологии, а сериал «Единственный» обещал подобрать каждому идеальную пару по совместимости ДНК. Давайте разбираться, какие реально полезные знания могут дать генетические тесты, где мы имеем дело с хитрым маркетингом, а где — с безобидным развлечением.

Почти идентичные, но с важными отличиями

Для начала расскажу, как устроены генетические тесты. Итак, у каждого человека имеется наследственный материал в виде молекул ДНК, которые очень компактно упакованы в виде хромосом. Если взять всю ДНК из одной клетки человека, соединить и вытянуть, то мы получим тонкую нить длиной 2 метра.

Сама ДНК состоит из четырёх типов нуклеотидов, которые обозначаются символами A, T, G и С. Если представить совокупность молекул ДНК человека в виде текста из этих букв, то получится геном размером в 3 миллиарда нуклеотидов (столько их содержится в 23 хромосомах человека). При этом между мной и любым из вас — около 3 млн генетических отличий. Много это или мало? Не очень много — мы отличаемся лишь на 0,1%. Но при этом даже одно отличие может иметь огромное значение: так, есть генетические заболевания вроде муковисцидоза, которые вызывает одиночная мутация. Просто одна буква в ДНК меняется на другую — и человек страдает от тяжёлых нарушений функций органов дыхания. От одиночной мутации может зависеть и цвет глаз, и даже способность перерабатывать этанол.

При этом большинство генетических особенностей, которые отличают нас с вами, никак не отражаются на здоровье и внешности. Но некоторые особенности могут принципиально изменить судьбу человека. Прямо как во фразе «Казнить нельзя помиловать»: от того, где мы поставим запятую, зависит смысл предложения. Так и в ДНК — положение одной буквы иногда приводит к очень существенным особенностям. Мораль такова: генетически люди почти идентичны друг другу. Но небольшие отличия могут оказаться весьма принципиальными — и генетические тесты нужны для того, чтобы выявить эти индивидуальные особенности. И понять, на что эти особенности могут повлиять.

Откуда появляются опечатки в наших генетических текстах? Дело в том, что сам процесс копирования молекулы ДНК — неидеальный. Ферменты, которые удваивают молекулу ДНК, совершают ошибки — ставят не ту букву не на то место. И со временем ошибки накапливаются. К счастью, чаще всего это ни к чему плохому не приводит, но возникает довольно широкий ассортимент генетического разнообразия, который даже служит неким двигателем для появления изменчивости. На самом деле темпы накопления мутаций у людей не очень велики. Однажды учёные анализировали генетические отличия мам, пап и их детей — и выяснили, что у каждого нового поколения возникает порядка 50-70 новых мутаций (правда, их число растёт с возрастом отца).

Как читать геном

При этом новые мутации — не главный источник нашего генетического разнообразия. Большая часть разнообразия предопределена: она унаследована от наших предков. То есть существует 3 млн отличий между папой и мамой — и в процессе зачатия происходит комбинация уже существующих генетических вариантов. Половину хромосом со всеми возможными опечатками ребёнок получает от мамы, половину — от папы. И в результате получается уникальный малыш, в ДНК которого добавляются 50-70 мутаций, большая часть которых ни к чему особенному не приведёт.

Сейчас геном можно прочитать с помощью очень компактных приборов, которые похожи на флешку. Туда наносится специально подготовленный образец ДНК, разрезанный на фрагменты особыми ферментами, а прибор выявляет нуклеотидные последовательности этих фрагментов. Это и есть чтение ДНК. Потом, подобно пазлу, компьютерные алгоритмы выявляют, какой должна была быть исходная ДНК, чтобы дать обнаруженный набор фрагментов. Это называется сборкой.

Но большинство коммерческих компаний используют ещё более простую и дешёвую технологию. Представьте, что у вас есть миллиард экземпляров одной и той же книги. Правда, тексты книг немного отличаются друг от друга — в некоторых произведениях встречаются опечатки. У вас есть каталог опечаток: чтобы понять, если ли в вашем экземпляре опечатка, вам не обязательно читать весь роман. Достаточно открыть его на конкретной странице — и узнать, есть там описка или нет. В общем, коммерческие компании просят клиентов плюнуть в пробирку, чтобы выделить из слюны ДНК. Затем эту ДНК наносят на специальный чип. На чипе есть специальные точки под разные мутации — и, если у клиента имеется та или иная мутация, конкретная точка начинает светиться.

В итоге такое генетическое тестирование может стоить не 1000, а 100 долларов. Но повторю: клиенту анализируют не весь геном, а те генетические варианты, которые учёные уже исследовали. Это оправданно, потому что, если у вас обнаружат мутацию в неизученном участке генома, это знание вам ровным счётом ничего не даст. Так что есть смысл смотреть только на те мутации, о которых уже что-то известно. В итоге вы получаете выборочную, но очень полезную информацию о вашем геноме. Можно прочитать и полный геном. А можно прочитать экзом — то есть секвенировать все белок-кодирующие гены в вашем геноме.

Пройти тест, чтобы родить здорового ребёнка

Удивительно, но самое полезное, что может дать генетический тест, не особо используется в рекламных компаниях коммерческих компаний, которые ими занимаются. Они предпочитают говорить о происхождении, выявлении у вас предрасположенностей к болезням, талантов и пищевых непереносимостей (к этому мы вернёмся). Но самое главное, что может сказать ДНК-тестирование — носителями каких генетических заболеваний вы являетесь, что крайне полезно при планировании семьи. Даже если оба будущих родителя ни разу в жизни не лежали в больнице, занимаются фитнесом и с обычным насморком почти не сталкивались, это не значит, что у них нет мутаций, которые могут проявиться у детей.

Очень часто для того, чтобы появилась генетическая болезнь, недостаточно одной мутации, а нужно несколько. Чтобы обе копии хромосомы, доставшиеся и от мамы, и от папы, содержали одну и ту же опечатку. Если мама и папа — носители такой мутации, то есть 25% шанс, что малыш родится с тяжёлым и неизлечимым заболеванием. Генетический тест позволяет узнать об этом заранее. Если выяснится, что вы не являетесь носителями никаких серьёзных заболеваний, или что вы с партнёром — носители разных мутаций, то можно выдыхать и идти делать детей классическим способом. Если же обнаружится, что у вас имеется генетическая несовместимость, то можно пойти в клинику и пройти процедуру ЭКО с пренатальной генетической диагностикой. Это значит, что ваши эмбрионы рассмотрят на генетические дефекты — и в итоге будущей маме подсадят только здоровый, ну или здоровые.

Вообще, если бы все мужчины и женщины проходили такое генетическое тестирование, можно было бы устранить 95% врождённых генетических заболеваний. Но при этом важно знать, что некоторые вредные мутации всё же наследуются доминантным типом. Это когда достаточно одной опечатки для нежелательных последствий. Например, если у одного из родителей мутация в гене BRCA-1 или BRCA-2, то ребёнок может родиться с сильно повышенным риском рака молочной железы и ряда других онкологических заболеваний. Вы наверняка помните историю Анджелины Джоли, которая прошла мастэктомию — как раз из-за патогенной мутации. И мама, и бабушка, и другие родственницы актрисы страдали от рака молочной железы. Некоторые такие мутации, кстати, тоже можно исключать с помощью пренатальной диагностики.

Внимание, вопрос: почему многие генетические заболевания возникают, если только поломаны две копии гена, а не одна? Потому что, если у вас поломана только одна копия гена — и если эта мутация ужасно вредна (например, приводит к бесплодию или смерти), то естественный отбор сможет относительно легко от неё избавится. А вот мутация, которая проявляется только при поломке обеих копий гена, сохранится и распространится в популяции намного проще.

Я считаю, что генетическое тестирование перед заведением детей должно стать максимально доступным для всех. Это может спасти огромное количество жизней и даже чисто экономически очень выгодно. Обнаружить мутацию, вызывающую у ребенка спинальную мышечную атрофию почти ничего не стоит, а лечение обойдётся в миллион долларов.

Насколько мы неандертальцы

Увы, не это чаще всего в фокусе маркетологов. Хорошо продаются, например, тесты на происхождение. Но вот предположим: вы прошли тест и узнали, что у вас 80% восточноевропейского происхождения, 15% — французского, 5% — немецкого. Как вообще эти цифры получают? Никто фактические миграционные потоки ваших предков отслеживать не будет. Просто у генетических компаний есть крупные базы данных своих пользователей — эти пользователи проходили тесты и указывали, где живут. И так в компании понимают, какие генетические варианты встречаются на той или иной территории, в той или иной популяции.

В общем, результаты вашего тестирования сопоставляются с глобальной статистикой — и вам говорят, где, скорее всего, обитали ваши предки. Правда, может получиться, что у вашего родного брата или сестры данные о предках окажутся иными. Так происходит, потому что родители передают каждому ребёнку только одну из двух копий каждой хромосомы, а генетические варианты этих хромосом могут быть разными. И в итоге хромосомы старшего ребёнка могут оказаться более «французскими», а младшего — более «семитскими». Хотя у детей общие мама и папа!

Ещё важно, что при тестировании рассматриваются не все ваши индивидуальные генетические особенности, а лишь малая их часть. Кроме того, у каждой компании — своя собственная база данных и свой алгоритм для расчёта происхождения. Предположим, часть ваших предков родом из Сирии. Вы пришли в компанию — и вам ни слова про это не сказали. Потому что в Сирии генетические тесты не очень популярны. Но вы можете обратиться в другую компанию, которая зачем-то специально собирала данные в этом регионе — и вы получите совершенно другую информацию о вашем происхождении. Пример, разумеется, абсолютно условный.

Вообще не стоит относиться к процентам слишком серьёзно: когда речь идёт о происхождении, вас в первую очередь развлекают, а не дают стопроцентные цифры. Это может быть весело и интересно, но не стоит заявлять, что вы больший еврей, чем ваш друг Вася — потому что «генетика так сказала». Это так не работает. Более того, есть люди, которые проходили тесты в разных компаниях — и получали по итогу разные результаты. Так, мужчина по имени Алексей Гончаров сдал свою ДНК в 12 разных местах — и все результаты его происхождения отличались друг от друга.

Есть компании, которые предлагают узнать, насколько вы неандерталец. Да, действительно, можно сравнить наш геном и геном наших вымерших кузенов. Но важно понимать, что наш с ними геном и так совпадает на 99%. Поэтому в компаниях смотрят на генетические варианты, по которым человек от неандертальцев отличается. И вот кто-то от неандертальцев отличается чуть больше, кто-то — чуть меньше. А вообще неандертальцы скрещивались с нашими предками, поэтому у всех нас есть небольшой процент генетических вариантов, свойственных неандертальцам.

Поиск родственников и вторых половинок

А можно ли с помощью тестов найти родственников? Да. Но важно, чтобы ваш потенциальный родственник тоже прошёл генетическое тестирование — и, желательно, в той же компании, куда вы обратились. Многие люди действительно с помощью анализа ДНК находят близких и дальних членов семьи. Мои однокурсники, например, так находили своих родственников и даже с ними встречались.

А вот можно ли с помощью тестов найти своих будущих родственников — то есть вторую половинку? Это популярный сюжет для многих книг и сериалов — так, в романе «Единственный» исследовательница открывает способ поиска идеального партнера по ДНК и создаёт амбициозный сервис по подбору пар. По сюжету, некоторые персонажи проходят тестирование и выясняют, что их партнёр на самом деле им не подходит! И в итоге разваливаются семьи.

Но вообще, когда мы выбираем партнёра, нам очень важны в нём личностные качества, которые зависят не только от генов, но и от воспитания и культуры. Так, интеллектуальные способности для жителя развитой страны примерно поровну зависят от генов и воспитания. Поэтому тесты далеко не всё могут сказать о человеке. А ещё представьте: вы девушка из Москвы, сдали слюну, чтобы найти своего идеального партнёра... И в итоге выясняется, что ваш идеальный партнёр — из племени масаи. Он живёт в саванне на юге Кении, говорит на масайском языке и, возможно, уже имеет двух жён и десятерых детей. Думаю, вы вряд ли обрадуетесь такому потенциальному союзу. Но, самое главное, чего не определяют ваши гены — ваш возраст. Вот и живите с информацией, что вашему избранному немного за семьдесят. Да и в целом, что такое идеальный генетический партнер, не очень понятно. Вполне достаточно, что вы не совпадаете по упомянутым ранее вредным мутациям, что более вероятно, если вы не близкие родственники.

Впрочем, с помощью генетического тестирования вам могут помочь избежать близкородственного брака. В некоторых странах и регионах есть такая проблема — девушка вступает в половую связь с парнем, не зная, что он — её троюродный брат. Часто потомство у таких родителей страдает от разных генетических заболеваний. И в итоге сейчас, например, в еврейских общинах есть компании, которые помогут выяснить, не является ли ваш парень вашим кровным родственником. А в Исландии, например, придумали приложение «Антиинцест», которое позволяет определить, не с троюродным ли дядей вы собрались пойти на свидание. Правда это приложение основано не на генетических данных, а на генеалогических деревьях, которые принято бережно составлять в этой стране.

«Твой максимум — йога в гамаках»

Я уже написал, что с помощью генетического теста нельзя узнать, чем вам лучше заниматься — шахматами или прыжками с шестом. Да, гены играют важную роль в физических способностях человека. Близнецовые исследования показали, что для элитных спортсменов международного уровня вклад генетики в их успех составляет 30-80% (близнец успешного атлета с большой вероятностью будет тоже успешным атлетом, чем случайный человек). Да, гены важны. Но при этом нельзя сделать тест и сказать: «Ага, вот ты — второй Рональдо!» или «Так, а вот твой максимум — это йога в гамаках».

Есть такой ген — актин-3. Продукт этого гена, белок актин, влияет на силу мышечных сокращений. Есть разные варианты этого гена: одни чаще встречаются у тяжёлоатлетов, другие — у спринтеров, третьи — у обычных людей, которые просто на фитнес ходят. И теоретически можно выяснить, есть ли у вас ген тяжелоатлета или спринтера. Но при этом есть спринтеры уровня олимпийских чемпионов, у которых отсутствует «хороший» вариант этого гена. В фильме «Гаттака» такого человека даже в спортивный зал бы не пустили! А вот в реальной жизни не всем спортсменам нужны особые гены, чтобы побеждать на Олимпийских играх. И сортировка людей на спринтеров и тяжёлоатлетов на основании генетики не очень-то и работает.

Кроме того, существует более сотни известных генетических маркеров, которые могут встречаться у спортсменов. И не всегда можно уверенно сказать, как по ним или по их сочетанию предсказать, добьётся человек спортивных результатов или нет. Гены ведь взаимодействуют и друг с другом, и со средой. А ещё не все маркеры надёжны. Вот возьмём мы 10 человек, которые любят спать на левом боку, и 10 — которые любят спать на правом. Если их сравнить, то мы гарантированно найдём мутацию, которая будет свойственна исключительно левобоким. Просто потому, что генетических вариантов ужасно много — что-нибудь да найдётся. Но при этом никакого гена левобокости не существует! Это называется проблемой множественного сравнения.

Чтобы найти условные «гены спорта», нужно уговорить огромное количество элитных спортсменов принять участие в исследованиях. А без глобальных исследований судить о том, какие гены дают фору пловцам, а какие — баскетболистам, очень сложно. Но самое забавное другое. Оказывается, что есть куда более простой и надёжный способ предсказать, получиться ли из человека успешный спортсмен. Надо смотреть не на генетику, а на его реальные физические данные (или на способность эти данные улучшать в результате тренировок). Бегает быстро? В спортсмены годится! И никакой слюны сдавать не надо.

Специалисты в области спортивной генетики отмечают, что ни одна серьёзная спортивная организация не использует генетические тесты для отбора будущих атлетов и пловцов. Физические тесты, считают эксперты, намного показательнее и надёжнее. Приведу один конкретный пример. Так, существует «ген марафонца» — NRF-2, его ещё называют «ядерным респираторным фактором-2». Но, как показали исследования, лишь 12-14% элитных марафонцев обладают «идеальным» вариантом этого гена. Это выше, чем в среднем по популяции. Но и чемпионы с «неидеальным» вариантом добились огромных успехов в спорте.

Как правильно питаться

Идём дальше: разработчики генетических тестов иногда обещают потенциальным клиентам подборку идеальной диеты. Можно ли вам завтракать яичницей? Стоит ли отказаться от мяса? Сдайте слюну — и получите ответ! В этом есть доля правды: например, у меня непереносимость лактозы, поэтому я не могу пить обычное молоко. Сейчас я перешёл на безлактозное — и чувствую себя отлично.

Генетический тест может показать, что у вас есть — или разовьётся в будущем — непереносимость лактозы. Но есть нюанс. О своей непереносимости вы можете узнать и безо всякого генетического теста — просто потому, что после завтрака хлопьями с обычным молоком будете чувствовать себя не очень хорошо. Ещё можно генетически определить фенилкетонурию — очень сильную и опасную непереносимость фенилаланина в еде. Также тест покажет, есть ли у вас целиакия — наследственная непереносимость глютена (одного из самых важных питательных белков в хлебе и зерновых). Но обо всех этих непереносимостях люди часто узнают и без персональных генетических тестов. В итоге рекомендации по еде получаются примерно одинаковыми для всех (средиземноморская диета нынче считается одной из лучших), кроме небольшого процента людей, которые, скорее всего, и так знют, чего им есть не следует.

А как насчёт не еды, а напитков? Есть такой фермент — алкогольдегидрогеназа, который превращает алкоголь в ацетальдегид (вызывающий похмелье). Это вещество расщепляет другой фермент, альдегид-дегидрогеназа. Он превращает её в уксусную кислоту, которая выводится почками. Так вот, у разных людей эти ферменты бывают быстрые и медленные. У кого-то алкоголь слишком быстро расщепляется, а в организме накапливается ацетальдегид — краснеет лицо и сразу начинается похмелье. У других быстро расщепляется ацетальдегид и реже бывает похмелье, но повышается риск алкоголизма. У третьих оба фермента быстрые, и алкоголь на них действует слабее, чем обычно. Генетические тесты могут проверить, что у вас с этими генетическими вариантами, но, опять-таки, большинство людей и так знают свою реакцию на алкоголь. И тут скорее самое важное другое: насколько вас к нему тянет. Если есть признаки склонности к злоупотреблению спиртным, общий совет — не пить.

Ещё один популярный напиток — кофе. Есть исследования, которые показывают, что употребление кофе ассоциировано со сниженной (примерно на 15%) смертностью. То есть кофе (или чай) скорее полезны. Но при этом есть генетические мутации, при которых не рекомендуется пить кофе из-за повышения риска ряда сердечно-сосудистых заболеваний.

В общем, не так уж много можно узнать об индивидуальных диетических предпочтениях на основе вашей ДНК.

Болезни, записанные в генах

Ещё очень популярно по генам определять предрасположенность к заболеваниям. Вам могут даже нарисовать график — риск какого заболевания у вас повышен в 2 раза, какого — в 3 и так далее. Иногда это информативно — как в случае с генами BRCА-1 и BRCА-2. Человек узнаёт о том, что он — носитель таких мутаций, и может что-то предпринять. Но очень часто с повышенным риском заболеваний ничего сделать не получится. Например, есть болезнь Хантингтона — вы наверняка про неё слышали, если смотрели «Доктора Хауса». Это аутосомно-доминантное генетическое смертельное заболевание нервной системы, которое очень хорошо диагностируется. Но болезнь Хантингтона невозможно предотвратить: человеку можно лишь сообщить о том, что ему предстоит с ней бороться. Возникает сложный этический вопрос — сообщать клиентам о таких заболеваниях или нет. Ведь человеку придётся жить с мыслью, что его ждёт болезненный и неприятный конец.

Приведу ещё один пример. Существует аполипротеин Е — это такой белок, который транспортирует по организму холестерин, в том числе к нервным клеткам. И есть генетический вариант этого аполипротеина, который в 15 раз повышает риск болезни Альцгеймера. Мало того, он ещё и сильно повышает риск атеросклероза. Я очень был рад узнать, что у меня такого нет. С одной стороны, от болезни Альцгеймера до сих пор не придумали хорошего лекарства — и узнать о таком повышенном риске может быть большим стрессом. С другой стороны, обнаружение у себя такого генетического варианта может подтолкнуть человека к более интенсивному занятию спортом (которое снижает риск болезни Альцгеймера и сердечно-сосудистых заболеваний).

Существует проблема интерпретации генетических тестов. Популярные тесты часто предсказывают разные распространённые болезни с вероятностью в виде процентов: например, «у вас риск глиомы увеличен вдвое». Но такая информация часто достаточно бесполезна, потому что из неё ничего толком не следует. Если риск глиомы в течении жизни обычного человека 0,5%, а оказалось, что у вас он аж 1%, то ничего особого для вас не изменилось. Вы будете жить, исходя из того, что, скорее всего, никакая глиома вам не грозит.

А вот чего не хватает популярным тестам не хватает? На мой взгляд, было бы интересно проверять людей на мутацию устойчивости к ВИЧ. Да, такая существует, это делеция в 32 нуклеотиде в гене CCR5 рецептора хемокинов. Впрочем, хоть и прикольно знать про такую устойчивость, это тоже мало чего должно изменить в поведении людей. Ведь, помимо ВИЧ, есть куча других заболеваний, которые передаются половым путём — сифилис, например. Но на описанную мутацию, насколько я знаю, в генетических компаниях обычно не проверяют.

Ещё на генетическое тестирование пациентов могут отправлять врачи — если они подозревают какое-то генетически обусловленное заболевание. У меня, например, одно время проявлялись разные неприятные симптомы, которые никто не мог объяснить. В итоге мой семейный врач предположил, что у меня мутация в гене, который предсказывает появление болезни Жильбера. К счастью, у меня оказались поломаны не обе копии гена, а лишь одна — и в итоге на моей жизни заболевание почти никак не отражается, а небольшие изменения образа жизни устраняют симптомы. А ещё, как я выяснил, моя мутация ассоциирована с более высокой продолжительностью жизни, по данным ряда исследований. Вредная мутация оказалась немножко полезной!

Ещё одна очень важная развивающаяся прикладная область, связанная с генетическими тестами — фармакогенетика. Это наука, которая изучает, как гены влияют на действие разных лекарств. Например, есть ген, кодирующий цитохром-p450 — это фермент, окисляющий в нашем организме огромное количество разных молекул, включая редкие, которые наш организм обычно не встречает в природе. Сюда попадают и некоторые лекарства, причём некоторые лекарства p450 разрушает, а другие, наоборот, переводит в активную действующую форму. У некоторых людей описанный фермент обычный, у других — подавленный, а у третьих гиперактивный. Поэтому разным людям нужно давать разную дозу медикаментов. Например, если p450 гиперактивен, то пациенту нужно давать большую дозу лекарства, выступающего действующим веществом, и меньшую дозу, если оно является предшественником своей непосредственно активной формы.

Так вот, эту активность p450 (и не только) можно узнать генетически, записать в карточку — и в будущем всегда иметь в виду. Это и есть та самая индивидуализированная медицина будущего, которая учитывает личные особенности пациента (а не какая-нибудь гомеопатия, где под видом индивидуального лечения всем выдают одинаковый сахар). Что ещё интересно: такие отличия в усвоении лекарств могут быть своими для разных популяций, разных стран и континентов. Поэтому в будущем у каждой страны будут свои генетические инструкции по использованию лекарств. Фармакогенетика — это круто!

Подведём итоги. Генетические тесты очень важны при планировании детей. Есть польза от тестов при выявлении рисков по разным заболеваниям. А вот в остальном — особенно что касается питания, происхождения и спорта — стоит относиться к этой затее как к развлечению.

И ещё нюанс: я упомянул, что сейчас мы тестируем не весь геном, а только известные кусочки, узнаваемые странички. И используем для этого чипы со светящимися точками. Так вот, звучат предположения, что эти чипы не так надёжны, как изначально предполагали генетики. Был эксперимент, в ходе которого добровольцев проверяли на мутацию, связанную с тяжелой болезнью. И в нём использовали параллельно и чип, и чтение генома. В их случае они увидели 40% ложноположительных результатов у чипов. То есть чип говорил, что болезнь есть, когда, согласно другому методу анализа, её не было.

Тут есть нюанс: так как это очень редкая болезнь, неудивительно, что так много ложноположительных результатов (истинно положительный результат встречается крайне редко). Но пока что нам нужно очень аккуратно относиться к результатам таких тестов. Пока что панельные генетические тесты-чипы — это не «золотой стандарт» тестирования в медицине.

Источники ↗

Представьте, что вы отправились в научную экспедицию на далёкий север. Там, во время раскопок вечной мерзлоты, вы с другими членами команды, сами того не зная, выпустили на свободу древний опасный вирус. Некоторые члены вашей экспедиции заразились. Ничего не подозревая, вы пришли в гости к жителям крупного поселения. Вскоре некоторые ваши коллеги и местные жители слегли в постель с разными симптомами — одни начали кашлять кровью, другие терять слух, третьи мучаться от припадков. Заражённые стали умирать — заболевание (назовём его алтайской цигейкой) оказалось очень серьёзным. Ответственность за распространение болезни лежит на вас — и вы начинаете думать, как остановить мор, который уже начал распространяться и на другие поселения.

И вот вы открываете учебник и начинаете изучать, как устроен иммунитет и можно ли его усилить. И обнаруживаете, что иммунитет — это очень сложная штука. И говорить «иммунитет вырос», «иммунитет ослаб» на самом деле не очень корректно, потому что иногда человек обладает очень сильным иммунитетом против одного патогена и слабым — против другого. Например, пациент, уже переболевший ветрянкой, скорее всего, не заразится этим заболеванием повторно — зато может стать жертвой гепатита B или коронавируса.

«Началась инфекция, все сюда, боритесь с чужаками!»

Иммунитет условно делится на две «ветки»: одна называется адаптивным (обучаемым) иммунитетом, а вторая — врождённым. Врождённый иммунитет сложно «прокачать», потому что он действует всегда. Он всё время «мониторит» попадание в организм разных чужеродных объектов — например, бактерий. Бактерии отличаются от наших с вами клеток. Например, у большинства из них есть специальная клеточная стенка, а на этой стенке «живут» разные необычные вещества. По таким специфичным для патогенов сигналам иммунитет сразу «понимает», что в гости заглянул чужак, которого надо немедленно изгнать. С вирусами та же история — они очень сильно отличается от клеток. Генетический материал в наших клетках — это двухцепочечная молекула ДНК, с которой считывается молекула РНК, которая потом используется для синтеза различных белков. А у вирусов (не у всех) встречается, например, двухцепочечная молекула РНК. Если наша клетка обнаруживает такую странность внутри себя, в ней запускается РНК-интерференция — клетка начинает «нарезать» двухцепочечную РНК и даже обычные РНК, похожие на неё, от греха подальше. Кроме того, клетка «бьёт тревогу». Говоря простым языком, она выделяет разные вещества, которые кричат соседним клеткам: «Началась инфекция, все сюда, боритесь с чужаками!» Вы наверняка слышали про интерфероны — это и есть «молекулы тревоги», которые сообщают собратьям о вторжении вируса. В итоге клетки иммунной системы набегают и пытаются побороть инфекцию.

Если клетка определила, что заражена вирусом, она также может совершить самоубийство. Делает она это очень аккуратно. Не просто разрушается с вываливанием содержимого наружу, а проходит через запрограммированную клеточную смерть, которую ещё называют апоптозом. Клетка разбирает себя на части, превращаясь в множество небольших мембранных пузырьков, хранящих её содержимое, избегая распространения вируса по организму. Части умершей клетки обычно «съедают» другие клетки, в частности, иммунной системы. В общем, у нашего организма есть целый набор стандартных защитных схем на разного рода инфекции, которые не вдаются в подробности, какой именно патоген вторгся, но распознают некоторые их универсальные признаки.

А как обстоят дела с адаптивным иммунитетом? Это удивительное изобретение природы! Представьте: у нас есть наш геном, 3 млрд букв нуклеотидов, из которых состоит наша ДНК. И в этом огромном тексте есть порядка 20 тыс. осмысленных предложений, которые мы называем генами. Гены, в свою очередь, кодируют белки — а белки обеспечивают массу полезных штук в нашем организме. Одни белки — это ферменты, которые отвечают за разные химические реакции, другие — рецепторы, которые находятся на поверхности клетки и помогают воспринимать разные сигналы. Третьи белки — структурные, они помогают клеткам двигаться или держать форму. В общем, белков очень много — и они очень разные.

При этом у нас есть миллионы (!) разных генов, которые кодируют антитела — специальные белки для распознавания чужеродных молекул и патогенов. Всего генов двадцать тысяч, а разнообразие генов антител миллионы — не видите парадокса? Дело в том, что 20 тыс. генов в нашем геноме — это универсальные, стандартные гены-чертежи, которые есть в каждой клетке. А вот клетки иммунной системы «изобретают» новые гены, которые и кодируют антитела: они как маленькие мастерские, работающие на заказ. Технически это называется «рекомбинацией»: берём ДНК, режем-клеим фрагменты — и получается новый уникальный ген, который кодирует новый специальный белок-антитело. Вариантов, как резать и клеить, огромное количество. Отсюда и берётся миллион разных генов и антител. Причем в каждом B-лимфоците будет реализована одна из множества этих комбинаций. Аналогично возникает огромное разнообразие рецепторов на поверхности лимфоцитов, помогающих распознавать самые разные инфекции.

Лимфоциты — основа нашей адаптивной иммунной системы. Почему она адаптивная? Потому что умеет обучаться. Как она обучается? По сути благодаря эволюции внутри нас. Организм не знает заранее, с какими инфекциями он может столкнуться, поэтому создаёт огромное количество генетически разнообразных клеток-охотников. Один охотник готовится встречать «серых волков», а другой «фиолетовых зайцев с одним красным ухом». Понятно, что какие-то охотники могут никогда не встретить свою жертву — и это нормально. Но если охотнику повезло встретить свою цель, то он на радостях начинает активно размножаться и производит целую армию своих клонов. Теперь ни один фиолетовый заяц с одним красным ухом не пройдет.

.

Алтайская цигейка — инфекция очень хитрая. Она научилась избегать врождённого иммунитета, который с ней просто не справляется. И вот инфекция ползёт по организму... И сталкивается с элементами адаптивного иммунитета. Но большая часть клеток адаптивного иммунитета не узнают патоген и проходят мимо, потому что они умеют бороться с другими врагами, а цигейка им совсем не интересна. После тысяч таких встреч ключик случайно подбирается к замку: одна из клеток-«охотников» нападает на вирус! Её рецептор как раз подходит к приметам цигейки. Вот зачем нужно столько разных версий генов — чтобы организм мог узнавать новую заразу, даже если никогда раньше её не видел. Причём, когда клетка-«охотник» начинает делиться, она ещё слегка меняет свои гены, отвечающие за распознавание патогена. Более удачливые охотники, получившие мутацию, усиливающую распознавание, получают эволюционное преимущество и плодятся ещё активнее. Это тоже важная составляющая обучения.

Что происходит с клетками-охотниками, когда алтайская цигейка побеждена? Кто-то из них распадается и умирает, кто-то остаётся в организме в качестве «клеток памяти», которые, в случае повторного визита цигейки, тут же её прикончат. Думаю, теперь вы понимаете, почему почти никто не болеет ветрянкой повторно — иммунитет к этой болезни сохраняется у человека практически на всю жизнь.

«Что, если просто ввести в тело ослабленную версию вируса?»

Итак, мы немного разобрались, как работает иммунитет. Теперь нам надо применить знания на практике и победить алтайскую цигейку! Самый верный способ приобрести иммунитет против цигейки — ей заразиться, конечно же. Вирус в вас попадёт, вы выздоровеете и останетесь с классным иммунитетом. Ну или умрёте. А ещё не забывайте, что наш древний вирус вызывает глухоту, рвоту, судороги и прочие неприятности. Так что вряд ли бы вы захотели ей переболеть. Тогда давайте думать, как приобрести иммунитет, при этом не заражаясь инфекцией.

Предлагаю такой вариант: можно взять цигейку и её ослабить — тогда при попадании недуга в организм человек выработает иммунитет, но без рвоты и возможной смерти. Кстати, этот же вариант в интернете предлагают и пользователи без медицинского или биологического образования. Вот что написал в социальных сетях один парень: «Что если вместо вакцины мы подвергнем себя ослабленной версии вируса — и это поможет нам построить антитела и бороться с реальным патогеном». Этот интернет-пользователь только что изобрёл... вакцинацию! Имя автора цитаты, кстати — Джек Пособец. Это ультраправый блогер, который очень любит Трампа и конспирологию, зато не любит прививки.

Получается, вакцинация — это процесс, который, по идее, должен радовать любителей всего натурального и естественного. Ведь иммунизация — это способ обучения нашей естественной иммунной системы путём введения более слабого или обезвреженного патогена или его частей! Круто же! Почему тогда так много людей выступают против прививок?

Вообще первую вакцину создали по описанному мной принципу: раньше во многих странах бушевала обычная оспа, а ещё была коровья оспа, которая вызывала гораздо менее опасные последствия для человека. И учёные решили прививать людей ослабленной коровьей оспой, чтобы те не болели оспой настоящей. Так наука спасла планету от огромного количества смертей.

«Прививки слишком быстро разработали»

Разумеется, со времён первых вакцин иммунизация стала намного безопаснее и эффективнее. Потому что заражение пациентов ослабленным патогеном всё равно может вызвать неприятные симптомы — ведь иммунная система даже на ослабленный вирус порой реагирует очень бурно. Кроме того, коровья оспа — не то же самое, что оспа обыкновенная, поэтому вакцина была не идеальной.

Учёные вскоре выяснили, что ослабить вирус можно с помощью нагревания или радиации. Так вирус перестаёт размножаться, но его белки, на которые реагирует иммунитет, сохраняются. Сейчас наступила эпоха векторных вакцин. Это вакцины, в которых используется вирусная оболочка для доставки генетического материала, кодирующего требуемый антиген, в клетки-хозяева реципиента. На этом принципе основаны, например, некоторые прививки против коронавируса и Эболы. Ещё можно отдельно в пробирке синтезировать белок вируса — и его ввести в тело. В общем, вакцины можно разрабатывать самыми разными способами. При этом главный принцип всех видов прививок одинаков — они доставляют в организм безопасную версию патогена или его части, и организм учится с ним бороться.

В общем, вирус нашей цигейки можно просто убить — и ввести его пациентам (но это долго и сложно, потому что вирус надо научиться выделять и производить в промышленных масштабах). Проще прочитать геном вируса (его генетический материал). Тогда по его генам мы можем точно узнать, какие у вируса белки на поверхности, ведь гены — это инструкции для сборки белков. А дальше мы можем эти гены запихнуть в какой-нибудь уже проверенный носитель — будь то вирусный вектор или мембранные оболочки (как в случае с мРНК-вакцинами), для производствах которых уже налажена вся инфраструктура.

Именно так разработали прививки против коронавируса! В Китае учёные прочитали геном вируса, отправили его по интернету в лабораторию на другом конце света — и другие учёные разработали вакцины, не имея на руках живого образца опасного вируса. Правда, тогда многие испугались, что «прививки слишком быстро разработали». Но вообще-то использованный метод тем и хорош, что позволяет разработать вакцину и наладить её производство в самые короткие сроки.

Насколько безопасны вакцины

Конечно, у вакцин бывают нежелательные эффекты, ведь они по задумке должны вызывать реакцию иммунной системы. И иногда реакция может быть более сильной, чем хотелось бы. Примерно в 1 случае на 1 000 000 введённых инъекций люди сталкиваются с острой аллергической реакцией немедленного типа — анафилактическим шоком. Это потенциально опасно, но не смертельно, если рядом есть грамотный врач или медсестра, поэтому после вакцинации людей просят посидеть недолго в приемной.

Возможны и другие (менее острые) проблемы, связанные с вакцинами, ведь люди разные и у всех могут быть свои особенности. Но самое главное, что надо понимать: вакцина заведомо безопасней, чем сам вирус. Если организм плохо отреагировал на часть вируса или на его ослабленную версию, то представьте, что было бы при встрече с его размножающейся патогенной версией. Поэтому, если вы думаете, делать прививку или нет, сравните возможные «эффекты» от вакцины и от настоящей болезни. Что лучше — посидеть с небольшой температурой после вакцины от коклюша, или месяцами кашлять и страдать от слабости? По-моему, ответ очевиден.

Конечно, во время эпидемии можно посидеть в бункере и не вакцинироваться. Но всё равно из бункера вам рано или поздно придётся выйти. И тогда вы можете столкнуться с эволюционировавшей формой цигейки, возможно — более опасной и смертельной.

Но почему тогда так много людей выступает против вакцинации? Во-первых, многие люди верят, что именно их инфекция не коснётся. Ведь у них «крепкий» иммунитет, они носят на шее чеснок, едят имбирь с мёдом и обливаются холодной водой! Кто-то считает, что молитвы и вера в бога помогут не заразиться корью или гриппом. Такие товарищи рассуждают следующим образом: «Ага, если я сделаю прививку, значит, я не до конца доверяю богу». Увы, болеют даже люди с идеальным здоровьем, спортсмены и любитель ЗОЖ. Вирус — это молекулярная машина, для которого вы — просто среда для размножения. Плевать ему и на ваши религиозные взгляды: католики и православные болеют не реже, чем буддисты и атеисты. Во-вторых, есть вопрос ответственности: если что-то пойдёт не так после вакцины, то человек может почувствовать себя виноватым. А если что-то плохое случится из-за самой болезни, то «на все воля Божья». Это может толкать нас к нерациональному поведению.

Ещё бывают люди, которые просто боятся уколов или вида крови, поэтому для них сама идея вакцинации неприятна. И они ищут всевозможные поводы этого не делать. Работает здесь и эвристика доступности, когда человеку кажется более вероятным то, что интуитивно легче приходит на ум. Человек слышал о нескольких случаях осложнений после вакцинации, например, из упоминаний в СМИ, и предполагает, что такое случается часто. Хотя на самом деле риск невелик. Тут как с аэрофобией: мы все слышали об авиакатастрофах и часто боимся, что это может произойти с нами, но, по статистике, самолёты — это один из самых безопасных способов передвижения по миру. Наконец, к сожалению, есть огромное количество наукообразных мифов о вакцинах, вроде того, что они якобы вызывают аутизм.

Вакцины вызывают аутизм?

Сейчас в интернете гуляет множество страшилок о вакцинации. Например, очень популярен миф о том, что прививки вызывают аутизм. Его автор — британский врач по имени Эндрю Уэйкфилд. Однажды он опубликовал на страницах престижного журнала The Lancet исследование о связи между вакциной против кори, эпидемического паротита и краснухи (MMR) и аутизмом. При этом Уэйкфилд отметил, что его выборка — небольшая, всего из 12 человек (!), а выводы из его статьи — лишь предположение. По словам врача, тройная вакцина опасна — поэтому от каждой болезни нужно вводить свою отдельную вакцину. Интересный факт: сам Эндрю Уэйкфилд являлся... автором патента на однокомпонентную вакцину от кори. Налицо конфликт интересов — о котором британец вежливо умолчал.

Вскоре вскрылось множество других неприятных деталей — например, что медик внаглую подтасовывал данные детей, участвовавших в исследовании. Выяснилось, что у одних мальчиков и девочек признаки аутизма появились до вакцинации, а у других диагноз вообще не подтвердился. К счастью, The Lancet отозвал статью. Самого Эндрю Уэйкфилда вычеркнули из медицинского реестра Великобритании и запретили заниматься медицинской деятельностью. Множественные проверки MMR-вакцин (в том числе с выборкой в 1 256 000 детей) не нашли никакой связи между вакцинацией и РАС. Тем не менее, до сих пор многие родители боятся прививать своих детей, чтобы те «не стали аутистами». Причём, по мнению антивакцинаторов, РАС может вызвать абсолютно любая прививка. И не только РАС. Так, однажды по федеральному каналу объявили, что певица Юлия Самойлова «росла здоровой девочкой, но после прививки заболела спинально-мышечной атрофией». Но спинально-мышечная атрофия (СМА) — это генетическое заболевание, которое можно диагностировать ещё на стадии одноклеточного эмбриона. Ни внутриутробное развитие, ни прививки не могут повлиять на появление или отсутствие у человека СМА.

Множество детей прививают. У множества детей диагностируют аутизм. Было бы странно, если бы не было вакцинированных мальчиков и девочек, диагностированных с тем или иным недугом. И действительно, бывает, что ребёнок получает прививку, а после (часто сильно после) у него диагностируют аутизм. А бывает, что после прививки кому-то на голову падает кирпич. Напоминаю, что «после — не значит вследствие». По этой теме провели огромное количество исследований и не нашли никакой связи между вакцинами и риском аутизма. Аналогично не выдерживают критики и другие аргументы противников вакцин, преимущественно связанных с пересказом опровергнутых исследований и некорректными цитированиями.

Прививка от заблуждений

Есть одно интересное исследование — о том, как лучше всего убеждать людей вакцинироваться. В нём учёные взяли довольно большую выборку мужчин и женщин и опробовали на них пять вариантов преподнесения информации: нейтральная; только антинаучная; только научная; сначала антинаучная, потом разоблачение с помощью научной; сначала научная, потом уже конспирология.

После этого добровольцам говорили: допустим, есть ребёнок, которого нужно вакцинировать от некой малоизвестной болезни — например, от алтайской цигейки. Решение зависит только от вас. Будете ли вы вакцинировать ребёнка? Если человеку сообщали хорошие, полезные факты о вакцинации, он с большей охотой соглашался вакцинировать гипотетического ребёнка и меньше верил в мифы о прививках. В общем, наука — это своего рода вакцина от антивакцинных мифов.

А ещё в ходе этого эксперимента учёные выяснили: если сначала дезинформировать человека, убедить его в опасности вакцин — а потом уже информировать реальными данными о вакцинах, он уже хуже будет воспринимать научную информацию. То есть конспирологические теории, в свою очередь, могут прививать людям иммунитет к фактам, вызывать фактоустойчивость. Есть о чём задуматься.

Я убежден, что нет более опасной лженауки, чем отрицание важности вакцин. Не так давно я составлял рейтинг лженаук и поставил антивакцинаторство на первое место. Поделитесь своим мнением о том, согласны ли вы в такой оценкой — и не забудьте прислать этот текст или мой новый ролик про вакцины подругам и родственникам, которые отрицают пользу вакцинации. Давайте привьем их от опасного мракобесия.

Источники ↗

Треть своей жизни мы тратим на сон, хотя могли бы есть, охотиться, размножаться и играть в компьютерные игры. Кроме того во время сна организм уязвим и не может постоять за себя. И все же сон вездесущ. Похожее на сон поведение встречается даже у мух и некоторых медуз, а нарушения сна часто связаны с серьезными проблемами. Давайте разбираться, зачем природа изобрела столь странное состояние неактивности и может ли оказаться, что сон не настолько важен, насколько мы привыкли думать.

Существует множество гипотез о функциях сна. Одна точка зрения состоит в том, что сон нужен сам по себе — для консолидации памяти, очистки мозга от метаболитов, восстановления организма, а может даже для регуляции работы внутренних органов. А уязвимость спящего организма — это такая «расплата» за пользу, которую несёт сон. Другие исследователи полагают, что польза от сна состоит в первую очередь в том, что в это время организм экономит энергию и не подвергает себя ненужным рискам. Например, спящий человек не пойдёт в лес в темноте, где его поджидает саблезубый тигр, не провалится в плохо освещенную яму, не наткнется на ветку. По той же причина природа могла придумать и лень.

Один из аргументов в пользу жизненной необходимости сна в его универсальности. Спят не только люди, но и другие животные — мыши, котики, слоны и пингвины (по данным свежего исследования в журнале Science эти птицы спят по десять тысяч раз в день, но всего по 4 секунды, накапливая в итоге около 11 часов сна). Даже медузы впадают в состояние покоя похожее на сон — а если медузам не давать «спать», то потом им потребуется больше неподвижного времени. Конечно, это не совсем то же самое, что наш сон и медузе не сделать энцефалограмму, чтобы определить фазы сна, но некоторое сходство прослеживается.

Сон-подобное поведение встречается и у мух и у круглых червей. Но действительно ли из «универсальности» сна следует вывод, что он жизненно необходим? На самом деле нет: в мире есть и другие универсальные вещи, которые при этом нельзя назвать жизненно необходимыми. Например, циркадные ритмы — «биологические часы», которые есть даже у бактерий. Но при этом с помощью генетических вмешательств можно эти ритмы у некоторых видов отменить — и никакой катастрофы не происходит. То есть циркадные ритмы полезны, но не жизненно необходимы. А вот можно ли сказать то же самое про сон?

Учёные многократно проводили эксперименты по депривации сна на животных. Например, ранние опыты на собаках указывали на то, что лишение сна может быть смертельным. Увы, эти опыты были не только не гуманными, но и мало информативными, ведь собак не просто лишали сна, а подвергали огромному стрессу. Вопрос: из-за чего состояние четвероногих ухудшалось — из-за недосыпа или из-за доставленных мучений, служивших инструментом депривации?

Затем появились более аккуратные эксперименты на крысах. Исследователи брали ёмкость с водой на дне и диском, который может вращаться, над ней. Если диск вращается, крыса падает в воду. В общем, учёные помещают грызуна в ёмкость и следят за нервной системой подопытной. Если выясняется, что крыса засыпает, её «скидывают» в воду. В ёмкость также помещают грызуна из контрольной группы который проводит в воде столько же времени, но может спать, когда ‘экспериментальная крыса не спит. Ведь диск вращается, только если засыпает первая крыса. Зачем нужен зверёк из контрольной группы? Чтобы отделить последствия «купаний» от последствий недосыпа.

В итоге выяснилось, что проблемы со здоровьем возникают именно у крыс, которым мешают спать. Эти грызуны страдали от язв, они больше ели, но при этом мёрзли (нарушалась терморегуляция), а ещё в среднем недели через три подопытные умирали. А вот крысы из контрольной группы чувствовали себя неплохо. Получается, сон грызунам жизненно необходим? Давайте поиграем в адвоката дьявола. Во-первых, эти работы 20 летней давности, на удивление, не пробовали воспроизводить (во всяком случае я таких попыток не нашел) и что условия между контрольной и экспериментальной группой все равно не идентичные. Но похожие опыты ставили на голубях, и голуби, в отличии от грызунов, особо от деприваций не страдали — язв у них не возникало, мёрзли они не больше обычного и к смерти это не приводило.

А что со сном у организмов попроще? Не так давно учёные обнаружили, что мушки-дрозофилы впадают в состояние, похожее на сон. При этом, когда дрозофил «сна» лишают, чаще всего ничего плохого не происходит (хотя не факт, что в дикой природе депривация сна сказывается на мушках так же, как в лабораторных условиях). Но все еще интересней: есть мушки с определённой мутацией, которые из-за «недосыпа» все-таки умирают. Кроме того оказалось, что мушки даже одного вида очень сильно варьируют в продолжительности «сна». Одни мушки спят в сутки по несколько минут, а другие — по полтора часа. Самки дрозофил, как выяснили учёные, в среднем спят в два раза меньше, чем самцы!

Соноподобное поведение учёные обнаружили у вышеупомянутых медуз, а также у гидр. Медузы, например, «спят» так: они замирают и «тонут». А потом «просыпаются» и всплывают. Учёные прерывали сон и у медуз, и у гидр — у вторых из-за недосыпа снижалась активность стволовых клеток, но это не было смертельным.

Теперь выясним, могут ли люди обходиться без сна. Известны редкие случаи, когда мужчины и женщины подолгу не спали и рекордом здесь считается пациент с редким синдромом Морвана, который предположительно не спал целых четыре месяца. Хорошая новость в том, что мы знаем об этом не со слов пациента. Этот человек жил в лаборатории, за ним наблюдал с помощью полисомнографии известный сомнолог Мишель Жуве (Michel Jouvet).

Кстати, «неспящий» пациент не особо жаловался на самочувствие: он играл в шахматы, читал газеты, вёл обычный образ жизни. Правда, ночью иногда страдал от галлюцинаций. Очень здорово, что за мужчиной следили с помощью полисомнографии — потому что иногда люди думают, что они годами страдают от бессонницы и вообще не спят, но на самом деле спят (это называется парадоксальная инсомния). Ещё бывает микросон — это когда после долгого недосыпа вас «вырубает» на несколько секунд или десятков секунд, а вы ощущаете, что лишь моргнули глазами..

Обычно людям для хорошего самочувствия требуется 7-8 часов сна. Но некоторым в силу генетических особенностей достаточно поспать порядка 4 часов — и чувствовать себя при этом совершенно нормально. Получается, с помощью генной инженерии можно по крайней мере уменьшить потребность во сне? Такой эксперимент проводили с мышами — им отключали два связанных со сном гена. В итоге у грызунов исчезала фаза быстрого (парадоксального) сна, при которой быстро двигаются глазные яблоки и при которой нам обычно снятся сны, и вообще продолжительность сна существенно сокращалась. Мыши не заболевали, всё у них было хорошо.

Ну хорошо, а как быть с фатальной семейной бессонницей? Это очень тяжёлое наследственное заболевание, при котором пациент со временем утрачивает способность спать, ясно мыслить и в итоге умирает. Казалось бы вот железное доказательство необходимости сна, но есть нюанс. Дело в том, что это заболевание — прионное. Прионы — это такие белки, выступающие в роли своеобразных инфекционных агентов. У этих белков аномальная структура и когда они взаимодействуют с похожими на себя нормальными белками, то портят их и тоже переводят в неправильную конформацию. Так «плохие» прионы «размножаются». А наиболее известные прионные заболевания связаны с повреждениями мозга. И вот фатальная семейная бессонница как раз из таких.

Одно из самых известных прионных заболеваний — болезнь Крейтцфельда-Якоба. Её ещё называют болезнью людоедов, потому что были племена, в которых (преимущественно) женщины и дети ели мозги умерших соплеменников — и в итоге подхватывали этот прионный недуг, со временем превращающийся мозг в «губку». Не надо заниматься каннибализмом! Но самое интересное в том, что за болезнь Крейтцфельда-Якоба отвечает тот же самый белок. Вся разница в одной аминокислоте. Это очень похожие заболевания и возникает вопрос: может смерть при фатальной семейной бессонницы все-таки связана с повреждения мозга, а не простым недосыпом.

Давайте теперь обсудим основные идеи о том, для чего сон нужен. Есть популярная точка зрения, что во время фазы быстрого сна (REM-фазы) в мозге «проигрываются» события, происходившие в течение дня. Память «упорядочивается»: какие-то ненужные связи между нейронами удаляются, а иные закрепляются. При этом считается, что чем у существа выше коэффициент энцефализации (КЭ, отношение фактически наблюдаемой массы мозга к средней прогнозируемой массе мозга для млекопитающего данного размера), тем нужнее им фаза быстрого сна. Но недавно выяснилось, что дельфины — млекопитающие с очень высоким КЭ — обходятся без этой фазы. Но при этом дельфины хорошо обучаются, запоминают людей, да и вообще с памятью у них всё неплохо.

Фаза быстрого сна может почти отсутствовать и у человека. Так, в медицине описан случай, когда в мозг одного мужчины попал осколок снаряда — и в итоге повредился таламус. Осколок из мозга, конечно, удалили, а после этого пациент стал юристом и художником. Позже выяснилось, что его фаза быстрого сна длилась всего 6 минут, а не полтора часа, как у обычных людей. При этом никаких проблем с памятью у мужчины не было.

В 1970-х учёные поставили такой эксперимент: добровольцам надевали очки-перископы, при ношении которых мир переворачивается — верх оказывается внизу, а низ — наверху. Сначала участники исследования ничего не понимали, постоянно падали, не могли ничего делать. Однако со временем их мозг обучился воспринимать мир по-новому. При этом учёные наблюдали, что у них происходило с REM-сном. По словам авторов работы, REM-сон добровольцев удлинился! Однако позже другая группа специалистов повторила эксперимент — и никакого удлинения фазы быстрого сна не обнаружила. Более того, авторы исходной работы сами повторили эксперимент и согласились, что заявленного эффекта нет.

В общем, не понятно насколько REM-фаза влияет на память. Так, существует группа популярных антидепрессантов — ингибиторы моноаминоксидазы. Очень часто при приёме этих препаратов у пациентов пропадает REM-сон, причём надолго. Так вот, миллионы людей прямо сейчас принимают это лекарство — но никто не заметил, чтобы у них ухудшалась память. Есть даже отдельные исследования с выводом, что память у пациентов немного улучшается.

Но должен же сон быть для чего-то нужен! Пока что самой правдоподобной гипотезой видится следующая. В 2013 году Майкен Недергор опубликовала работу, согласно которой во время сна у нас происходит «промывка мозгов». Объясню на пальцах: в нашем головном мозге есть межклеточная жидкость, омывающая нейроны, которой во время сна становится больше. При этом из мозга удаляются некоторые вещества, в том числе бета-амилоиды. Это белки, накопление которых наблюдается при болезни Альцгеймера. Процесс «промывки мозгов» влияет на содержание ионов и сигнальных молекул в окружающей нейроны среде, что влияет на их способность активироваться. Поэтому мозг в состоянии сна не может работать так, как во время бодрствования.

Позже в пользу гипотезы «промывки мозгов» вышла еще одна работа. Во время глубокого сна у человека наблюдаются медленные ритмы мозговой активности (дельта ритмы). Когда нейроны активируются к ним приливает кровь, что приводит к локальному увеличению объема жидкости. Подобные ритмические притоки крови создают нечто вроде насоса, который прокачивает через мозг межклеточную жидкость. Было показано, что если человеку дать молекулярную метку, которая локализуется в его мозгу, то глубокий сон способствует ее выведению, а при депривации сна больше метки сохраняется. Так что вполне возможно, что сон нужен для поддержания гомеостаза среды, окружающей наши нервные клетки.

Но все же вопросов о функциях сна остается больше, чем ответов. Давайте следить за новыми исследованиями вместе.

Список литературы ↗

📽️ Смотреть видео целиком

Однажды ко мне после лекции подошла девушка. Она спросила: «А вы точно борец с мракобесием?» А я ей ответил: «Нет, на самом деле я экстрасенс. Загадайте число от 1 до 20». Девушка загадала число, а я ей говорю: «Вы загадали 8!» Моя собеседница очень удивилась: «Вы что, правда экстрасенс? Как вы угадали?» Я сказал, что настоящие ясновидящие не раскрывают секретов. Но с вами я поделюсь своей тайной: всё дело в том, что это была примерно двадцатая девушка, которая подходила ко мне с подобным вопросом после лекции. Правда, числа предыдущих слушательниц мне не удавалось угадать. И вот наконец «чудо» произошло!

Этот пост – про то, как наш мозг нас обманывает. Начну с простой задачки: представьте, что вы кидаете три шестигранных кубика. Вопрос: что вероятнее – что выпавшие числа в сумме составят 3 или 4? Иными словами, что легче получить – три единицы или две единицы и двойку? Несмотря на то, что люди играли с кубиками с незапамятных времён, ответ на такую задачку удалось найти лишь в XIII веке. Итак, вероятность выпадения четвёрки выше. Почему? Дело в том, что сумме, равной четырём, удовлетворяют три «элементарных события»: двойка может выпасть на первом кубике, на втором или на третьем (при условии, что на двух других единицы). А сумму, равную трём, можно получить только одним способом. То есть вероятность выпадения суммы, равной четырём, в три раза выше. Вроде всё просто! Но решение нашлось относительно недавно.

Всё дело в том, что теория вероятностей ужасно контринтуитивна. Люди часто принимают закономерности за случайные события, а случайные события – за закономерности. И сегодня мы разберём, почему это серьёзная проблема – и как она способствует появлению веры в разные странные вещи – в магию, экстрасенсорику, гадания, общение с духом прабабушки и прочие «чудеса».

«Мой мозг предсказал будущее!»

Расскажу историю про человека по имени Рой Салливан. Этот американец работал инспектором по охране национального парка в Вирджинии. Однажды его ударила молния. Потом молния ударила Салливана ещё раз. И ещё. И снова. И опять. Всего, согласно Книге рекордов Гиннесса, молния поражала несчастного рейнджера семь раз – но он остался в живых (в итоге Рой в возрасте 71 года, по версии следствия, покончил с собой из-за неразделённой любви). Кстати, жену Салливана, которая была младше супруга на 30 лет, тоже ударяла молния – и она выжила.

Удар молнии – не самое частое событие. Может показаться, что история Роя – это что-то невероятное и из ряда вон выходящее. Но на самом деле нельзя забывать, что Салливан работал рейнджером в Вирджинии. В этом штате порядка сорока дней в году – штормовые, то есть вероятность попадания в человека молнии в такое время повышается. Кроме того, Салливан работал на природе – ещё одна дополнительная угроза удара молнией. Но это всё мелочи на фоне самого главного. На планете живут миллиарды людей, и подобная история могла произойти с любым из нас. Случись она не с Роем, а с Ромой, мы бы сейчас обсуждали другого человека. Причём не обязательно должна была случиться история с молнией. Может быть, на Рому пять раз напала бы акула или он попал бы в десять автоаварий. Было бы странно, если бы ни с кем никогда не происходили подобные «чудеса».

Вообще чудо – это маловероятное событие, которое иногда с кем-то происходит – и отнюдь не по воле богов или высших сил. Если определить «чудо» как событие, вероятность которого, скажем, 1 к миллиарду в течении одного дня для одного человека, то ежедневно на планете происходит в среднем 8 чудес. Иногда это называют «Законом действительно больших чисел» (не путать с просто «законом больших чисел» из теории вероятностей): на достаточно большой выборке будут случаться крайне маловероятные события. Всё это усугубляется тем, что именно маловероятные события привлекают наш интерес. Например, иногда люди говорят, что им снятся вещие сны. «Мой мозг предсказал будущее, мой сон сбылся!» – рассказывают они. На самом деле сны людям снятся регулярно, но не все они сбываются. Про несбывшиеся сны мы забываем, а вот про один-единственный сбывшийся помним ещё двадцать лет и всем рассказываем. И снова наша жизнь наполняется «чудесами».

Наш мозг обманывает нас и более изощрёнными способами. Вот попробуйте решить ещё одну задачку: где-то на свете живёт девушка Линда. Ей 31 год, она за словом в карман не лезет и очень сообразительна. Она училась на факультете философии. Студенткой много размышляла о дискриминации и социальной несправедливости, участвовала в демонстрациях против распространения ядерного оружия.[ЕШ1]

Вопрос: что более вероятно?

1.  Линда – кассир в банке;

2.  Линда – кассир в банке и активная феминистка.

Это задачка на «ошибку конъюнкции», которую сформулировали лауреат Нобелевской премии по экономике Даниэль Канеман и психолог Амос Тверски. Правильный ответ на неё – 1, потому что вероятность совместных событий (Линда и кассир, и феминистка) всегда ниже, чем вероятность одного отдельного события (Линда – просто кассир). Канеман и Тверски заметили, что респонденты чаще всего дают на поставленную задачку неправильный ответ. Да и вообще ошибка конъюнкции, которую также называют проблемой Линды, свойственна большинству людей. Но особенно свойственна она тем, кто верит в разные теории заговора и паранормальные явления.

«От гомеопатии никто особо не умирает»

А теперь поговорим о парадоксе Симпсона – явлении в статистике, которое показывает неправомерность обобщений по нерепрезентативным выборкам. Звучит не очень понятно, поэтому объясню на примере: представьте, что вы читаете научную работу об эффективности гомеопатии. Авторы статьи пригласили для исследования 500 добровольцев, страдающих от опасной болезни. 250 из них лечились гомеопатией, вторая половина – нормальными лекарствами с доказанной эффективностью. В итоге выяснилось, что те пациенты, которые лечились сахарными шариками, выздоравливали чаще! Как такое могло произойти с точки зрения теории вероятностей?

Дело в том, что из 500 человек 300 страдали от лёгкой формы болезни, а остальные – от тяжёлой. Из 300 «лёгких» 200 лечились гомеопатией, а 100 – нормальными лекарствами. За неделю из 100 правильно лечившихся выздоровело 90 пациентов, а из 200 любителей шариков выздоровело лишь 150 (75%). А вот «тяжёлых» чаще лечили нормальными лекарствами: из 200 пациентов 150 принимали таблетки, 50 – гомеопатию. Из 150 лечившихся правильно за неделю выздоровела треть пациентов. А из 50 любителей гомеопатии выздоровело пять человек – всего 10%!

При этом, когда мы «смешиваем» тяжёлых и лёгких пациентов, выясняется, что гомеопатия помогла 155 людям, а лекарства – лишь 140. В общем, возникает парадокс Симпсона – когда при соединении разных массивов данных тенденция исчезает или меняется на противоположную. Этот же парадокс возникает, когда говорят: «От гомеопатии никто особо не умирает, а вот от обычной медицины только так пациенты гибнут». Но гомеопатией обычно не лечат переломы черепа, рак и гнойный перитонит – ей чаще всего лечат простуду. Не стоит манипулировать данными и сравнивать пациентов с насморком, которые и так поправятся через неделю, и пациентов с онкологией.

Кстати, вот недавний пример парадокса Симпсона: в Великобритании в какой-то момент смертность среди привитых от коронавируса стала выше, чем среди непривитых… Граждане забили тревогу: мол, смотрите, прививки убивают людей! Но на самом деле тогда в стране поголовно прививали стариков, инвалидов, пациентов с диабетом и раком. При этом не все здоровые и молодые британцы были привиты. Но антипрививочники, конечно, закрыли на этот факт глаза – и кричали про вред вакцин. Хотя исследователи, которые в той же Великобритании сравнивали привитых и непривитых из одной возрастной группы, выяснили: иммунизация снижает риск смерти.

Некоторые сторонники лженаучных идей иногда специально пользуются тем, что люди плохо ладят с теорией вероятностей. В той же Великобритании живёт парапсихолог Руперт Шелдрейк, автор книги «7 экспериментов, которые изменят мир». Руперт создал целый «научный метод» для доказательства экстрасенсорных способностей. Но секрет метода заключается в том, что Шелдрейк специально вносил в экспериментальные протоколы ошибки, которых наука пытается избежать. Это ошибки наподобие парадокса Симпсона — разные трюки при обработке данных, которые дают невероятные результаты.

Вот один из экспериментов, который описал парапсихолог. В нём участвовал человек с фантомной рукой (то есть человек, который лишился конечности, но по-прежнему её чувствовал). Доброволец должен был «положить» свою руку на одно из двух мест. При этом приглашённый экстрасенс пытался почувствовать, где же эта рука находится. Шелдрейк пишет: сначала маги не очень угадывали, где именно находится конечность, но со временем количество правильных ответов начало расти. «Значит, экстрасенсы чувствуют ауру тела!» -- пришёл к выводу мужчина. Можете сами повторить такой эксперимент и опровергнуть проклятую материалистическую науку! При это Шелдрейк описывает два важных условия, чтобы эксперимент с работал.  Во-первых, «экстрасенсам» каждый раз надо сообщать, угадали они или нет. А, во-вторых, нельзя доверять управление фантомной рукой генератору случайных чисел, добровольцы должны сами решать, когда и как им руку двигать.

В чём тут фокус? Когда люди пытаются имитировать случайность, у них, как правило, не очень получается. Психолог Питер Брюгер обнаружил эффект «избегания повторений»: имитируя случайные броски кубика, человек будет стараться не называть шестёрку после шестёрки, пятёрку после пятёрки и так далее, хотя на самом деле вероятность выпадения того или иного значения от предыдущего броска не зависит. Причём этот эффект особенно сильно выражен у верующих в паранормальное, в меньшей степени у агностиков и в ещё меньшей у скептиков.

Поэтому и в эксперименте Шелдрейка человек с фантомной конечностью не будет двигать ей случайно, даже если захочет, а будет следовать неким собственным представлениям о вероятных паттернах. Если экстрасенсу каждый раз сообщать, прав он или ошибся, вскоре он начнёт «предсказывать» поведение добровольца, угадывать эти паттерны, делать похожие не случайные выборы. Вот и весь секрет. Шелдрейк сумел воспроизвести в реальном мире известную шутку математиков: «Генерация случайных чисел слишком важна, чтобы оставлять её на волю случая!»

«Так, бабушка велела передать тебе: не надо ссориться из-за денег!»

Во многих компьютерных играх, где есть элементы случайности, разработчики специально придумывают «кармические кубики». Например, в «Baldur’s Gate III» игрокам постоянно надо подбрасывать двадцатигранные кубики – выпавшее число влияет на исход беседы, применение заклинания, изучение местности и так далее. Разработчики сделали так, что, если в предыдущий раз у пользователя выпало низкое значение на кубике, в следующий раз шанс успеха повысится (и наоборот) – таким образом у игроков не будет череды одних везений или сплошных неудач. Парадоксально, но подобная «неслучайность» лишь усиливает иллюзию случайности, подгоняя её под наши ожидания. Впрочем, в «Baldur’s Gate III» кармические кубики можно отключить – и тогда числа будут выпадать в соответствии с нормальной статистикой. Кстати, игра очень крутая – рекомендую.

Однажды я очень напугал свою бывшую девушку. Мы играли в такую игру: созванивались по ночам, она воображала какую-нибудь геометрическую фигуру – треугольник, квадрат или круг – а я угадывал, что моя девушка загадала. Я угадывал намного лучше, чем 1/3, предположительно потому, что мы оба избегали «случайных» повторений. Но моя бывшая девушка испугалась мистики и попросила прервать эксперимент.

Нашим плохим знанием теории вероятностей пользуются медиумы и фокусники. Так, в 2020 году вышла статья «Разговариваем с мёртвыми в школьном классе». Её авторы позвали в школу фокусника. Тот пришёл в класс и сделал вид, будто умеет говорить с покойниками. Фокусник называл имя умершего, а по реакции школьников понимал, кому из них мертвец приходится родственником. В итоге 65% подростков поверили, что к ним приходил настоящий медиум. Кстати, «медиумы» так и работают – по возрасту клиентов догадываются (иногда – со второй или третьей попытки), кто у них умер – мама, супруг или ребёнок. А потом говорят: «Так, бабушка велела передать тебе: не надо ссориться из-за денег! А ещё она тебя очень любит даже с того света». И люди такие: «Вау, как он догадался, что мы прямо сейчас делим наследство? Настоящий маг!» Но на самом деле после смерти родственников люди часто ругаются из-за финансов.

При этом после «сеансов» клиенты забывают об ошибках гадалок и медиумов. А вот если экстрасенс что-то угадал – это запоминается. В обычной жизни всё то же самое: мы обращаем внимания на «чудеса» и совпадения и совершенно не помним какие-нибудь несбывшиеся сны.

Приведу ещё один статистический трюк из арсенала «экстрасенсов». Представьте, что вы хотите разбогатеть. Вы можете взять базу людей, которые делают ставки на спорт – и разослать им бесплатные советы, на кого лучше поставить в ближайшем матче или лошадином забеге. Рекомендации вы можете взять из пула случайных исходов. Кому-то ваши советы «помогут» -- дайте этим счастливчикам ещё одни рекомендации на новый матч. Часть любителей ставок ваши советы снова выручат – тогда предложите им очередную консультацию, но уже за деньги. Или за долю от выигрыша. Есть вероятность, что люди согласятся, ведь они сами видели ваши «невероятные способности» на практике. Но на самом деле заниматься такими вещами я не советую – всё-таки деньги стоит зарабатывать честным трудом.

Ещё одна задачка: представьте, что вы попали на Страшный суд. Перед вами – три двери: за одной Рай, за двумя другими — бездна Ада. Когда вы выбрали (но не открыли!) дверь, Архангел, который знает правильный ответ, открывает одну из оставшихся дверей — и это обязательно дверь в Ад. После этого вам дают шанс сменить первоначальный выбор. Вы знаете, что Архангел всегда ведёт себя одинаково и честно. Если что, вы хотите попасть в Рай. Вопрос: что выгоднее — сменить выбор, оставить его прежним, или же разницы нет?

Чаще всего респонденты отвечают, что выбор неважен: шансы угадать нужную дверь в любом случае 50/50. Но оказывается, что, если изменить свой выбор, ваши шансы попасть в Рай повысятся в два раза! Как так? Дело в том, что вероятность отгадать дверь с первого раза — 33%. Поэтому, если не менять выбор, то шанс останется один к трём. Но, если поменять выбор, то шанс вырастает до 66%. Ведь с первого раза вы могли выбрать одну из двух неправильных дверей (шанс 2 к 3), и в обоих случаях попадёте в Рай — вторую неправильную дверь убрал Архангел. И только если вы изначально выбрали Рай, вы проиграете (шанс 1 к 3).

Возможно, у вас внутри всё восстаёт — как может измениться шанс, если я уже сделал выбор? — но объяснение станет гораздо нагляднее, если представить не три, а 1000 дверей. Тогда после вашего случайного выбора наш Архангел любезно убирает не одну, а 998 неправильных дверей. Изначально ваши шансы выбрать Рай были всего 1/1000. А после, если сменить дверь — в 999 случаях та дверь, которую НЕ выбрал Архангел, и ведёт в Рай.

Эта задача всегда вызывает огромный когнитивный диссонанс. Наверняка сейчас в комментариях появятся люди, которые скажут, что всё это чушь, вероятность составляет 1 к 2 и не меняется. Да, теория вероятности – это, повторюсь, очень контринтуитивная штука. А задачка про Гавриила – это вариант известного парадокса Монти Холла, только в оригинале речь шла не о Рае и Аде, а о машине и козах. Можете проверить, что ответ, данный выше, верен экспериментально. Мы с другом в свое время проверяли.

Мораль сегодняшнего поста проста: прежде чем считать что-то чудом, подумайте, не обманывает ли вас мозг. Теория вероятностей уж очень легко сбивает с толку. А если вас заинтересовала тема когнитивных искажений – советую пройти тематический курс, после которого, я уверен, вы больше никому не дадите себя обмануть. Жаль, что такому редко учат в школах.

P.S. Сегодня я предложил вам решить несколько задачек. Напоследок загадаю ещё одну, а ответы на неё пишите в комментариях. Итак, двум заключённым выдали по две монетки и рассадили в две разные башни. Каждый заключённый должен подкинуть свою монетку и угадать, что выпало на монетке товарища по несчастью. Тюремщики обещают, что, если хотя бы один заключённый даст правильный ответ, то обоих мужчин отпустят. В противном случае их обоих казнят. Коммуникация после броска невозможна, повлиять на бросок нельзя, но можно договориться о чём-то до начала испытания. Внимание, вопрос: существует ли способ, с помощью которого заключённые гарантированно выйдут на свободу?