Психогенетика

СЛУЧАЙНЫЙ ДРЕЙФ ГЕНОВ

Любая природная популяция характеризуется тем, что она имеет

конечное (ограниченное) число особей, входящих в ее состав. Этот

факт проявляется в чисто случайных, статистических флуктуациях

частот генов и генотипов в процессах образования выборки гамет, из

которой формируется следующее поколение (поскольку не каждая

особь в популяции производит потомство); объединения гамет в зиго-

ты; реализации «социальных» процессов (гибели носителей опреде-

ленных генотипов в результате войн, бедствий, смертей до репродук-

тивного возраста); влияния мутационного и миграционного процес-

сов и естественного отбора. Очевидно, что в больших популяциях

влияние подобных процессов значительно слабее, чем в маленьких.

Случайные, статистические флуктуации частот генов и генотипов на-

зываются популяционными волнами. Для обозначения роли случай-

ных факторов в изменении частот генов в популяции С. Райт ввел

понятие «дрейф генов» (случайный дрейф генов), а Н.П. Дубинин и

Д.Д. Ромашов — понятие «генетико-автоматические процессы». Мы

будем использовать понятие «случайный дрейф генов».

Случайным дрейфом генов называется изменение частот аллелей в

ряду поколений, являющееся результатом действия случайных при-

чин, например, резким сокращением размера популяции в результате

войны или голода. Предположим, что в некоторой популяции частоты

двух аллелей а и α равны 0,3 и 0,7 соответственно. Тогда в следующем

поколении частота аллеля а может быть больше или меньше, чем 0,3,

просто в результате того, что в наборе зигот, из которых формируется

следующее поколение, его частота в силу каких-то причин оказалась

отличной от ожидавшейся.

Общее правило случайных процессов таково: величина стандарт-

ного отклонения частот генов в популяции всегда находится в обрат-

ной зависимости от величины выборки — чем больше выборка, тем

меньше отклонение. В контексте генетики популяций это означает,

что, чем меньше число скрещивающихся особей в популяции, тем

больше вариативность частот аллелей в поколениях популяции. В не-

больших популяциях частота одного гена может случайно оказаться

очень высокой. Так, в небольшом изоляте (дункеры в штате Пенсиль-

вания, США, выходцы из Германии) частота генов групп крови АВО

значительно выше, чем в исходной популяции в Германии [103]. И нап-

ротив, чем больше число особей, участвующих в создании следующе-

го поколения, тем ближе теоретически ожидаемая частота аллелей

(в родительском поколении) к частоте, наблюдаемой в следующем

поколении (в поколении потомков).

Важным моментом является то, что численность популяции опре-

деляется не общим числом особей в популяции, а ее так называемой

эффективной численностью, которая определяется числом скрещива-

ющихся особей, дающих начало следующему поколению. Именно эти

115

особи (а не вся популяция в целом), становясь родителями, вносят

генный вклад в следующее поколение.

Если популяция не слишком мала, то обусловленные дрейфом

генов изменения частот аллелей, происходящие за одно поколение,

также относительно малы, однако, накопившись в ряду поколений,

они могут стать весьма значительными. В том случае, если на частоты

аллелей в данном локусе не оказывают влияния никакие другие про-

цессы (мутации, миграции или отбор), эволюция, определяемая слу-

чайным дрейфом генов, в конечном счете приведет к фиксации одно-

го из аллелей и уничтожению другого. В популяции, в которой дей-

ствует только дрейф генов, вероятность того, что данный аллель будет

фиксирован, равна исходной частоте его встречаемости. Иными сло-

вами, если аллель гена А в популяции встречается с частотой 0,1, то

вероятность того, что в какой-то момент развития популяции этот

аллель станет в ней единственной формой гена А, составляет 0,1. Со-

ответственно, вероятность того, что в какой-то момент развития по-

пуляции зафиксируется аллель, встречающийся в ней с частотой 0,9,

составляет 0,9. Однако для того, чтобы фиксация произошла, требу-

ется достаточно много времени, поскольку среднее число поколе-

ний, необходимых для фиксации аллеля, примерно в 4 раза больше,

чем число родителей в каждом поколении.

Предельный случай дрейфа генов представляет собой процесс возник-

новения новой популяции, происходящей всего от нескольких особей. Этот

феномен известен под названием эффекта основателя (или «эффекта родо-
начальника»).

В. Маккьюсик описал эффект основателя у секты меннонитов (штат Пен-

сильвания,  США).  В  середине 60-х  этот  популяционный  изолят  насчитывал
8000  чел.,  и  почти  все  они  произошли  от  трех  супружеских  пар,  прибывших  в
Америку  до  1770  г.  Для  них  была  характерна  необычно  высокая  частота  гена,

вызывающего  особую  форму  карликовости  с  полидактилией  (наличием  лиш-
них  пальцев).  Это  настолько  редкая  патология,  что  к  моменту  выхода  книги
Маккьюсика  во  всей  медицинской  литературе  было  описано  не  более 50 по-

добных  случаев;  в  изоляте  же  меннонитов  было  обнаружено 55 случаев  дан-
ной  аномалии.  Очевидно,  случайно  сложилось  так,  что  один  из  носителей  это-
го  редкого  гена  и  стал  «основателем»  повышенной  его  частоты  у  меннони-

тов. Но в тех их группах, которые живут в других районах США и ведут свое
начало от других предков, эта аномалия не обнаружена [103].

Случайное изменение частот аллелей, являющихся разновиднос-

тью случайного дрейфа генов, — феномен, возникающий в случае,

если популяция в процессе эволюции проходит сквозь «бутылочное

горлышко». Когда климатические или какие-то другие условия суще-

ствования популяции становятся неблагоприятными, ее численность

резко сокращается и возникает опасность ее полного исчезновения.

Если же ситуация изменяется в благоприятную сторону, то популя-

ция восстанавливает свою численность, однако в результате дрейфа

генов в момент прохождения через «бутылочное горлышко» в ней су-

116

щественно изменяются частоты аллелей, и затем эти изменения со-

храняются на протяжении последующих поколений. Так, на первых

ступенях эволюционного развития человека многие племена неоднок-

ратно оказывались на грани полного вымирания. Одни из них исчеза-

ли, а другие, пройдя стадию резкого сокращения численности, раз-

растались — иногда за счет мигрантов из других племен, а иногда

благодаря увеличению рождаемости. Наблюдаемые в современном мире

различия частот встречаемости одних и тех же аллелей в разных попу-

ляциях могут в определенной степени объясняться влиянием разных

вариантов процесса генетического дрейфа.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Естественным

отбором

называется

процесс

дифференциального

воспроизводства потомства генетически различными организмами в

популяции. Фактически это означает, что носители определенных ге-

нетических вариантов (т.е. определенных генотипов) имеют больше

шансов выжить и оставить потомство, чем носители других вариантов

(генотипов). Дифференциальное воспроизводство может быть связано

с действием разных факторов, среди которых называются смертность,

плодовитость, оплодотворяемость, успешность спаривания и продол-

жительность репродуктивного периода, выживаемость потомства (иног-

да ее называют жизнеспособностью).

Мерой способности особи к выживанию и размножению является

приспособленность. Однако, поскольку размер популяции обычно ог-

раничен особенностями среды, в которой она существует, эволюци-

онная результативность особи определяется не абсолютной, а отно-

сительной приспособленностью, т.е. ее способностью к выживанию и

размножению по сравнению с носителями других генотипов в данной

популяции. В природе приспособленность генотипов не постоянна, а

подвержена изменению. Тем не менее в математических моделях зна-

чение приспособленности принимается за константу, что помогает

при разработке теорий популяционной генетики. Например, в одной

из наиболее простых моделей предполагается, что приспособленность

организма полностью определяется структурой его генотипа. Кроме

того, при оценке приспособленности допускается, что все локусы

осуществляют независимые вклады, т.е. каждый локус может анали-

зироваться независимо от других.

Выделяются три основных типа мутаций: вредоносные, нейтраль-

ные и благоприятствующие. Большинство новых мутаций, возникаю-

щих в популяции, являются вредоносными, так как снижают приспо-

собленность их носителей. Отбор обычно действует против таких му-

тантов, и через некоторое время они исчезают из популяции. Данный

тип отбора называется отрицательным (стабилизирующим). Однако

существуют мутации, появление которых не нарушает функциониро-

117

вание организма. Приспособленность таких мутантов может быть так

же высока, как и приспособленность аллелей-немутантов (исходных

аллелей) в популяции. Эти мутации являются нейтральными, и есте-

ственный отбор остается равнодушным к ним, не действуя против

них (дизруптивный отбор). При действии дизруптивного отбора внутри

популяции обычно возникает полиморфизм — несколько отчетливо

различающихся форм гена (см. гл. IV). Третий тип мутантов появляется

крайне редко: такие мутации могут повысить приспособленность орга-

низма. В этом случае отбор может действовать так, что частота встре-

чаемости аллелей-мутантов может повыситься. Данный тип отбора на-

зывается положительным (движущим) отбором.

ПОДСТАНОВКА ГЕНОВ

Предельным

случаем

эволюционирования

популяции

является

полное исчезновение из нее исходных аллелей. Подстановкой генов

(полной заменой одного аллеля на другой) называется процесс, в ре-

зультате которого аллель-мутант вытесняет исходно доминировавший

аллель «дикого типа». Иными словами, в результате действия различ-

ных популяционных процессов (например, мутационного процесса,

случайного дрейфа генов, отбора) в популяции обнаруживаются только

аллели-мутанты: аллель-мутант появляется в популяции в единствен-

ном числе в результате единичной мутации, а затем, после смены

достаточного количества поколений, его частота достигает 100%, т.е.

он фиксируется в популяции. Время, требующееся аллелю для дости-

жения 100% частоты встречаемости, называется временем фиксации.

Очевидно, что не все аллели-мутанты достигают 100% встречаемости

и фиксируются в популяции. Обычно бывает наоборот; большинство

аллелей-мутантов в течение нескольких поколений элиминируется.

Вероятность того, что данный аллель-мутант зафиксируется в попу-

ляции, обозначается величиной, называемой вероятностью фиксации.

Новые мутанты возникают в популяциях постоянно, при этом в

качестве одного из сопровождающих мутацию процессов разворачи-

вается процесс подстановки генов, в которых аллель А заменяется

новым аллелем Б, а тот в свою очередь заменяется аллелем В и т.д.

Динамика этого процесса описывается понятием «скорость процессов

подстановки генов», отражающим количество подстановок и фикса-

ций в единицу времени.

3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДИНАМИКУ

ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТ ГЕНОТИПОВ В ПОПУЛЯЦИИ

Мутации, миграция, отбор и дрейф генов влияют на динамику

частот как конкретных аллелей, так и целостных генотипов. Опреде-

ленные типы скрещивания влияют только на частоты генотипов. Сре-

ди этих процессов - инбридинг и ассортативное скрещивание.

118

ИНБРИДИНГ

Закон Харди-Вайнберга действует лишь тогда, когда скрещивание

случайно и вероятность скрещивания двух генотипов равна произве-

дению их частот. Инбридинг же представляет собой один из вариантов

неслучайного скрещивания, когда потомство производится особями,

являющимися генетическими родственниками друг другу. Поскольку

родственные особи в генетическом отношении более сходны между

собой, чем не состоящие в родстве организмы, постольку инбридинг

ведет к повышению частоты гомозигот и снижению частоты гетеро-

зигот по сравнению с теоретически ожидаемой при случайном скре-

щивании (хотя частоты аллелей при этом не меняются). Крайним слу-

чаем инбридинга является самооплодотворение или самоопыление —

формы размножения, которые широко распространены у некоторых

видов растений. Общая закономерность заключается в том, что в по-

пуляциях инбридинг повышает частоту фенотипического проявления

вредных рецессивных аллелей, поскольку повышает вероятность «встре-

чи» двух рецессивных генов, определяющих то или иное отклонение

от нормы.

Мерой генетических последствий инбридинга служит коэффици-

ент инбридинга, представляющий собой вероятность того, что у ка-

кой-либо особи в данном локусе окажутся два аллеля, идентичные по

происхождению, т.е. точные копии аллеля, имевшегося в генотипе

одного из прародителей этой особи в каком-то из предшествующих

поколений. Коэффициент инбридинга обычно обозначается буквой F

(табл. 5.1).

Таблица 5.1

Коэффициент инбридинга (F) в потомстве

от родственных скрещиваний

Тип скрещивания

Степень родства

Сиблинги

1/4

Дядя-племянница, тетя-племянник
Двоюродные брат— сестра

1/8

Двоюродные дядя-племянница или
двоюродные тетя-племянник

1/32

Троюродные брат— сестра

III

1/64

Троюродные дядя— племянница или
троюродные тетя-племянник

1/128

Четвероюродные брат— сестра

1/256

119

У растений при самоопылении коэффициент самый большой

(F= 1/2). У человека супружеские отношения между родителями и

детьми или между братьями и сестрами считаются кровосмешени-

ем; в большинстве культур (но не во всех) существует запрет на

подобные браки. Скажем, в династиях египетских фараонов крово-

смешанные браки встречались часто. В Японии браки между двою-

родными сестрами и братьями поощряются и в некоторых облас-

тях составляют до 10% общего числа браков. В Индии существуют

касты, одобряющие браки между дядей и племянницей. А вот в

римской

католической

церкви,

напротив,

требуется

получение

специального разрешения на заключение брака между любыми

родственниками, которые кровно ближе друг другу, чем родствен-

ники третьей степени.

В литературе можно найти множество примеров того, что инбри-

динг повышает вероятность проявления рецессивных заболеваний.

Кроме того, как показали исследования, инбридинг приводит к сни-

жению среднепопуляционных значений по ряду поведенческих и пси-

хологических признаков. Например, согласно некоторым исследова-

ниям, в результате инбридинга среди потомков близкородственных

браков наблюдается некоторое снижение IQ (рис. 5.1).

120

АССОРТАТИВНОСТЬ
(НЕСЛУЧАЙНЫЙ ПОДБОР СУПРУЖЕСКИХ ПАР)

Вопрос о том, что движет людьми при заключении брачных со-

юзов, остается загадкой до сих пор. Этот вопрос привлекает внимание

как философов и поэтов, так и специалистов по планированию семьи.

В рамках психогенетики также существует раздел, посвященный этой

теме. Изучение закономерностей ассортативного подбора супружес-

ких пар (неслучайного заключения браков) — важная линия психоге-

нетических исследований, поскольку ассортативность может изменять

оценки наследуемости признака, влиять на его вариативность в попу-

ляции и т.д. Один из основных результатов этих исследований указы-

вает на то, что ассортативность практически всегда осуществляется в

положительном направлении, т.е. браки в подавляющем большинстве

случаев заключаются между людьми, похожими друг на друга; в суп-

ружеских парах, как правило, существует сходство по многим фено-

типическим признакам.

Подобно инбридингу, ассортативность браков влияет только на

частоты генотипов, но не на частоты аллелей. Если мы задумаемся о

влиянии отдельно взятого локуса на признак, по которому происхо-

дит ассортативный подбор, то окажется, что ассортативность, как и

инбридинг, снижает гетерозиготность. Иными словами, в результате

ассортативности гомозиготы заключают браки с гомозиготами, а ге-

терозиготы в каждом поколении производят одну или несколько го-

мозигот. В конечном счете, если ассортативность выражена достаточ-

но сильно, она может существенным образом снизить генетическую

изменчивость в популяции. Например, различия по росту и весу пред-

ставляют собой в основном результат влияния множества генов. Если

бы признак роста не был существенным фактором при выборе спут-

ников жизни и высокие женщины выходили бы замуж за невысоких

мужчин так же часто, как и за высоких, то потомки высоких женщин

были бы среднего роста. Однако хорошо известно, что супруги подби-

раются по росту неслучайно, дети высоких женщин чаще всего имеют

высоких отцов, что, в свою очередь, делает высокими и их. В этом

смысле ассортативность увеличивает разброс по признаку в популя-

ции, поскольку дети от ассортативных браков имеют фенотипическое

значение признака, отстоящее от среднепопуляционного дальше, чем

если бы браки заключались случайно.

Ассортативность браков представляет собой одну из самых интерес-

ных проблем психогенетики. Ее механизм еще не понят, однако хорошо

известен тот факт, что наличие ассортативности изменяет популяцион-

ное распределение значений по фенотипу, по которому наблюдается

ассортативность. Поэтому, проводя исследование любого признака,

по которому наблюдается ассортативность, исследователи стремятся

учитывать в статистическом анализе корреляции между супругами (не-

сколько подробнее феномен ассортативности рассматривается в гл. VI).

121

* * *

Итак, мы рассмотрели закономерности существования генов в

популяциях. Частоты генов в популяциях, находящихся в состоянии

покоя, определяются законом Харди-Вайнберга. Однако реальные

популяции никогда не бывают в состоянии покоя, и закон Харди-

Вайнберга постоянно нарушается. В реальных популяциях в каждый

данный момент времени одновременно присутствуют и взаимодей-

ствуют все основные факторы популяционной динамики. Необходимо

различать популяционные факторы, влияющие на изменения частот

аллелей и частот генотипов. На изменение частот аллелей в популя-

ции более других процессов влияют мутации, миграции, естествен-

ный отбор и генетический дрейф. Частота встречаемости генотипов в

популяции подвержена влиянию определенных типов скрещивания,

в том числе инбридинга и ассортативного подбора супружеских пар.

Г л а в а V I

ГЕНОТИП

КОНТЕКСТЕ:

ТИПЫ

СРЕДОВЫХ

ВЛИЯНИЙ И ГЕНОТИП-СРЕДОВЫХ ЭФФЕКТОВ

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Индивидуум (носитель генотипа) существует не в вакууме, а сре-

ди подобных ему индивидуумов. Кроме того, сам генотип не спрятан,

как Кащеева смерть, за семью замками на конце иголки, а чрезвы-

чайно открыт и крайне чувствителен к любому оказываемому на него

влиянию. Изучение генотипа невозможно и неадекватно без изучения

среды, в которой он находится. Генетические исследования заметно

выигрывают, когда в них используются хорошо отлаженные психоло-

гические методики, оценивающие характеристики среды. Подобным

же образом психологические и педагогические исследования средо-

вых условий, влияющих на формирование тех или иных поведенчес-

ких признаков, выигрывают от использования накопленных психоге-

нетикой знаний о том, как функционирует генотип, что такое норма

реакции и каковы пределы пластичности генотипа. Время противопо-

ставления «двух факторов» — генов и среды — осталось позади. Сегод-

ня мы знаем достаточно для того, чтобы без тени сомнений утверж-

дать: формирующаяся индивидуальность не делится на то, что в ней

от среды, и на то, что — от генотипа. Развитие по сути своей является

процессом переплетения и взаимодействия генов и среды, развитие и

есть их взаимодействие.

В контексте психогенетического изучения средовых особенностей

чрезвычайно важны три момента.

122

Во-первых, генетические исследования постоянно указывают на

критическую роль средовых факторов в формировании психологичес-

ких различий между людьми. Многочисленные психогенетические ра-

боты нагляднейшим образом показали, сколь важна роль генетичес-

ких факторов для объяснения межиндивидуальной вариативности по

самым разным признакам. В некоторых случаях (например, для вариа-

тивности* показателей интеллекта) генетические влияния объясня-

ют 50% фенотипической изменчивости, Чем, однако, объясняются

остальные 50%? Ответ на этот вопрос очень прост: в большинстве

своем за оставшиеся 50% отвечает среда, точнее особенности среды,

в которой развиваются и живут носители генотипов.

Во-вторых, в контексте генетики количественных признаков по-

нятие среды определяется намного шире, чем в психологии. Согласно

этому определению, понятие «среда» включает все типы средовых

влияний — общесемейные, индивидуальные и любые другие (вклю-

чая ее физические и физиологические компоненты, пренатальные

условия, диету, болезни раннего детства и т.д.), в то время как в психо-

логии средовые условия обычно приравниваются только к социально-

экономическим и психологическим условиям взросления ребенка.

В-третьих, психогенетика концентрирует свои усилия на вопросе

о том, что есть (в данный момент в данной популяции), а не на

вопросе о том, что может произойти. Например, высокие значения

коэффициента наследуемости, полученного при изучении межинди-

видуальной вариативности по росту, констатирует тот факт, что в

данное время в данной популяции дисперсия роста объясняется в ос-

новном генетическими различиями между членами данной популя-

ции (что есть). Однако определенное средовое вмешательство (на-

пример, изменение питания и увеличение количества витаминов в

рационе) может оказать влияние на формирование межиндивидуаль-

ных различий в популяции по такому высоконаследуемому признаку,

как рост (что может произойти). Считается, что именно такие средо-

вые изменения привели к увеличению среднего роста в современных

европейских популяциях по сравнению с аналогичными оценками,

полученными, например, в начале XX в. Индивидуальные же разли-

чия по росту внутри каждого поколения находятся под жестким гене-

тическим контролем.

При изучении генотипа в его средовом контексте исследователи

выделяют два класса влияний - влияния среды и генотип-средовые вли-

яния, т.е. совместные, сопряженные влияния среды и генотипа.

* В данном учебнике понятия «изменчивость» (подробнее о ней — в гл. I) и

«вариативность»  используются  как  синонимы.  Тем  не  менее  авторы  отдают  пред-
почтение  словосочетаниям  «фенотипическая  изменчивость», «генотипическая  из-
менчивость»,  но  «средовая  вариативность».  Напомним,  что  статистическим  экви-
валентом понятия изменчивости является понятие дисперсии.

123

Для психолога одним из наиболее интересных аспектов психоге-

нетики является ее способность дать надежную информацию о нали-

чии и степени средовых влияний на формирование исследуемого при-

знака. Психогенетические исследования могут не только определить,

влияет ли среда на развитие и проявление этого признака (и если да,

то в какой степени), но и указать конкретный класс средовых влия-

ний, в котором надо искать определенный содержательный фактор,

являющийся критической средовой переменной для анализируемого

признака. Например, психогенетическое исследование может опреде-

лить, что популяционная изменчивость по интеллекту зависит от об-

щесемейной среды, и тем самым направить исследовательскую рабо-

ту психологов на поиск конкретных компонентов именно этой среды

(например, социально-экономических характеристик семьи), значи-

мых для формирования интеллекта. В рамках теоретической психоге-

нетической модели исследователи выделяют два основных типа сре-

довых влияний: общие и индивидуальные.

Термином общая среда (синонимы - общесемейная, межсемейная,

систематическая, семейная, разделенная; чаще всего обозначается

символом Е— shared или Е

—common, общая) описываются типы сре-

довых влияний, одинаковых для членов изучаемых пар родственни-

ков (родители—дети, сиблинг—сиблинг и т.д.). Выделяют два класса

общих средовых влияний: (1) общесемейная среда, характеристики

которой различны в разных семьях, но едины для всех членов одной

семьи (социоэкономический статус семьи, уровень образования ро-

дителей, жилищные условия, исповедуемая семьей религия и т.п.);

и (2) семейная среда, общая для конкретных пар членов данной се-

мьи (близнецовая среда, среда сиблингов, родительско-детская среда

и т.д.); это — среда, общая только для членов данной диады (напри-

мер, школьная среда близнецов, обучающихся в одном классе, будет

общей для близнецов, но не для родительско-детских пар).

Термином «индивидуальная среда» (синонимы — внутрисемейная,

уникальная, специфическая, различающаяся, неразделенная, случай-

ная; чаще всего обозначается E

— nonshared, т.е. среда, не являюща-

яся единообразной для всех членов семьи) описываются типы среды,

различные у разных членов одной семьи. Индивидуальные средовые

характеристики — это набор тех средовых условий, влияния которых

делают членов одной семьи непохожими друг на друга. Например, как

ни стараются родители сиблингов относиться к ним одинаково объек-

тивно, этого никогда не случается. Индивидуальная среда включает

широкий спектр разных характеристик, начиная от разнообразия пре-

натальных условий и кончая социально-психологическими особенно-

стями среды, специфическими для данного индивида. Примерами та-

ких средовых влияний могут служить характеристики круга друзей и

рабочей обстановки, которые, как правило, не единообразны, спе-

цифичны для каждого члена семьи.

124

Некоторые исследователи предлагают более детальную класси-

фикацию сред и разделяют общие и индивидуальные средовые влия-

ния на (1) систематические (повторяющиеся, долгосрочные; приме-

рами систематических общесемейных влияний могут служить зара-

ботная

плата

родителей,

индивидуальных

систематических

влияний — школьная среда ребенка или постоянное общение с близ-

ким другом) и (2) случайные (краткосрочные; пример случайных

общесемейных средовых воздействий — смерть члена семьи, а слу-

чайных индивидуально-средовых влияний - болезнь или встреча с

интересным человеком)*.

Эти теоретически выделенные типы средовых влияний представ-

лены в центральной модели генетики количественных признаков в

терминах компонентов фенотипической дисперсии. Далее мы пока-

жем, как сопоставление разного типа родственных корреляций по-

зволяет выделять разные компоненты среды. Однако некоторые сре-

довые влияния (например, систематические и несистематические

эффекты) в рамках центральной модели разделить нельзя. Для их изу-

чения традиционную (классическую) модель разложения фенотипи-

ческой дисперсии, в состав которой входят только латентные пере-

менные, необходимо модифицировать с тем, чтобы включать в нее

измеряемые переменные (подробнее об этом в гл. VIII).

Ученые давно осознали тот факт, что псевдодихотомическое раз-

деление факторов, значимых для формирования индивидуальности,

на те, которые «от генов», и те, которые «от среды», является искус-

ственным и упрощенным. Помимо двух главных составляющих фено-

типической дисперсии — генетической и средовой — существует не-

сколько факторов, возникающих в результате взаимодействия (или

совместных действий) среды и генов, и часто этим факторам принад-

лежит весьма существенная роль. При описании гено-средовых эффек-

тов выделяются три разных класса явлений: генотип-средовые корре-

ляции (ГС-корреляции), или ковариации; генотип-средовые взаимо-

действия (ГС-взаимодействия); ассортативность.

Средовые влияния, переживаемые человеком, часто не случай-

ны, а, напротив, коррелируют с особенностями его генотипа или

даже вызываются ими. Это явление было многократно описано. Смысл

генотип-средовой корреляции хорошо передает утверждение «каждо-

му по способностям». Теоретически предполагается, что если среда

достаточно разнообразна и общество предоставляет человеку возмож-

ность выбора, каждый выбирает и получает среду, коррелирующую

(положительно или отрицательно) с его генетически обусловленной

индивидуальностью. (Например, человек с генетически заданным

* Надо иметь в виду, что термином «случайный» обозначается не причина

возникновения данного события, а распределение данного обстоятельства в попу-
ляции по закону случайных чисел.

125

медленным индивидуальным темпом едва ли выберет профессию, в

которой деятельность требует высокой скорости.)

Позитивная ГС-корреляция характеризует ситуацию двойного пре-

имущества для носителя определенного генотипа. Так, дети компози-

тора Иоганна Себастьяна Баха, будучи наследственно музыкально

одаренными, выросли в обогащенной музыкальной среде, поскольку

отец посвящал много времени их музыкальным занятиям. Семья мате-

матиков Бернулли примечательна не только наследственной матема-

тической одаренностью, но и, как следствие ее, «математизирован-

ной» средой (см. гл. VII).

Негативная ГС-корреляция отражает ситуацию регрессии к попу-

ляционному среднему, т.е. тенденцию к снижению фенотипического

значения признака, например, у потомков по сравнению с родителя-

ми из-за реакции среды на их генетическую индивидуальность (под-

робнее о ГС-корреляциях см. гл. VIII).

В целом ГС-корреляция отражает феномен неслучайного рас-

пределения сред между различными генотипами. «Хороший генотип»

обычно получает и «хорошую среду»; «плохой» может выбрать адек-

ватную себе, но объективно «плохую» среду. Понятно, что этот фено-

мен может искажать оценку наследуемости: в случае положительной

корреляции, когда и генотип, и среда действуют в одном направле-

нии, она может быть завышена, в случае отрицательной, наоборот,

занижена. Это — существенная помеха в исследованиях, которая дол-

жна,

по

возможности,

контролироваться,

ГС-взаимодействие

следует

четко

отличать

от

ГС-корреля-

ции.

Подобное

взаимодействие

ничего общего с идеей распре-

деления «каждому по способно-

стям» не имеет. Оно отражает

непосредственный

акт

совмес-

тного

действия,

совместного

влияния генов и средовых фак-

торов

на

фенотип.

ГС-взаимо-

действие

описывает

генетичес-

кий

контроль

чувствительности

к средовым различиям и обна-

руживается в том, что один и

тот же генотип в разных средах

даст разные фенотипы (а раз-

ные генотипы в одной и той

же среде тоже получат разное

фенотипическое

выражение)

(рис. 6.1).

126

Рис. 6.1. Взаимодействие генотипа и

среды (по Cooper a. Zubek, 1958).
Среднее число ошибок при решении ла-

биринтной

задачи

«умными»

«глупыми» крысами, выращенными в
обедненной, нормальной и обогащенной

средах.

В этих экспериментах при помощи направленного отбора были выведе-

ны линии «умных» (быстро обучающихся) и «глупых» (обучающихся медлен-

но)  крыс.  В  стандартной («нормальной»)  среде  «глупые»  делали  в  среднем
на 50 ошибок  больше,  чем  «умные».  Однако  в  обедненной  среде  эта  разница
исчезала:  количество  ошибок  у  обеих  линий  становилось  одинаковым,  при-

чем  «умные»  резко  «глупели»;  в  обогащенной  же  среде,  наоборот, «умнели»
«глупые» —у  них  количество  ошибок  резко  сокращалось.  Обратим  внимание
на  то,  что  реакция  на  плохую  среду  выше  у  «умных»;  создание  же  более  бла-

гоприятных условий сильнее сказывалось на обучаемости «глупых» крыс.
(Вспомним понятие «норма реакции», — гл. I.)

Понятно, что у человека экспериментально исследовать ГС-взаи-

модействие невозможно. Но примером может служить генетическая

сопротивляемость какому-либо заболеванию. Люди, генетически склон-

ные к заболеванию, не проявляют симптомов заболевания только до

тех пор, пока их среда обитания свободна от патогенов. И наоборот,

генетически устойчивые к заболеванию индивидуумы не проявляют

симптомов заболевания даже при наличии патогена в их среде. Иначе

говоря, изменение среды внесением в нее патогена оказывает весьма

разные (порой, трагически разные) влияния на фенотипы индивиду-

умов, генетически склонных и генетически устойчивых к заболеванию.

Ассортативностью называется неслучайное заключение браков на

основе сходства по любым факторам. О ней уже шла речь в гл. V как

об одном из факторов, меняющих частоты генотипов в популяциях.

Исследователи, применяющие метод семьи (см. далее и гл. VII) для

анализа психологических признаков, часто ссылаются на этот фено-

мен. Мерой ассортативности принято считать корреляцию между суп-

ругами.

В большинстве современных обществ браки заключаются на основе вза-

имного  интереса  и  привязанности  будущих  супругов  друг  к  другу,  что  подра-
зумевает  сходство  супругов  по  ряду  фенотипических  признаков,  например  по
интеллекту,  интересам,  увлечениям  и  т.д.  Высокая  положительная  ассорта -

тивность  была  обнаружена  у  таких  признаков,  как  уровень  образования,  рели-
гиозные  и  политические  установки,  социально-экономическое  положение.
Умеренная  ассортативность  установлена  для  физических  показателей  и  ког-

нитивных характеристик, например когнитивных стилевых особенностей и спе-
циальных способностей.

Исследования также продемонстрировали, что личностные качества и

особенности  темперамента  не  являются  значимым  критерием  при  подборе
спутника  жизни:  корреляции  между  этими  признаками  у  супругов  достаточно
низки.  Однако  до  сих  пор  нет  исследований,  в  которых  были  бы  выявлены

отрицательные корреляции между супругами по какому-либо (физическому
или психологическому) признаку.

Ассортативность может искажать оценки влияния как генетичес-

ких, так и средовых составляющих фенотипической дисперсии и по-

тому должна учитываться во многих генетико-математических моде-

127

лях, точнее, в любых моделях, где она может занижать или завышать

оценки искомых параметров. Важно помнить, что ассортативность не

может интерпретироваться как побочная переменная, поскольку, стро-

го говоря, переменной не является. В психогенетических моделях ас-

сортативность представлена в качестве определенного коэффициента

[44], искажающего истинную фенотипическую корреляцию в парах

родитель-ребенок.

Статистически

контролировать

ассортативность

можно только в условиях использования комбинированных психоге-

нетических моделей, т.е. в квазиэкспериментальных исследованиях,

объединяющих несколько методов психогенетики (например, близ-

нецовый и семейный).

Например, тенденция заключать браки с теми, кто близок нам по уровню

интеллекта, давно была подмечена как в экспериментальных работах, так и в

житейских наблюдениях. В среднем корреляция супругов по IQ составляет

примерно 0,30-0,40. Такое сходство вовсе не означает, что мы подбираем

жизненных партнеров по результатам выполнения интеллектуальных тестов.

Эта корреляция определяется и интеллектуальной близостью будущих суп-

ругов, и тем, что общение с интеллектуально равным партнером психологи-

чески комфортно, и массой других обстоятельств. Однако, независимо от

механизма ассортативности, в результате заключения браков между людьми,

похожими по уровню интеллектуальных способностей, в зачатии нового орга-

низма принимают участие генотипы, сходство которых выше того, которое

определяется законом случайных чисел. Данная закономерность особенно

важна на концах распределения оценок познавательных способностей, по-

скольку было отмечено, что ассортативность проявляется ярче как среди ода-

ренных, так и среди интеллектуально отсталых людей. В группе с низкими

образованием и интеллектом Т.Д. Думитрашку получила очень высокую ас-

сортативность по интеллекту (r = 0,68) и никаких корреляций по темперамен-

ту, когнитивному стилю, креативности [53; 54]. В подобных случаях ассорта-

тивность увеличивает вероятность того, что произойдет «удвоение» наследу-

емой генной информации и, соответственно, потомок таких родителей

унаследует двойную дозу генов, предрасполагающих к фенотипу, носителями

которого являются его родители.

В последние 5-10 лет психогенетики обнаружили три весьма нео-

жиданных явления: (а) у детей, растущих в одной семье, среда фор-

мирует скорее различия, чем сходства; (б) многие психологические

инструменты (опросники, данные, полученные методом наблюдения,

и пр.), используемые для измерения характеристик среды, показыва-

ют неожиданно высокий уровень генетического контроля, и (в) при

разложении фенотипической дисперсии подавляющего большинства

психологических признаков, изучаемых психогенетикой, роль обще-

семейной среды оказывается незначительной. Все это дает возмож-

ность сформулировать гипотезу о том, что люди создают или находят

определенные средовые условия, соответствующие их генотипам, а

не являются пассивными «жертвами» своих генов или «доставшейся»

им среды. Иными словами, индивидуальный генотип оказывается

«конструктором» индивидуальной среды. Эти данные позволили аме-

128

риканской исследовательнице С. Скарр сформулировать концепцию,

получившую образное обозначение «генотип —> среда», т.е. путь от

генотипа к среде, обратный привычному «влиянию среды на индиви-

дуальность» [396]. О продуктивности такого подхода речь пойдет далее.

В соответствии с этими тремя наблюдениями и построена данная

глава. Во-первых, мы рассмотрим основные результаты изучения об-

щей семейной среды; во-вторых, уделим особое внимание анализу на-

ходок, полученных в исследованиях индивидуальной среды; в-третьих,

проанализируем феномен ГС-корреляции, описывая те особенности

среды индивидуальности, которые коррелируют с ее генотипом; и,

наконец, более детально познакомим с понятием ГС-взаимодействия,

или феноменом так называемой чувствительности к среде.

2. ТИПОЛОГИЯ СРЕДОВЫХ ВЛИЯНИЙ

СРЕДОВЫЕ УСЛОВИЯ, ОБЩИЕ ДЛЯ ЧЛЕНОВ СЕМЬИ

(ОБЩЕСЕМЕЙНАЯ, МЕЖСЕМЕЙНАЯ, СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ,

РАЗДЕЛЕННАЯ, ОБЩАЯ СРЕДА)
Семьи различаются уровнем материального благосостояния, сти-

лями воспитания, общим уровнем культуры и многими другими ха-

рактеристиками. Дети, растущие в одной семье, подвергаются, в об-

щем, одним и тем же семейным влияниям. Иными словами, сходство

средовых условий разных детей в одной семье выше, чем сред детей,

растущих в разных семьях. Это говорит о том, что общесемейная среда

варьирует от одной семьи к другой, но постоянно систематически

влияет на детей одной и той же семьи (именно так надо понимать

встречающееся в генетических работах понятие «межсемейная систе-

матическая среда»). С. Скарр предлагает рассматривать межсемейные

различия в общей среде как различия в возможностях [398]. В этом

смысле, например, семьи с более низким достатком рассматривают-

ся как семьи, располагающие меньшим арсеналом для создания обо-

гащенной среды, существенной для развития познавательной сферы

ребенка: семейная среда в этих семьях несколько ограничена как с

точки зрения возможностей, доступных ребенку в домашних условиях

(книги, инструменты, игры, компьютер), так и с точки зрения выбо-

ра школы (если она платная) и внешкольных занятий (если за них

тоже надо платить).

Психогенетические исследования уделяли центральное внимание

общей семейной среде примерно до середины 80-х годов. Предполага-

лось, что ее вклад в изменчивость по интеллекту — около 30%. Однако

при более внимательном анализе эмпирических данных выяснилось,

что эта оценка справедлива только для детского возраста. Начиная с

10—11 лет влияние общей среды на популяционную дисперсию ин-

теллекта монотонно уменьшается и к 18-20 годам практически дос-

тигает нуля. Правда, результаты в какой-то мере противоречивы: не-

9-1432

129

сколько близнецовых исследований указывают на значимость вклада

семейной среды в межиндивидуальную дисперсию по специальным

способностям и по показателям школьной успешности, но исследо-

вания приемных детей не подтверждают это наблюдение [364].

Результаты психогенетических исследований личностных черт ока-

зались еще более неожиданными. Впервые незначительность вклада

семейной среды в формирование индивидуальных различий по лич-

ностным особенностям была отмечена в конце 70-х годов. Например,

в работе Дж. Лоэлина и Р. Николса вклад семейной среды составил

всего 10% [322]. Главный аргумент за несущественность общесемей-

ных факторов заключается в том, что приемные сиблинги — прием-

ные дети, воспитывающиеся в одной семье и не являющиеся род-

ственниками друг другу, имеют практически нулевую корреляцию

по личностным чертам (средний r = 0,05)*. По когнитивным характе-

ристикам корреляция намного выше (около 0,25 ), но в подростко-

вом возрасте она тоже становится почти нулевой, а это говорит о

том, что влияния общесемейной среды не имеют долговременного

эффекта [363].

Эти результаты были многократно подтверждены [подробный об-

зор см.: 57]. В целом полученные данные позволяют утверждать, что

общесемейная среда играет относительно небольшую роль в форми-

ровании индивидуальных различий по психологическим признакам, —

во всяком случае, после подросткового возраста.

Разделенная (общая) среда не должна полностью приравниваться к се-

мейной среде. Очевидно, что люди могут иметь общие средовые условия

(разделять  единообразные  эффекты  среды)  и  за  пределами  семьи.  Напри-
мер,  сиблинги  могут  находиться  в  общих  средовых  условиях,  имея  общих  дру-
зей  и  проводя  время  вместе  в  определенном  средовом  окружении.  Однако

важно помнить, что современные генетико-математические модели не по-
зволяют дифференцировать влияния общесемейной среды от среды, общей
для данных родственников, но существующей вне семьи.

СРЕДОВЫЕ УСЛОВИЯ, УНИКАЛЬНЫЕ ДЛЯ КАЖДОГО

ЧЛЕНА СЕМЬИ: ИНДИВИДУАЛЬНАЯ (ВНУТРИСЕМЕЙНАЯ,

СЛУЧАЙНАЯ, СПЕЦИФИЧЕСКАЯ, УНИКАЛЬНАЯ) СРЕДА
Авторы и сторонники большинства психологических теорий, ста-

вящих в центр своего внимания проблему среды и средовых влияний

на развитие, предполагают: дети похожи на своих родителей потому,

что родители создают для своих детей общую семейную среду, а сиблин-

* Надо лишь иметь в виду, что термином «личностные черты» покрывается

очень  широкий  круг  характеристик,  относящихся,  с  точки  зрения  отечественной
психологии,  к  разным  подструктурам  индивидуальности:  и  к  темпераменту  (на-
пример,  эмоциональность),  и  к  собственно  личностным  чертам  (например,  кон-
формность — независимость).

130

Психогенетика - часть 8