Дік Свааб - Ми — це наш мозок

нервова система, така, що виокремилася протягом еволюції, неймовірно удосконалила ці функції. У той час, коли швидкість передавання подразника в інших тканинах рідко перевищує значення 0,1 сантиметра за секунду, найпростіша нервова клітина передає подразники зі швидкістю 0,1—0,5 метра за секунду. Капперс навіть вирахував, що наші нервові клітини можуть розвинути швидкість передачі 100 метрів за секунду. І це — лише одна із спеціалізованих властивостей нервової клітини, яка дала колосальну еволюційну перевагу.

Губки, примітивні істоти, мають лише декілька видів клітин; у них немає ні спеціалізованих органів, ні справжньої нервової системи. Але наявні попередники нервових клітин, а в їхніх ДНК є повний набір генів для побудови білків, які містяться на приймальній стороні місця контакту між нервовими клітинами, на постсинаптичній мембрані. Таким чином у ході еволюції за допомогою всього декількох незначних модифікацій змогла виникнути зовсім нова функція передачі хімічних трансмітерів.

Примітивні нервові клітини виникли ще 650—543 мільйони років тому, у прекембрійському періоді. Уже тоді черевопорожнинні (Coelenterata) мали дифузну нервову мережу зі справжніми нейронами та синапсами. Від самого початку ці нервові клітини використовували хімічні трансмітери, поступову молекулярну еволюцію яких можна простежити аж до тісно споріднених хімічних трансмітерів у нашому мозку. Серед усіх черевопорожнинних дослідники найбільше полюб­ляють маленький поліп гідру, який складається всього із 100 000 клітин. Вже у гідри є потовщення нервової мережі в голові та в нозі, яке можна розглядати як перше еволюційне утворення для виникнення головного та спинного мозку. У нервовій системі гідри можна виявити хімічний трансмітер, схожий як на людський вазопресин, так і на окситоцин. Такого роду маленький білок, який нервова система виробляє як хімічний трансмітер, називають «нейропептидом». У хребетних тварин ген цього нейропептида спершу подвоївся, а тоді змінився в двох місцях. Завдяки цьому виникли обидва близько споріднені, але спеціалізовані нейропептиди вазопресин та окситоцин, які лиш нещодавно викликали надзвичайну цікавість, серед іншого як важливі трансмітери нашого соціального мозку (див. розділи ІІ.3, Х.2). Залежно від місця, де вони виробляються, виділення та місця, де сприймається їхнє повідомлення, обидва ці трансмітери можуть мати також важливе значення для функції нирок (див. розділ VI.1), народження і вироблення материнського молока (див. розділ ХХІ.4), ритмів дня і ночі (див. розділ ХХІ.4), стресу, закоханості (див. розділ V.3), ерекції (див. розділ V.4), довіри, болю і ожиріння (див. розділ VI.5). У проекті «Пептиди гідри» 2001 року вдалося виділити і дати хімічну характеристику 823 пептидам. Серед них також були нейропептиди, які згодом вперше виявили в хребетних тварин, такі як «пептид, що активує голову» гідри, який було знайдено також у гіпоталамусі, плаценті та мозкових пухлинах людей. Хімічна спорідненість видів є неймовірно великою. Перша в ході еволюції група нервових клітин у голові, яку можна вважати справжнім початком мозку, це — головний ганглій, який виявляють у плоских червів. Поступові маленькі структурні та молекулярні зміни в ході еволюції мозку показують, що нам варто поставити під сумнів унікальність людини в тваринному царстві. У «Походженні людини» (1871) Дарвін сказав: «Думаю, ніхто не сумнівається, що значний розмір мозку людини відносно тіла в порівнянні з таким співвідношеннями в горили чи орангутанга пов’язаний з її високими розумовими можливостями… З іншого боку, ніхто не думає, що так само за допомогою кубічного об’єму черепа можна порівняти інтелект двох тварин чи двох людей». Саме так воно і є, розмір нашого мозку дуже важливий, але не єдиний чинник, який впливає на інтелект. Невеличкі молекулярні відмінності також мають важливі наслідки.

XXI.3 Молекулярна еволюція

Як могло статися, що не надто інтелігентний син

із багатої сім’ї врешті виклав ідею, найважливішу зі

всіх, які коли-небудь були в людей?

Мідас Деккерс про Чарлза Дарвіна, газета «De Volkskrant» від 02.01.2010

Рух «Intelligent Design» («ID») («Розумний задум») у минулі роки відчайдушно і безуспішно намагався, в тому числі й у Нідерландах, тотально покінчити з Дарвіновою теорією еволюції. Звичайно, з точки зору права дозволено заперечувати існування еволюції, але публічне заперечення наявної наукової інформації, як це люблять робити прихильники «ID», чітко показує, що вони підходять із подвійним стандартом. Богохульство в Нідерландах досі вважається злочином, а от хула на Дарвіна дозволена. Частиною кампанії «ID» було заперечення величезного внеску молекулярної біології у наше розуміння еволюції. Так, у книзі Кееса Деккера про Розумний задум (2005) натураліст професор Арі фан ден Бойкель (Arie van den Beukel) пише: «Часто нам нав’язують думку, що висновки молекулярних біологів за останні десятиліття рішуче підтримують теорію Дарвіна. Це дуже далеко від істини». На кількох прикладах я хотів би проілюструвати, яку нісенітницю поширює категоричне твердження цього прихильника «ID».

Навіть уявити собі важко, що ще 1859 року Дарвін, не маючи у своєму розпорядженні сьогоднішніх знань про молекулярну будову, написав, що все живе походить від одної-єдиної прадавньої форми, оскільки всі живі тканини хімічно мають стільки спільного. Тим часом молекулярна біологія поставила цю пророчу ідею на міцний фундамент. Простежити еволюцію ДНК можна, наприклад, за: (1) поступовими молекулярними змінами у генах, які кодують утворення білків, (2) подвоєнням генів і утворенням з них нових функціональних генів, (3) елімінацією генів, (4) еволюційними змінами у незакодованих на білок частинах, РНК, які беруть на себе важливі функції регуляції в клітині. Молекулярні дослідження постійно приносять дедалі нові відкриття та ідеї про те, яким шляхом ішла еволюція і чому все відбувалося саме таким чином, а не інакше. Те саме стосується відповідальних за нервову систему генів. З огляду на великі молекулярні збіги, нервова система червів, комах і хребетних від риб до людини повинна була мати одного-єдиного поперед­ника, приблизно 600 мільйонів років тому. Щетинистий хробак (Platynereis dumerelii), довжина якого становить лиш один сантиметр, є живою викопною істотою. Цей хробак у ході свого ембріонального розвитку проходить ту саму молекулярну програму, що й ми, ссавці, на етапі раннього розвитку.

Дарвін би, звичайно ж, оцінив молекулярне дослідження ДНК мітохондрій всім відомих зябликів, яких виявив на Ґалапаґоських островах під час експедиції на кораблі її величності «Бігл». Як він і припускав, тринадцять видів справді походили від одного-єдиного предка. Цей предок 2,3 мільйона років тому прибув на Ґалапаґоські острови з Південноамериканського континенту. Молекулярна біологія також підтримала ідею Дарвіна шукати предків людини в Африці, так само, як ідею про хвилі міграції людей з Африки та континентальної міграції у Європу та Китай. Тим часом стало відомо, що були дві міграційні хвилі людей з Африки. Перша — міграція Homo erectus 2—1,6 мільйонів років тому, друга — міграція сучасної людини, Homo sapiens, 50 000—60 000 років тому.

Нещодавно почалися пошуки молекулярно-генетичних змін, які за 300 000 поколінь після відгалуження від шимпанзе привели до виникнення людини. Дедалі частіше звертають увагу на те, що геном людини і шимпанзе відрізняються всього на 35 мільйонів цеглинок ДНК — а це всього лише 1 відсоток. Тим часом ця цифра стала міфічною. Напевне, ближчою до істини буде цифра 6 відсотків. Проте такий великий збіг мало про що свідчить, оскільки в принципі відповідальними за трикратне збільшення ваги нашого мозку з моменту відгалуження від шимпанзе може бути лише декілька генів. Таку можливість підкріплює цілий ряд недавніх спостережень. Одна з характерних відмінностей від мозку шимпанзе полягає в тому, що в людському мозку гени, які беруть участь у мозковому обміні речовин,