Биологические программы

Генотип и фенотип. Под индивидуальным развитием понимаются постепенные, т.е. прижизненные изменения в росте, форме и функциях организма, развернутые во времени.

В их ходе генетический потенциал (генотип) разворачивается в функционирующие зрелые системы (фенотип) – конкретное выражение анатомических, психологических и иных признаков.

Термин генотип означает наследственные "инструкции", программы развития, передаваемые от одного поколения к другому в генах. Фенотип – термин, означающий функционирующий развившийся организм.

Фенотипы представляют собой продукты взаимодействия генетической инструкции с условиями ее реализации. Они даются взаимной связью и поддержкой генотипа и среды.

Генотип оплодотворенной яйцеклетки несет в себе программу физического развития, которая состоит в достижении зрелости и присущей ей сложности организма в целом и составляющих его органов.

Созревание организма вовлекает не только рост, но также и процессы качественных изменений – развитие.

Структурное и функциональное развитие. В развитии можно различить процесс, в котором системы органов структурно дифференцируются, и процесс, в ходе которого клетки и ткани обретают только им свойственные функции.

В большинстве случаев оба процесса тесно связаны: определенная структура может требоваться, чтобы отправлялась необходимая физиологическая функция. Но часто эти процессы протекают не синхронно. Например, мозг может достигать своего полного морфологического и функционального развития прежде, чем завершится становление репродуктивной системы.

Структурное и функциональное изменение может быть нормальным или аномальным.

Нормальное и аномальное развитие. Функциональная ненормаль­ность организма заключается в неспособности системы отправлять необходимые функции, например, производить тот или иной гормон, тип клетки. Структурная ненормальность состоит в необычном морфологическом строении каких-то составляющих орган или организм элементов, в распо­ложении этих элементов, в неполном их созревании.

Диапазон нормы, как правило, довольно широк, и недоразвитием или аномальным развитием признается только весьма серьезное отклонение от обычного созревания. Отклонения в развитии происходят под влиянием вредностей, с которыми сталкиваются особи в окружающей их среде, типа некоторых химикалий. Присутствие необычных генов также может иметь своим следствием отклонения от нормальных процессов развития.

Прогрессивное и регрессивное развитие. Нормальные процессы развития в большинстве растений и животных прогрессивны, когда они ведут к увеличениям в размерах и сложности и к дополнению новых элемен­тов к их системе.

Достигнув зрелости, организм вступает в полосу инволюции – регрессивного развития. Такие регрессивные изменения – составная часть нормальной истории жизни организмов. Они ведут к старению и смерти организма.

Самая простая форма развития – рост (обычно увеличение) органа, системы или структуры. Рост, однако, редко происходит без сопутствующих химических или функциональных изменений.

Способность к развитию передается по механизмам воспроизводства живого, т.е. в строго программируемой, генетически предопределенной последовательности.

Наследственность. Уникальность каждого организма заложена уже в его наследственности.

Дело в том, что передача тех или иных черт, особенностей (в генетических терминах – признаков) от предков к потомкам всегда есть своеобразное, особое сочетание генетического материала, не буквально возобнов­ляющее родителей в потомках.

Законы перекомбинирования родительского наследственного материала при слиянии двух половых клеток таковы, что генотип каждого организма оказывается уникальным. За исключением монозиготных (однояйцовых) близнецов не существует полностью идентичных генотипов.

Генетически заданные программы развития реализуются только во взаимодействии с факторами внешней среды. Любой ген активизируется единственно при наличии соответствующей ему среды. Без неё активность гена может либо не проявиться вообще, либо резко снизиться.

Все генные процессы выявляются при условии их модификации средой. Иными словами, никакая генетическая черта не может ни существовать, ни стать значимой без содействия окружающей среды.

Биологически наследуемые особенности нервной системы и сомы предопределяют собой развитие особи только опосредствованно – через его среду, прежде всего, питание. На этом фундаментальном свойстве генов основано предупреждение и лечение множества наследственных заболеваний.

Среда в силах менять до известных границ биологически детерминированные черты особи.

Таким образом, наследственности в абстрактной, "чистой" и самодостаточной форме, т.е. вне и помимо среды, в природе не существует.

Единство наследственности и приобретенных характеристик. Наследованные, врожденные и приобретенные особенности организма неотрывны, едины. Приобретенные черты суть унаследованные и врожденные ее характеристики, модифицированные средой и всей прижизненной историей особи.

Генетические факторы играют видную роль не в передаче определенных образцов поведения животных, а в готовности организмов отвечать на дав­ление окружающей среды специфическими способами.

В широком смысле все индивидуальные свойства до некоторой степени унаследованы, поскольку они зависят от генотипа организма, и до некоторой степени приобретены, так как они развиваются и модифицируются окружающей средой.

Наряду с этим каждый аспект живого (структурный – так же, как и поведенческий) до некоторой степени определяется наследственностью и в из­вестной мере – опытом. Например, мускулы могут в ходе онтогенеза стать большими или меньшими в зависимости от природы опыта, которому они подвергаются. Но возможность такой модификации не бесконечна из-за генетических ограничений.

Одни формы поведения чрезвычайно мало подвержены изменениям под влиянием опыта. Другие типы поведения в огромной степени зависят от опыта, более того, появляются только благодаря соответствующей тренировке. Существуют различные промежуточные уровни.

Казалось бы, моторика особи меньше других функций подчинена средовым влияниям. Но питание и сенсорный опыт, накопленный при решении двигательных задач, вносят существенный вклад в формирование образа движения, его плавности, точности, стабильности.

Все сказанное о развитие любых организмов имеет отношение и к человеку.

Биологическая специфика человека. Человеческий организм уступает многим животным в скорости передвижения, физической силе и т.п. Но у человека есть самолеты и спутники, автомобили и велосипеды, парусники и теплоходы, подводные лодки и подземные поезда.

Механическое несовершенство человеческого таза выражается в чрезмерно затрудненных родах. Но человек рождается с самой большой (по отношению к остальному телу) головой из всех известных нам существ. Это возможно благодаря уникальной мягкости и подвижности хрящевого покрытия головы у новорожденного.

Человек расплачивается за двуногое прямохождение специфическими заболеваниями. Но, научившись излечиваться от них, он много выиграл благодаря высвобождению рук.

От природы человек получил большой запас прочности – при всей хрупкости и несовершенстве его биологической природы. Горбатая карлица с риском для жизни рождает геркулеса, богатыря. Пятидесятилетняя шизофреничка с глубоким расстройством мышления производит на свет абсолютно здоровую красавицу, доживающую до преклонного возраста без каких-либо отклонений от соматической, физиологической, психологической нормы.

Понятие неблагоприятной биологической наследственности – весьма неточное. В каждом отдельном случае новорожденный нуждается в очень серьезном наблюдении и исследовании, прежде чем появится возможность самой постановки вопроса о неблагоприятной наследственности.

Взаимодействие генетического материала человека со средой. И наследственность, и физическое и сенсорное питание (среда) всегда важны для каждого человеческого проявления.

Так, при рецессивной наследственной болезни, называемой галактосемией, дефектен фермент, необходимый для обмена веществ, – галактоза. Единственный источник галактозы в диете ребенка – молоко, которое в этом случае его отравляет. Терапевтическая манипуляция окружающей средой – исключение всех естественных форм молока из пита­ния ребенка и замена их синтетическим молоком без галактозы – обеспечивает нормальное развитие новорожденного.

Все человеческие болезни имеют генетический компонент. Основанием медицинской терапии является модификация ок­ружающей среды. Чем больше мы узнаем природу молекулярных и клеточных дисфункций, свя­занных с такими болезнями, тем более их лечение зависит от терапевтиче­ской манипуляции окружающей средой.

До 90% злокачественных образований у людей связано с факторами внешней среды (канцерогенными веществами). Только приблизительно 5% раковых образований имеет явный генетический причинный компонент.

Но сказанное не значит, что по отдельности наследствен­ность и среда эквивалентны для каждой из характеристик личности. В разных отношениях их роли обнаруживаются по-разному.

Например, пигментация радужной оболочки глаза находится под наследственным контролем. Эта особенность является относительно независимой от таких факторов внешней среды, как диета или климат.

С другой стороны, не оправдано предположить, что рост, масса или интеллект так же мало определяются средой, как цвет глаз. У высоких ростом родителей могут быть малорослые дети, у худых – тучные.

Отклонение роста однояйцовых близнецов от средней величины состав­ляет меньше половины отклонений для всех других родных братьев и сестер.

Масса тела еще в большей степени, чем рост, подвержена изменению факторами окружающей среды. Влияние среды на однояйцовых близнецов, которые выросли обособленно (в разных семьях), сказывается в относительно большем среднем различии в массе тела по сравнению с однояйцо­выми близнецами, воспитываемыми вместе.

Мышцы человеческого тела только на 30% формируются – благодаря генетической программе – хромосомами родителей, а на 70% зависят от прижизненной активности человека.

Норма созревания и начала половой зрелости зависит от сложного взаимодействия генетических и средовых факторов. Во многих случаях половая зрелость наступает позже при условии плохого питания. Дети в многодетных семьях растут медленнее, чем другие.

Среди новорожденных имеются заметные различия в активности, пассивности и реактивности.

Психогенетика сообщает, что сходство в поведении монозиготных близнецов-младен­цев (общительность, импульсивность, эмоциональная чувст­вительность, агрессивность, дружелюбие и т.п.) не больше, чем среди дизиготных близнецов в общей окружающей среде.

Генетические факторы объясняют приблизительно 50% от диапазона различий, обнаруженных в данной популяции. Большинство остальных раз­личий относятся не к общей для малышей окружающей среде, а к тому уникальному окружающему каждого из них мирку, который создается их взаимодействием с членами семьи и друг с другом.

Подобные результаты получены для близнецов, вырастающих как вместе, так и отдельно.

Темперамент врожден человеку. Если у ребенка холерический темперамент, у него более быстрая реакция, он вспыльчивый. Но это не значит, что ему легче стать хулиганом, чем сангвинику или флегматику.

А.Р. Лурия продемонстрировал, что соматические признаки индивида в значительной степени обусловлены генетически, элементарные психические функции (например, зрительная память) – в меньшей степени, а для формирования высших психических функций (понятийное мышление, осмысленное восприятие и др.) решающее значение имеют условия воспита­ния.

Мыслительные способности в огромной степени зависят от духовной пищи, которую получают дети в ходе воспитания и из окружающей их среды.

Сила, скорость, точность, системность, многосторонность и другие характеристики ума отдельного человека в большой степени определяются биологически наследуемыми особенностями и нервной ткани, и химико-электрических процессов, обслуживающих мышление. Но различия в содержании ума, в системе понятий, которыми он оперирует, имеют своей причиной взаимодействие человека с окружающей его культурной средой и его инди­видуальный опыт. <…>