Сопротивляемость инфекционным заболеваниям

У женщин в исследовавшемся нами регионе Ганы в среднем было по шесть-семь детей. В суровых условиях столько детей необходимо, чтобы в течение продолжительного периода поддерживать постоянное количество населения. Если бы женщины рожали больше детей, выжи­вае­мость их потомства уменьшилась бы. Первое и наибо­лее очевидное объяснение здесь, что тогда на одного ребенка пришлось бы меньше пищи и меньше денежных средств. Но голод не единственная в Гане опасность, представляю­щая собой угрозу для жизни. Людей подстерегают инфек­ции. Если мы посмотрим на эволюционное развитие чело­века, окажется, что опасность инфицирования возросла, когда приблизительно 10 000 лет назад мы оставили охоту и собирательство и стали селиться группами, пере­-ходя к земледелию и скотоводству. Людям стало проще добывать себе пропитание и они могли делать это более регулярно, но опасность передачи инфекций от животных к человеку и от человека к человеку значительно возросла. В ответ на инфекции человек выработал обширную иммунную систему, способную отражать вторжение извне.

Только потомство с достаточной системой защиты против инфекционных болезней выдержало переход от охоты и собирательства к земледелию и скотоводству. Развитие аграрных сообществ было очень неровным. Мы знаем немало примеров сообществ, уничтоженных эпидемиями. Кому-то иногда удавалось пережить катастрофу, и от них начинались новые процветающие сообщества. Современный человек шаг за шагом развил в себе высокий уровень сопротивляемости инфекциям.

Сопротивляемость инфекционным болезням имеет две принципиально различные стороны. Первая — функция распознавания, которая должна идентифицировать возбудителя болезни как нечто враждебное. Возбудители болезней делают все для того, чтобы суметь незаметно проникнуть в организм человека. Они маскируются, из-за чего нашей иммунной системе с трудом или слишком поздно удается их распознать как чуждых организму, и она не может их уничтожить. Тропические черви, проникнув в тело человека, могут до трех десятков лет просуществовать в его кровеносной системе. Другие возбудители болезней способны всякий раз маскироваться по-новому, так что всегда становятся сюрпризом для нашей иммунной системы, и мы забо­леваем. Так, вирус гриппа с каждым годом чуть-чуть меняется, и множество людей вновь становятся жертвой этой инфекции.

Нейтрализация возбудителя болезни — вторая сторона борьбы иммунной системы с инфекцией. Если возбу­дитель однажды распознан как посторонний и враждебный, он должен быть уничтожен и устранен. Возникает воспалительная реакция. Заражение гриппом сопровождается всем нам известными проявлениями: болями в мышцах, высокой температурой, чувством усталости. Другой пример заражения — палец покраснел, болит, нарывает: мы видим, что попала заноза и произошло нагноение.

Вроде бы логично, что защита от инфекции никак не может быть чрезмерной, ведь это повышает наши шансы на выживание. Удивительно, что, несмотря на бесконечно долго действовавший отбор на сопротивляемость инфекционным болезням, люди к ним всё еще столь восприимчивы. Некоторые биологические свойства мы смогли приобрести очень быстро благодаря естественному отбору. Вот пример: с началом пастбищного скотоводства люди стали употреблять молоко. Благодаря естественному отбору у нас в течение нескольких поколений развилась способность вырабатывать лактазу — энзим, который лактозу, молочную кислоту, содержащуюся в молочных продуктах, превращает в обыкновенный сахар.

Только в перспективе человеческой жизни в целом становится ясно, почему дальнейшее действие естественного отбора по улучшению сопротивляемости инфекциям наталкивается на препятствия. Если распознавание возбудителей болезней не будет знать промахов и воспа­лительная реакция будет достаточно сильной, возникнут нежелательные побочные явления, такие, например, как отторжение плода в матке.

Эмбрион, который должен развиться в матке в полностью доношенного ребенка, представляет собой в равной степени смешение отца и матери. Разумеется, мать думает, что это только ее ребенок, но она ошибается. 50 % генетического материала получены от отца, и эти гены с самого начала сказываются в развитии ребенка. Прямое следствие — иммунная система матери склонна распознавать эмбрион в матке (наполовину мать, наполовину отец) как нечто чужеродное и затем отторгнуть его посредством спонтанного аборта. Особые белки, в том месте, где плацента врастает в матку, заботятся о том, чтобы иммунные клетки матери и ребенка не атаковали друг друга. И все же иногда возникает такая защитная реакция, которая приводит к преждевременным ро­дам. В этих случаях различия между матерью и ребенком столь велики, что имеющейся толерантности оказывается недостаточно. Риск преждевременных родов больше, если иммунная система матери сильнее.

В исследовавшемся нами регионе северо-восточной Ганы нам удалось идентифицировать генетическую вариацию ДНК, которой объясняются наследственные различия в механизме иммунитета человека. Носители опре­деленных вариаций генетически лучше вооружены для борьбы с инфекциями и тем самым для выживания, однако вместе с этим одновременно повышается наследст­венная предрасположенность женщин во время беременности к более высокому риску отторжения эмбриона. Поэтому естественный отбор не может бесконечно повышать сопротивляемость против инфекционных заболеваний: из-за понижения приспособляемости (fitness) эти эволюционные вариации вымирают. С другой сторо­ны, естественный отбор не может слишком решительно ориентироваться на слабую иммунную систему только лишь ради того, чтобы уменьшить риск преждевременных родов. Ибо если женщина еще до родов не в состоянии сопротивляться инфекции, ни о какой приспособлен­ности и речи быть не может. Лавирование между тем и другим называется сбалансированным отбором.

Механизм сбалансированного отбора может лучше объяснить наши предварительные выводы о смерти детей в том регионе, где мы проводили исследования. Если у многодетных матерей дети в среднем чаще погибают от инфекционных болезней, то нехваткой пищи и денег это объясняется лишь частично. Если они в среднем больше подвержены инфекционным заболеваниям, то, по-видимому, их иммунная система хуже защищает их от болезней. Менее сильную иммунную систему они получили от своих родителей. Но именно генетическое оснащение матери позволило ей родить столько детей.

Наше открытие не было полностью неожиданным. Биологи говорят о quality-quantity trade-off, компромиссе между качеством и количеством, свойстве представителей одного вида производить на свет либо меньшее потомст­во более высокого качества, либо большее потомство менее высокого качества. Такое явление вообще характерно и для растительного, и для животного мира и согласуется с теорией «тела на выброс». В данной модели плодовитость (количество) обменивается на устойчивость (качество), потому что эволюционный выбор определяется тем, в какие именно свойства инвестируют больше, в какие меньше.

Сделанное нами открытие отвечает и на другой вопрос. При изучении вместе с Томасом Кирквудом британской аристократии нас удивляло отсутствие в Новейшее время какой-либо связи между числом детей и продолжительностью жизни их матери. Объяснением мог бы служить иммунологически определенный quality-quantity trade-off, компромисс между качеством и количеством. Если фертильность достигается за счет ослабления иммунной системы, цена этого в наше время далеко не такая высокая. Ведь опасность смерти от инфекционных болезней сведена к минимуму. Цена секса и чадородия, другими словами, значительно снизилась.

Полезность бабушек

Жизненный путь женщины весьма примечателен. Девочки превращаются в молодых дам и с этого момента становятся необычайно привлекательными для мужчин. Оптимальный детородный возраст наступает между 20 и 30 годами, и в дальнейшем фертильность быстро снижается. Примерно к 50 годам она полностью прекращается и наступает менопауза. Но и после этого женщины вполне могут жить еще долго и некоторые становятся бабушками. Яичники их уже «мертвы», тогда как все остальное, включая умственные способности, может быть в полном порядке. Тот факт, что женщины продолжа­ют жить, хотя им уже не нужно заботиться о получении потомства, с точки зрения эволюции кажется нелогичным: в свете теории «тела на выброс» продолжающая­ся жизнь женщины после наступления менопаузы должна рассматриваться как инвестирование в долгую жизнь ценой невозможности деторождения. Показатели смертности для женщин преклонного возраста даже ниже, чем у (все еще фертильных) мужчин, и многие женщины переживают своих мужей. Это странно. Выходит, продолжи­тельность жизни не является критерием в ходе естественного отбора? Каково же подходящее объяснение?

Бабушки часто играют решающую роль в молодой семье с подрастающими детьми. Бабушка заботится о детях своих детей, так что шансы (выжить) у детей повышаются. Если в современной семье на первом месте стоят прежде всего вещи нематериальные, такие как внимание и воспитание, то при неблагоприятных обстоятельствах наличие или отсутствие бабушки может означать разницу между жизнью и смертью. Если благодаря заботам бабушки ее дочь имеет больше детей, слепки генетического материала бабушки в следующих поколениях количественно увеличиваются. Так называемая гипотеза бабушек может служить объяснением того, почему у женщин примерно к 50 годам начинается менопауза. Поскольку после менопаузы женщина детей иметь уже не может, у нее появляется возможность быть полез­ной в заботе о внуках. В эволюционных терминах: продолжение жизни после менопаузы поддерживается естественным отбором, потому что вносит вклад в fitness, приспособляемость, нашего вида.

Указание на эволюционное значение бабушек в нашем нынешнем обществе можно найти в работах нидерландских социологов Флёр Томез и Аарта Лиефбрура. В своих исследованиях они изучали участие дедушек и бабушек в уходе за маленькими детьми и влияние этого на поздние рождения в семьях с обоими работающими супругами. Исследователи использовали данные по трем поколениям мужчин и женщин в ныне живущих нидерландских семьях. Результаты показали, что бабушки и дедушки с материнской стороны чаще брали на себя заботу о детях, чем бабушки и дедушки со стороны отца, и притом бабушки чаще, чем дедушки. Участие бабушек и дедушек в воспитании внуков увеличивало шансы на то, что в семье родится больше детей. На базе полученных данных исследователи пришли к заключению, что с точки зрения эволюции забота бабушек и дедушек о детях действительно может рассматриваться как успешная репродуктивная стратегия. Семьи, в которых бабушка и дедушка участвуют в заботе о детях, обнаруживают в наших современных условиях бóльшую репродуктивную приспособленность. Результаты этих исследований убеди­тельно свидетельствуют, что естественный отбор и эволю­ция не ограничены ни далеким прошлым, ни Африкой, но продолжают действовать здесь и сейчас.

Влияние бабушек на выживаемость внуков в нынешних Нидерландах исследовать уже невозможно, потому что при нынешних благоприятных условиях выживают практически все новорожденные. Детская смертность больше никак не связана с естественным отбором. По этой причине для изучения влияния бабушек на детскую смертность часто обращаются к церковным метрическим книгам прошлого. С помощью этих книг, в которых регистрировались рождение, крещение, заключение брака и смерть, были реконструированы семьи во многих местах по всему миру. Адский труд, ибо одни и те же люди могли быть разнесены по разным реестрам, которые между собой никак не связаны. Некоторые люди всю свою жизнь живут в одном и том же приходе, где всякий раз и разыгрывается тот или иной rite de passage, ритуал перехода. Другие меняют место жительства. Что с ними там происходит? В общем, в подобных исследованиях массу времени занимает сбор данных, и решающая роль принадлежит здесь генеалогам и архивариусам.

Множество исторических данных, используемых при биодемографических исследованиях, приходит из Скандинавии. В XVIII–XIX веках там существовали стабильные общины, скрепленные прочной религиозной верой. Не составляет большого труда представить себе облик таких общин: группки крестьянских дворов вокруг церкви, отрезанные от остального мира рекой, горным хребтом или ущельем. Нужно полагать, что жизнь была трудной, с долгими зимами, неурожаем и бедностью. Была высокая детская смертность, и нередко женщины умирали при родах — пóзднее, но тем не менее прямое следствие секса.

Основываясь на анализе историй жизни этих людей, ученые могли сделать вывод, что присутствие бабушки играло важную роль в повышении шансов выживаемости внуков. Нетрудно также представить себе, насколько существенно было для семьи знать, что в доме есть кому помочь, если мать умирает при родах. Такие условия жизни подтверждают гипотезу бабушек.

Но на шкале эволюции скандинавские приходы не бо­лее чем галька на морском берегу. Трудно поверить, чтобы период нескольких столетий естественного отбора в западном мире мог целиком и полностью объяснить гене­тическую концепцию такого специфического жизненно­го периода, как менопауза. Эта своеобразная особенность женщин должна была возникнуть в гораздо более далеком прошлом, во времена, когда семьи строились на совершен­но иной основе. Из антропологических описаний ранних народов мы видим, что в подавляющем большинстве этих обществ была полигамная структура семьи. Новейшие техники анализа ДНК подтверждают, что в прошлом большинство мужчин имели более чем одну жену. В поли­гамном браке мать (бабушка) занимала совершенно другое положение, чем в моногамном браке, что могло значительно повлиять на результат естественного отбора.

Чтобы вникнуть в суть жизненного пути женщины, понять функцию менопаузы и показать выгоды иметь бабушку, мы должны изучить цифры рождений и смертей среди членов полигамных семей. Но мы не располагаем данными, относящимися к далекому прошлому. Вместо этого мы изучали людей племени бимоба. Полигамные семьи, высокая смертность и многочисленное потомство хорошо отражали условия, в которых происходило разви­тие человечества. Мы реконструировали генеалогическое древо очень многих семей и составили картотеку фертильности женщин и шансов выжить новорожденных.

В северо-восточной Гане для матерей существует повы­шенный риск умереть при родах. Выяснилось, что нали­чие или отсутствие матери лендлорда, бабушки его детей, никак не сказывается ни на выживаемости детей, ни на числе новорожденных. В полигамной семье наблюдается большое различие в возрасте между отдельными женщинами. Как правило, мужчина на протяжении довольно долгого периода времени берет в жены многих молодых женщин, и это означает, что другие женщины появляются на смену тех, которые умирают. В социальной структу­ре семей матери женщин не играют никакой роли, часто живут они далеко, в деревнях, откуда они родом. Вывод наших исследований однозначен: наличие бабушки никак не влияет ни на число детей, рождающихся в такой семье, ни на их выживаемость.

Соотносить сведения, добытые у бимоба, со скандинав­скими данными церковных реестров было все равно что собирать пазл. Если условия жизни бабушек были более или менее одинаковы, то их социальное положение сравнивать невозможно. В Скандинавии бабушки играли в жизни их семьи совершенно другую роль, чем матери лендлорда на севере Ганы. При моногамном браке значение бабушки в случае смерти жены во много раз больше, чем в полигамном браке, где роль матери просто-напросто берет на себя другая жена главы дома.

Преимущество в одном обществе вовсе не обязательно будет считаться таковым в совершенно иных условиях. Наш жизненный цикл — прежде всего результат естественного отбора в полигамных цивилизациях, которым приходилось выживать среди лишений, физических опасностей и заразных болезней. И как раз в этом случае гипо­теза бабушек кажется совершенно недостаточным объяснением примечательного долголетия женщин после наступления менопаузы.

С недавних пор предлагается альтернативное объясне­ние: в конце концов существуют ведь и мужчины! В противоположность более или менее внезапно наступающей менопаузе у женщин фертильность мужчин уменьшается постепенно. Мужчины зачинают детей вплоть до преклонного возраста, что справедливо и для богатого лендлорда племени бимоба, имеющего достаточно финансовых возможностей, чтобы брать в жены нескольких женщин. Мы подсчитали, что отцами примерно 20 % детей были мужчины старше 50 лет. Другие исследователи, для анало­гичных условий, получили практически такие же цифры. Пятидесятилетние женщины больше не могут неожидан­но забеременеть. Мужчины, зачинающие детей в пожилом возрасте, напротив, сполна принимают участие в «крысиных гонках» эволюции. Зачиная в среднем больше детей, они оставляют особенно заметный след своего генетического материала в последующих поколениях: число их потомков выше среднего, их fitnes s выше. Но для этого они должны достигать достаточно пожилого возраста. Свойство достигать старости пожилые отцы передают своим сыновьям, но также и своим дочерям. Вот альтернативное и вполне подходящее объяснение того, что женщины продолжают долго жить после прекращения инвес­тиций в фертильность и наступления менопаузы.