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.
