(no subject)
Парадокс. Чем лучше, тем хуже?
В нормальных условиях при любом делении любых клеток происходит возникновение мутаций. Усредненная вероятность возникновения мутации - 2*10-5 на ген за одну генерацию.
Таким образом, при прохождении ряда делений клеток от поколения к поколению (от гаметы до гаметы) возникает и накапливается ряд мутаций. Каждая новая гамета будет нести около 40 мутантных генов.
Часть этих мутаций незаметна; другая часть летальна. Небольшая часть этих мутаций - средний случай между первым и вторым - может привести к возникновению изменений генотипа, хоть и нелетальных, но приводящих к ухудшению фенотипа - заболеваниям, слабости иммунитета, и т.д.
Если бы все мутантные гены передавались по наследству (т.е. все организмы выживали), то за очень короткое время (не более 1000 генераций) 100% генетического материала стало бы нерабочим. Реально жизнеспособность организма была бы полностью утрачена гораздо раньше.
В реальности этого не происходит, потому что не выполняется требование непременного выживания любой зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). Между оплодотворенной яйцеклеткой и организмом репродуктивного возраста находится ряд стадий, на которых происходит выбраковка организмов с дефектным генотипом.
Эти стадии принято делить на два этапа - пренатальный и постнатальный.
На пренатальном этапе фильтруются явные летальные мутации. В частности, известно, что не менее 60% оплодотворений заканчиваются смертью зародыша на самых ранних стадиях развития (что обычно происходит незаметно для женщины). Сюда попадают наиболее “грубые”, летальные мутации. Также довольно часто происходит смерть эмбриона на более поздних стадиях, выкидыш, как результат отбраковки менее грубых, но также несовместимых с жизнью мутаций.
Пренатальный фильтр является многокаскадным и очень эффективным. Фактически он состоит из последовательных, в значительной мере независимых фильтров - прегаметного, гаметного, зиготного и эмбрионального. На каждой стадии происходит отбраковка большинства претендентов, пришедших на ее вход.
Тем не менее, многие мутации, совместимые с жизнью, проходят пренатальный фильтр и приводят к появлению живорожденного ребенка. Сюда попадают как явно выраженные наследственные болезни (напр. синдром Дауна, гемофилия, фенилкетонурия и т.д.), так и неявно выраженные изменения фенотипа в худшую сторону (напр. недостаточный иммунитет или подверженность аллергии). Даже если исследовать классические наследственные заболевания, выясняется что пренатальный фильтр полностью надежен по отношению к одним нарушениям (и они следовательно появляются в живом виде чрезвычайно редко), и гораздо менее надежен по отношению к другим.
Отступая в сторону, надо отметить что очень большая часть “обычных” заболеваний является наследственно обусловленной. Вообще, болезни распределяются от 100% наследственных (передающихся строго по наследству) до не связанных с наследственностью, через разные стадии наследственной предрасположенности (когда у родственников вероятность заболевания является гораздо большей, чем у всей остальной популяции). Современные наблюдения показывают гораздо бОльшую долю болезней, связанных с наследственностью, чем было принято считать раньше. В 80х годах полагали что всего 10% преждевременных сердечно-сосудистых заболеваний связано с генетическими нарушениями, теперь эта цифра достигает 80-90%. То же самое можно сказать про гипертонию, диабет, умственные расстройства, некоторые (возможно все) виды рака. Даже для классических инфекционных заболеваний показана четкая генетическая предрасположенность. Все подобные заболевания принято называть отсроченными патологиями - отсроченными потому, что они не проявляются в пренатальном периоде и не отсекаются пренатальным фильтром. Со многими такими патологиями человек может существовать даже без медицинской помощи (по крайней мере какое-то длительное время), со многими - жизнь его возможно продлить надолго при помощи медицины.
Из-за самопроизвольного характера возникновения подобных эффектов (п.1-4), и того, что пренатальный фильтр их не задерживает, или задерживает недостаточно эффективно, частота их возникновения весьма велика, в том числе у совершенно здоровых родителей, а тем более у родителей, уже имеющих подобные дефекты. Фактически, каждое новое поколение добавляет мутационный груз по сравнению с предыдущим, и является потенциально более болезненным и менее жизнеспособным.
Тем не менее, человечество насчитывает десятки тысяч лет истории, и не выродилось за это время. Это объясняется тем, что все время истории человечества (кроме последнего времени) помимо пренатального, вследствие ряда причин действовал чрезвычайно жесткий постнатальный фильтр.
Человечество, как и любой биологический вид, всю свою историю существовало в отнюдь не сахарных условиях. Условия жизни требовали от человека высочайшей работоспособности и крепчайшего здоровья для того чтобы выжить самому и выкормить детей. Жестокие условия приводили к высокой детской и юношеской смертности (это помимо короткого срока жизни тех кто уже оставил потомство). В условиях, когда для всех не хватало места, погибали более слабые, более сильные выживали. Компенсировалась эта смертность высокой рождаемостью.
Практически всю историю человечества (сотни тысяч лет от кроманьонцев) численность человечества поддерживалась на приблизительно одном уровне, происходил лишь очень плавный рост, в то время как репродукционный потенциал человечества гораздо больше (для сравнения - в последние годы население планеты удвоилось всего за 35 лет). То есть в масштабах жизни двух-трех-нескольких поколений численность человечества в целом и отдельных его популяций можно было считать постоянной.
Постоянная численность - это, грубо говоря, когда у двоих родителей выживало и доживало до репродуктивного возраста ровно два ребенка. Рождалось гораздо больше (порядка 5-10), лишние погибали не достигнув репродуктивного возраста.
Поэтому, если погибали более слабые, а выживали более сильные, то особи с “худшим” генотипом вычищались из популяции, а оставались - с неповрежденным. Таким образом, постнатальное, связанное с условиями жизни, фильтрование компенсировало самопроизвольное появление мутаций и препятствовало их накоплению. А вероятность, что у двух генетически здоровых индивидуумов ВСЕ дети будут с нарушениями - мала, то есть из десятка детей уж не менее двоих точно будут тоже полностью здоровыми. Естественно,выживут именно они.
Но с началом 20 века происходит ряд событий, круто меняющих картину. Детская и юношеская смертность резко снижается - благодаря достижением медицины, и появлению нового жизненного пространства для человечества, обусловленному технологическими достижениями и освоению новых энергетических источников. Выживать начинают практически все дети, что приводит к быстрому росту населения - удвоение каждые 30-50 лет. В начале 20 века на земле жило меньше 1 - 1.5 млрд человек, в конце - больше 6 млрд.
Во второй половине 20 века происходит и компенсирующий процесс - в странах, где все это началось раньше (и которые теперь принято называть развитыми) - рождаемость начинает круто падать, и в настоящее время составляет 1.9 - 2.1 ребенка на женщину. Поскольку все более совершенная медицина обеспечивает выживание практически 100% живорожденных детей, это приводит к стабилизации численности населения.
Одновременно это означает, что в развитых странах постнатальный фильтр практически перестал работать.
Таким образом, в развитых странах начиная с начала 20 века отсутствует механизм вычистки генотипа популяции от мутантных патологий, и создаются условия для их накопления. С тех пор сменилось 4-5 поколений.