Гены и способности: что об этом известно, а что додумано

Передаются ли способности по наследству и что передаётся на самом деле

Ребёнок получает склонности, разбросанные по тысячам небольших участков ДНК. Готовой способности, которая переходила бы к потомкам целиком, как признак, который задаёт один ген, генетика не знает.

Психогенетики Роберт Пломин и Иан Дири в обзоре 2015 года свели общую картину к трём правилам, которые выполняются для сложных признаков вроде роста, веса или интеллекта.

• Первое: у всех таких признаков есть заметная наследственная часть.
• Второе: ни один из них не зависит от генов целиком, среда влияет всегда.
• Третье: наследственная часть складывается из множества генов, у каждого из которых эффект маленький.

Насколько маленький, показало исследование Жанны Сэвидж и соавторов 2018 года. Учёные сравнили генетические данные 269 867 человек с результатами тестов на интеллект и нашли 205 участков генома и 1 016 генов, связанных с различиями в интеллекте. Эти гены активно работают в мозге, так что находка выглядит осмысленной. Но двести с лишним участков означают, что ни один из них в одиночку ничего не решает.

Здесь легко ошибиться с самим словом «наследуемость». В таких работах оно означает долю различий между людьми в группе, которая связана с различиями в их генах. Если наследуемость интеллекта у взрослых, по обзору Пломина и Дири, около 60%, это не значит, что у каждого человека ум на 60% «от генов» и на 40% «от воспитания». Число описывает разброс в большой группе. Можно ли по такому числу назвать врождённые способности одного конкретного человека, вопрос отдельный и очень трудный.

Для бытового вопроса «в кого я такой» вывод выходит скромный. Что-то от родителей действительно приходит, причём от обоих. Приходит это россыпью мелких сдвигов, которые сложились по-своему, и в готовом виде у родителей этой комбинации не было.

Наследственные способности и поиски гена таланта

Единственного участка ДНК, который отвечал бы за талант, музыкальность или ум, не существует. За ним всерьёз охотились, и почти все ранние находки при проверке рассыпались.

Самую наглядную проверку провели Кристофер Шабри и соавторы в 2012 году. Они взяли 12 вариантов генов, о связи которых с общим интеллектом раньше сообщали другие исследователи, и проверили их на трёх больших независимых выборках: 5 571, 1 759 и 2 441 человек.

По расчётам самих авторов, если бы эти гены действительно влияли на интеллект, значимых результатов должно было набраться от 10 до 15. Вывод работы вынесен прямо в её название: большинство заявленных связей генов с интеллектом, вероятно, ложные срабатывания.

Ошибались первые исследователи по понятной причине. Эффект каждого отдельного варианта настолько мал, что на небольшой выборке случайное совпадение легко принять за открытие. Пломин и Дири отмечают, что для количественных признаков вроде роста и веса почти не найдено воспроизводимых генетических связей, которые объясняли бы больше одного процента различий между людьми. С интеллектом картина та же.

Есть и более смелая гипотеза. Генетики Эван Бойл, Ян Ли и Джонатан Притчард в 2017 году предположили, что у сложных признаков сигналы рассыпаны почти по всему геному, в том числе возле генов, которые на первый взгляд к признаку отношения не имеют. Они назвали эту идею «омнигенной» моделью. Это гипотеза, она обсуждается, но направление видно: чем лучше изучены наследственные способности, тем меньше они похожи на отдельную деталь, которую можно найти и показать пальцем.

Наследственная часть у интеллекта есть, а отдельного гена нет, и одно другому не противоречит. Наследственную часть показывают и близнецовые данные, и анализ ДНК неродственных людей: Шабри и соавторы на тех же выборках подтвердили, что около половины различий в общем интеллекте связано с общей генетической изменчивостью. Оценки по близнецам выше, чем по ДНК неродственных людей. Это разные методы, и разрыв между ними Пломин и Дири объясняют отчасти более редкими вариантами ДНК, которые такой анализ пока не видит. Сама наследственная часть размазана по геному так тонко, что каждый кусочек почти незаметен.

Отсюда простое правило для чтения новостей. Заголовок «найден ген гениальности» почти наверняка пересказывает либо одну небольшую работу, которую потом не подтвердили, либо исследование с крошечным эффектом, раздутым до открытия.

От чего зависят способности человека, если гены задают только шансы

Способности складываются там, где наследственные склонности встречаются со средой, и среду эту человек во многом выбирает сам. Хорошо это видно по тому, как наследуемость интеллекта меняется с возрастом.

С возрастом влияние генов на различия в интеллекте растёт, хотя опыт копится и, казалось бы, должен перекрывать то, что было дано с рождения. Клэр Хаворт и соавторы собрали данные 11 000 пар близнецов из четырёх стран.

Томас Бушар в обзоре 2013 года назвал это эффектом Вильсона и показал, что к 18-20 годам наследуемость коэффициента интеллекта выходит примерно на 0,80 и дальше держится на этом уровне. Доля общей семейной обстановки к этому возрасту падает примерно до 0,10. Почти все эти исследования, впрочем, проведены в западных индустриальных странах.

Объяснение роста авторы видят в том, что ребёнок взрослеет и всё больше выбирает себе опыт сам. Тот, кому легко даётся чтение, читает больше и становится в этом ещё сильнее. Тот, кого тянет к числам, ищет задачи и людей, с которыми о них можно говорить. Небольшая исходная склонность разрастается, потому что человек раз за разом идёт туда, где ему легче. При этом среда из картины не уходит, и Пломин и Дири записывают это как общее правило:

Насколько сильна среда, видно по целым поколениям. Якоб Пичниг и Мартин Ворачек в 2015 году свели 271 выборку, почти 4 миллиона человек из 31 страны за 1909-2013 годы. Средний балл по тестам интеллекта рос примерно на 0,28 пункта в год, в последние десятилетия рост замедлился. Это называют эффектом Флинна. Генетический состав населения за несколько поколений так быстро не меняется, значит, баллы поднимали условия жизни. Какие причины здесь главные, исследователи до сих пор спорят.

Этот пример полезен ещё и потому, что разрушает частую путаницу. Высокая наследуемость не означает, что черту нельзя изменить. У интеллекта взрослых наследуемость высокая, и всё же средний балл за век заметно вырос: за это время поменялась жизнь, а гены почти остались прежними. Наследуемость говорит, насколько люди в одной и той же обстановке различаются из-за генов. Что будет, если обстановку поменять, из этого числа не следует.

Из этого механизма следует практический вывод. Если склонности проявляются в том, что человек выбирает снова и снова, то и искать их честнее в этих повторах, а не в пробирке. В системе ТАЛАРХЕТИКА прошлое фиксируется через повтор: через то, к чему человек неизбежно возвращается, что бы он ни делал и куда бы ни шёл. Очертания таких повторов метод называет контуром внутренней необходимости.

Генетика интеллекта и ДНК-тесты на способности

Предсказать по генам, на что способен отдельный человек, наука пока не может. Даже лучшие из таких оценок объясняют лишь небольшую часть различий между людьми, и только в среднем по большой группе.

Исследование такого рода на данных около трёх миллионов человек провели Айсу Окбай и соавторы в 2022 году. Учёные изучали не интеллект напрямую, а уровень образования, который хорошо с ним связан. Эти данные дали 3 952 независимых варианта ДНК. Собранный из них полигенный индекс, то есть суммарная оценка по всем найденным вариантам, объясняет 12-16% различий в образовании. Около половины этой связи оказалась прямым действием генов самого человека, остальное пришлось на другие пути, в том числе через родителей.

Ещё точнее картину проверили Лоренс Хоу и соавторы, тоже в 2022 году. Они сравнили 178 086 братьев и сестёр из 19 исследований. Внутри одной семьи генетические эффекты для образования, когнитивных способностей и даже роста оказались меньше, чем при сравнении чужих друг другу людей. Часть того, что выглядело действием генов, на деле шла от семьи и среды.

Устроен такой индекс как сумма тысяч крошечных поправок, каждая из которых подсчитана по огромной группе людей. Для группы он работает: среди тех, у кого индекс выше, людей с высшим образованием в среднем больше. Но внутри группы разброс огромный, и человек с высоким индексом спокойно может бросить школу, а с низким защитить диссертацию.

Для ДНК-теста «на способности» отсюда следует неудобная арифметика. Если лучший индекс по трём миллионам человек объясняет около седьмой части различий в образовании, то для одного ребёнка такой прогноз мало чем отличается от догадки. Специалисты по генетике спорта сформулировали это прямо, когда разбирали тесты на спортивный талант:

В том же заявлении авторы пишут, что ни одного ребёнка не следует отправлять на такой тест, чтобы отобрать одарённых. Они отмечают и бытовую проблему: независимые проверки находили, что по образцам одного и того же человека лаборатории сообщали разные результаты.

Проверить рекламное обещание можно и самому, без генетики. Достаточно попросить нейросеть найти первоисточник фразы вроде «ген лидерства» или «ген математических способностей» и дать ссылку на исследование. Ответ нужно открыть по ссылке: если исследования нет или в нём речь о крошечном эффекте в большой группе, обещание теста держится на маркетинге.

Интеллект передаётся от матери? Откуда взялось это убеждение

Правда ли, что интеллект наследуется от матери? Нет. Это пересказ одной гипотезы 2001 года, а крупные исследования находят связанные с умом варианты ДНК по всему геному, и приходят они от обоих родителей.

Гипотеза принадлежит Ульриху Цехнеру и соавторам. Они разобрали медицинскую базу наследственных нарушений и заметили, что на Х-хромосоме больше генов, поломка которых вызывает умственную отсталость, чем на других хромосомах. Из этого авторы предположили, что Х-хромосома может сильно влиять на интеллект вообще.

К тому же речь шла о генах тяжёлых нарушений. Об обычных различиях в уме между здоровыми людьми работа данных не приводила.

Дальше сработал испорченный телефон. Предположение о Х-хромосоме превратилось в заголовки вроде «учёные выяснили, что интеллект передаётся ребёнку от матери». Такие заголовки до сих пор стоят в выдаче рядом со страницами клиник и генетических лабораторий. Фраза удобная: она простая, льстит матерям и звучит как научный факт.

Более поздние данные эту картину не поддерживают. В том же исследовании Окбай и соавторов отдельный анализ Х-хромосомы нашёл 57 значимых вариантов, связанных с уровнем образования. По остальному геному их набралось 3 952. Речь опять об образовании, однако пропорция показательна: основная часть сигнала лежит вне Х-хромосомы. А в работе Сэвидж и соавторов связи с интеллектом рассыпаны по двумстам с лишним участкам генома.

Если в семье умная мама, ребёнку с ней повезло, но повезло и с тем, что она читает с ним, разговаривает и выбирает ему школу. Вклад отца в гены от этого не исчезает.

Живучесть мифа понятна. Он даёт простой ответ на сложный вопрос и превращает разговор о способностях в разговор о родословной, который ведётся легко и приятно. Но если поверить в него всерьёз, легко сделать неверный вывод о себе: например, решить, что раз в семье матери никто не учился в вузе, то и ребёнку там делать нечего. Данные такого вывода не дают.

Талант по наследству и возврат к среднему

У одарённых родителей дети нередко оказываются вполне обычными, и удивляться тут нечему. Выдающиеся способности от родителя к ребёнку переходят плохо, и объясняет это закономерность, которую Фрэнсис Гальтон описал на росте родителей и детей.

Спор о наследовании таланта, правда, упирается в слово. Одни называют талантом одарённость от природы, другие выдающийся результат, третьи развитое до высокого уровня умение, и от выбора определения зависит сам ответ. Поэтому до спора о наследовании нужно договориться, что такое талант и чем он отличается от способности. Здесь достаточно того, что любая способность, как и рост, складывается из множества мелких влияний.

В 1886 году Гальтон опубликовал статью под названием «возврат к среднему в наследуемом росте». Дети очень высоких родителей в среднем оказывались ниже их, дети очень низких выше. Причина статистическая. Выдающийся результат у родителя получается из удачного сочетания многих факторов, и в следующем поколении это сочетание повторяется лишь отчасти.

Тот же принцип работает для любой черты, которая наследуется частично и складывается из многих влияний. Ребёнок выдающегося музыканта или учёного в среднем окажется ближе к обычному уровню, чем родитель. Пломин и Дири отмечают одну вещь, которая это смягчает: люди склонны выбирать в пару тех, кто похож на них по уму, сходство супругов по интеллекту около 0,40. Поэтому в семьях сходство держится выше, чем при случайном выборе пары. Но возврат к среднему от этого не отменяется.

У этой закономерности есть и второе следствие: у родителей без особых успехов вполне могут вырасти дети, которые заметно их обойдут. Фраза «у нас в роду таких не было» мало что говорит о том, что есть у конкретного человека. Его комбинация генов новая, и ни у кого в роду её не было.

Есть и чисто житейская причина не опираться на семейные истории. В них попадает то, что успело проявиться: профессия деда, увлечение бабушки, школьные успехи тёти. Склонности, которым не нашлось места в жизни прошлых поколений, в такие истории просто не попали. Если у прадеда не было возможности учиться музыке, семья никогда не узнает, был ли у него слух.

Природа или воспитание, когда сравнивают братьев и сестёр

Спор о том, что сильнее, гены или домашняя обстановка, тянется больше века, и современные данные отвечают на него неожиданно: часть того, что похоже на действие генов, приходит через воспитание, и часть того, что похоже на воспитание, запущена генами.

Огастин Конг и соавторы в 2018 году описали явление, которое назвали генетическим воспитанием. Они сравнивали с уровнем образования детей те варианты генов родителей, которые сами дети не унаследовали. Такие варианты всё равно оказались связаны с образованием ребёнка. Авторы объясняют это так: гены родителей и других родственников действуют на ребёнка через их поведение и через среду, которую они создают. Наследственность и воспитание здесь сплетены так, что разделить их на доли по отдельности не получается.

Родителей это касается напрямую. К взрослому возрасту доля общей семейной обстановки в различиях мала, по Бушару около 0,10, но в детстве путь генов родителей через обстановку есть, и обстановка сама по себе имеет вес. Книги в доме, разговоры за столом, интерес взрослых к тому, что ребёнку нравится, сами становятся одним из путей, по которым способности вообще проявляются.

Исследование братьев и сестёр Хоу и соавторов показало ту же переплетённость с другой стороны. Когда сравнивают родных братьев и сестёр, у которых общие родители и общая домашняя обстановка, генетические эффекты для образования и когнитивных способностей становятся меньше. Значит, в обычных исследованиях на счёт генов попадала и часть семейного влияния.

Психолог Эрик Тёркхеймер ещё в 2000 году предупреждал, что близнецовые исследования удобны как метод, но не показывают, что гены фундаментальнее среды. Генотип, по его словам, действительно даёт более устойчивый вклад в различия, но причины этого методические: дело в том, как устроены такие исследования. Развитие, писал он, нелинейно, и гены со средой в нём постоянно влияют друг на друга.

Вопрос, чего в способностях больше, природы или воспитания, похож на спор о том, что важнее для площади прямоугольника: длина или ширина.

Взрослому человеку ни одна из двух сторон спора не выносит окончательного приговора.