Текст уведомления здесь

Какая разница

Почему ученым так интересны близнецы

Уже семь лет в Томске международная группа ученых исследует раннее развитие человека на примере монозиготных и дизиготных близнецов. Чтобы привлечь близнецов на помощь науке, исследователи регулярно проводят в Томском госуниверситете публичные мероприятия. Корреспондент «Чердака» сходила на «Близнецовую субботу» и поговорила с учеными о том, почему им так интересны различия таких похожих, на первый взгляд, людей.
Добавить в закладки
Комментарии

Два мальчугана нерешительно трутся около стола с угощением. Вот один протягивает руку и берет стакан с водой. Второй, немного помедлив, наливает из термоса чай. Они отпивают немного — каждый из своего стакана — и отходят в центр коридора. Издалека я не вижу их бейджиков и не могу сказать, кто из них Вова, а кто Коля: они для меня одинаковые, потому что они — близнецы. Но одинаковые они, конечно, только на мой первый взгляд.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Другой на полпроцента

Размер генома, последовательность генов и их набор у всех людей практически одинаковы, различаются лишь менее 1% ДНК. У дизиготных близнецов (двойняшек) из этого процента совпадает примерно половина — так же, как у любых родных братьев и сестер. У монозиготных нет и этих различий, их ДНК полностью идентичны. Но даже полная генетическая идентичность не делает людей стопроцентно одинаковыми.

— На УЗИ сказали, что у меня родятся монозиготные близнецы, — говорит Анастасия, мама шестилетних Коли и Вовы. — И я испугалась: мы же будем их путать! Но сейчас мне кажется, это совершенно разные мальчики. Один похож на меня, другой на папу. Как такое может быть?

Юлия Ковас, профессор ТГУ и Голдсмитс-колледжа Лондонского университета и один из руководителей томского близнецового проекта, объясняет, что при УЗИ определить могут и ошибочно — точно скажет только генетический тест. Но дело не только в возможной ошибке. Факторы среды влияют на детей еще до рождения, закладывая индивидуальные — несмотря на идентичный набор генов! — черты в будущем. С самых первых дней, еще в утробе матери, жизнь близнецов уже различается: питание через плаценту может быть неравномерным, один расположен сверху, другой снизу, один появится на свет раньше, другой позже. Монозиготные близнецы в одной паре могут быть даже «разнорукими» — один левшой, другой правшой.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

— К тому же родители, сами не осознавая, создают не только внешние, но и психофизиологические портреты детей, — поясняет Ковас. — Например, в одном британском исследовании маме предлагалось говорить про каждого ребенка. Родители монозиготных близнецов описывали их очень похожими, как и ожидалось. Но были и такие интервью, где мама говорила о близнецах как о более различных, чем даже просто родные братья и сестры. Интересно, что по этим описаниям наблюдатели потом не могли определить, кого из двоих имели в виду родители. Так что эта разница видна только самым близким людям.

— Что в них похожего? Да ничего! — смеется Настя, мама монозиготных близняшек Тани и Кати. — Сейчас, когда девочкам по 13 лет, они и ведут себя, и выглядят совершенно по-разному. И всегда такими были. Хотя ради шутки они любят играть в переодевания или наряжаться иногда в одно и то же. А вот в школе, например, их одноклассники сначала путали. Но легко вышли из положения, соединив два имени в одно — Катаня. И так называли обеих девочек.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Уловимые отличия

Сегодня существует несколько баз данных, в которых хранится информация о тысячах пар близнецов: генетические данные, результаты различных тестов и функциональных исследований (энцефалограммы, к примеру). Эта информация позволяет ученым делать выводы о том, как развиваются дети с рождения и даже раньше. В нашей стране в 2012 году тоже была создана такая база — Российский школьный близнецовый регистр. Сейчас в нем более 3000 пар близнецов.

Главная сложность воплощения российского проекта, по словам Ковас, это поиск участников. Если, например, в Великобритании и некоторых других странах информация о появлении на свет близнецов поступает в регистры официально, от медицинских министерств и центров, то в России ученые занимаются привлечением участников сами, в основном через школы: приглашают семьи с близнецами на мероприятия, читают лекции, объясняют важность исследований.

— Наши участники в Близнецовом исследовании раннего развития в Великобритании, которое существует уже более 20 лет, регулярно получают информацию о проекте, его результатах, публикациях; имеют возможность проходить в наших лабораториях стажировки. В Томске тоже, например, пара близнецов — Александра и Наталья — сотрудничают с нами с 2013 года, когда прошел первый Близнецовый фестиваль. И сейчас они помогают в исследованиях, в организации событий, в работе с детьми. Наталья даже выбрала своей специальностью психологию, — говорит Юлия Ковас.

Наталья и Александра сидят рядом в одинаковых платьях. Девушки — идентичные близнецы, но во время нашего разговора становится снова ясно: это разные люди. Саша бойкая, Наташа спокойная. Саша изучает финансы, Наташа учится в медицинском.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

— Мама всегда поддерживала наше стремление к индивидуальности, — говорит Александра. — Кажется, в детстве мы были вообще неразличимы — и неразлучны. В школе очень хотелось показать, что мы разные. А с возрастом стало понятно, что мы становимся все более похожими. Говорят, это так у многих близнецов.

Феномен близнецовости, особенно монозиготной, до сих пор понятен науке не до конца. Если появление дизиготных близняшек — это частично генетически наследуемый признак, то внезапное деление одной оплодотворенной яйцеклетки на два организма — совершенная загадка природы. Множество мифов вокруг особой связи близнецов тоже требует подтверждения или опровержения.

— Недавно мы провели исследование, в котором показали, что нельзя однозначно решить вопрос о том, стоит ли близнецам учиться в школе вместе или раздельно. Мы изучили показатели успеваемости, достижения и мотивационные особенности школьников в возрасте от 7 до 16 лет, использовали данные близнецовых регистров Канады и Великобритании. И не нашли среднего эффекта от разделения по классам. Другими словами, близнецы в одном классе учились в среднем не лучше и не хуже близнецов, разделенных по разным классам, и их мотивация не была более или менее высокой. Поэтому этот вопрос должен решаться с учетом индивидуальностей детей на уровне взаимодействия школы и семьи, но никак не регламентироваться государством, — рассказывает Ковас.

Такая разница

«До настоящего времени не создано универсальных, одинаково эффективных для всех детей методов обучения. Факторы образовательной среды взаимодействуют с уникальными генетическими особенностями учащихся, что в конечном счете приводит к огромным индивидуальным различиям в способностях к обучению, мотивации и достижениям в определенных предметных областях даже при обучении у одного учителя, в одной школе, по одной образовательной программе. Наиболее эффективными будут только те образовательные программы, которые максимально учитывают индивидуально-психологические особенности каждого ученика, обусловленные взаимодействием генетических и средовых факторов», — пишут авторы книги «Геномика поведения: детское развитие и образование», которую выпустил коллектив Международного центра исследований развития человека.

Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.
Фото: Яна Пчелинцева / Chrdk.

Если говорить проще, то каждому — по потребностям: для успешного обучения ученику нужна программа, которая будет максимально подходить его интересам, склонностям и особенностям. А эти особенности определяются генетическим наследством и условиями, в которых ребенок рос и воспитывался. Но как найти гены, отвечающие за математику или за мотивацию? А может, талантливыми не рождаются и все дело в воспитании? На помощь приходят близнецовые исследования. Сравнивая похожесть близнецов и двойняшек, мы можем установить, насколько за какую-то человеческую черту отвечают гены, а насколько — факторы среды.

— Когда мы изучали математическую тревожность, мы установили, что и генетические, и средовые факторы вносят вклад в различия между людьми в уровне тревожности, испытываемой человеком при решении задач, связанных с математикой, — приводит пример Ковас (с хорошей статьей про «математическую тревожность» можно ознакомиться здесь — прим. ред.).

Работая с близнецовыми регистрами, ученые пришли к выводу, что ДНК действительно во многом регулирует развитие человека, его характер, его таланты, когнитивные способности, мотивацию и многое другое. Регулируют, но не детерминируют.

…Пока взрослые обсуждают серьезные научные вопросы, дети так же серьезно занимаются творчеством. Кто-то мастерит оригами-ДНК. Мальчишки, с которыми я познакомилась в начале праздника, увлеченно рисуют. Мама 13-летних Тани и Кати уже отправила одну дочь на занятия в «художку» и ждет, пока вторая будет готова ехать на урок хореографии. Я снова смотрю на мальчиков и вижу: вот Вова, а вот Коля. И перепутать их практически невозможно.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

«Объявления о вакансиях обычно не содержат в заголовке слова „физик“»

Карьерный консультант Элейна Левин — о том, как западные ученые ищут работу за пределами академии

Математик и антрополог по образованию, Элейна Левин уже много лет занимается карьерным консультированием ученых, помогая им найти достойную работу за пределами академической сферы. Корреспондент «Чердака», встретившись с Элейной на форуме ESOF, расспросила ее о необходимости нетворкинга для ученых и о том, как могут выглядеть истории перехода ученого из академии в индустрию.
Добавить в закладки
Комментарии

— Как так получилось, что у вас два магистерских диплома — по математике и антропологии?

— С детства меня интересовали точные науки, так что, когда я выросла, решила стать астрофизиком и выбрала соответствующую программу в Университете Аризоны. В первый год учебы я поработала с известным астрофизиком-теоретиком и поняла, что исследованиями именно в этой области заниматься не хочу, но само направление мне нравится. Я также люблю математику, так что переключилась на соответствующие курсы, хотя и из физики не уходила: делала исследования по гранту, была президентом местного физического клуба. В итоге университет я закончила с дипломом по математике и стала думать, куда можно применить эти знания, а также мою любовь к бизнесу и коммуникациям. Подала резюме на вакансию директора по коммуникациям нашего факультета физики и получила работу. Через несколько лет я начала работать непосредственно с деканом и заинтересовалась научными карьерами, потому что в мои обязанности входил поиск работы для студентов.

Элейна Левин

Элейна Левин

Что касается антропологии и археологии, то это тоже было моей большой любовью: мне нравилось изучать историю человеческой цивилизации, и второе образование я получала просто из интереса. Конечно, я всерьез не думала, что стану археологом. А поскольку я изучала и математику, и антропологию, мне удалось получить грант на поездку в Каир, где я исследовала древнеегипетскую математику. Так что мне удалось соединить в одной теме оба моих увлечения. [ ... ]

Читать полностью

И все-таки он юлил

Кажется, Галилей занимался антикризисным пиаром, пытаясь избежать суда инквизиции

Эта неделя принесла настоящую сенсацию в истории науки. Молодой итальянский ученый случайно обнаружил в библиотеке британского Королевского общества письмо Галилео Галилея его ученику, математику Бенедетто Кастелли. Его текст приобрел известность как манифест гелиоцентризма и независимости науки от теологии и стал одной из причин суда над ученым. Галилей утверждал, что едкие формулировки письма был искажены его противниками. Найденное письмо поможет установить, был ли искренен Галилей, оправдываясь, или пытался «сдать назад», поняв, что оказался в эпицентре пиар-катастрофы.
Добавить в закладки
Комментарии

Сальваторе Риччардо из Университета Бергамо этим летом целый месяц занимался тем, что объезжал британские библиотеки в поисках написанных от руки читательских заметок на первых печатных изданиях трудов Галилея. Однажды, когда его рабочий день в библиотеке Королевского общества уже завершился, он просматривал онлайн-каталог в поисках материалов, связанных с Кастелли (Риччардо недавно участвовал в публикации работ математика), и внезапно заметил, что одно из писем к Кастелли его учителя, Галилея, в электронном каталоге датируется 21 октября 1613 года, хотя на самом письме стоит другая дата, 21 декабря, и личная подпись Галилея.

«В раннем каталоге была ошибка в годе: вместо 1613-го был указан 1618-й. В современном же электронном каталоге ошибка была в месяце — октябрь вместо декабря. Урок всем нам! Каталог архива или библиотеки был и остается творением человека, а человек может ошибаться», — говорит историк науки, доцент Школы философии НИУ ВШЭ Дарья Дроздова. Также она добавляет, что именно оцифровка исторических документов «может уменьшить число затерянных исторических жемчужин»: «При оцифровке книга или рукопись может впервые в своей библиотечной жизни быть снята с полки и пролистана от корки до корки, а с другой стороны, оцифрованный документ становится доступен большему числу любопытных исследователей, которым не надо ждать возможности побывать в Лондоне, чтобы открыть и посмотреть документ от простого интереса, поскольку был час свободного времени».

Фрагмент письма Галилея к Кастелли, ошибочную датировку которого обнаружил итальянский историк на этой неделе. Источник: The Royal Society

Фрагмент письма Галилея к Кастелли, ошибочную датировку которого обнаружил итальянский историк на этой неделе. Источник: The Royal Society

«Я подумал: „Не могу поверить, что я нашел письмо, которое практически все исследователи Галилея полагали безнадежно утерянным“, — приводит слова Риччардо журнал Nature. — Еще более невероятно это оттого, что письмо было не в какой-нибудь забытой библиотеке, а в библиотеке Королевского общества». [ ... ]

Читать полностью

Алексей Дмитрич и Квантон #4. Про проводники

Просто и весело о сложных вещах

Как сделать лампочку из карандаша, почему с солью ярче и что такое проводники. Шоумены «Чердака» Алексей Дмитрич и Квантон проводят эксперименты и отвечают на эти вопросы в новом выпуске.
Добавить в закладки
Комментарии
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы