2.22 : Взаимодействие генов и окружающей среды

Экспрессия генов — это динамический процесс, на который существенно влияют факторы окружающей среды. Это взаимодействие лежит в основе сложной природы биологического развития и фенотипических различий, наблюдаемых среди особей, даже среди тех, у кого идентичный генетический состав. Такие факторы, как радиация, температура, поведение, питание и стресс, играют ключевую роль в определении того, как экспрессируются гены. Концепция диапазона реакции является центральной для понимания этого взаимодействия. Она утверждает, что в то время как генетика устанавливает потенциальные границы — например, диапазон роста от 165 см до 185 см — влияние окружающей среды определяет, в какие границы попадут черты особи.

Теория диапазона реакции эффективно иллюстрирует, что гены устанавливают границы, в которых действуют факторы окружающей среды. Например, если генетика определяет возможный диапазон роста для индивидуума, факторы окружающей среды, такие как питание, физическая активность и общее состояние здоровья в годы развития, будут влиять на то, в каком диапазоне будет находиться фактический рост индивидуума. Эта теория подчеркивает важную роль окружающей среды в выражении генетического потенциала.

Это взаимодействие далее развивается через генетико-средовую корреляцию, которая подчеркивает двунаправленную связь. Гены могут влиять на формирование индивидуальных черт окружающей средой, и наоборот, условия окружающей среды могут влиять на экспрессию генов. Классический пример этого наблюдается у детей с генетической склонностью к чтению, которые с большей вероятностью будут искать книги. Такое поведение может привести к усилению поддержки со стороны окружающей среды, например, к расширению доступа к книгам и поощрению со стороны родителей и педагогов, что, в свою очередь, способствует дальнейшему развитию навыков чтения.

В области эпигенетики основное внимание уделяется тому, как идентичные генетические коды могут приводить к совершенно разным результатам. Эпигенетика изучает модификации, которые не изменяют последовательность ДНК, но все же влияют на активность генов. Например, однояйцевые близнецы имеют одинаковую ДНК, но могут демонстрировать различия в профилях экспрессии генов из-за различных воздействий окружающей среды и жизненного опыта. Эти различия могут приводить к различным результатам в отношении здоровья и физических черт у близнецов, подчеркивая мощное влияние факторов окружающей среды.

Другой показательный пример касается музыкальных способностей. Ребенок с генетической предрасположенностью к музыке, воспитанный в среде, богатой музыкальным опытом, с большей вероятностью разовьет более высокие навыки, чем тот, у кого нет таких возможностей. Этот сценарий показывает не только потенциал генетики, но и мощную роль воспитания в достижении и расширении генетических возможностей.