Проект на тему «Близнецы: похожи или нет»

Введение

Почти в каждой школе есть близнецы, и учителя знают, как трудно бывает их различать в первые недели сентября. Одни пары похожи так, что их путают даже одноклассники, другие отличаются ростом, цветом волос и характером не меньше, чем обычные брат и сестра. Отсюда и вопрос, вынесенный в название проекта: насколько близнецы на самом деле похожи и от чего зависит это сходство.

Близнецами интересуются не только из любопытства. Ещё в 1875 году английский учёный Фрэнсис Гальтон, двоюродный брат Чарлза Дарвина, предложил сравнивать близнецов, чтобы понять, какие черты человека определяются наследственностью, а какие воспитанием и условиями жизни. Близнецовый метод с тех пор стал одним из основных в генетике человека, и на нём построены исследования роста, болезней, способностей и даже вкусов.

В проекте собраны сведения о том, как появляются близнецы, чем однояйцевые близнецы отличаются от разнояйцевых и что показали знаменитые исследования. Практическая часть строится на анкетировании и сравнении нескольких пар близнецов по внешним признакам, привычкам и интересам, причём участники выступают под условными обозначениями, а их ответы используются только в обобщённом виде.

Цель проекта — выяснить, в чём близнецы похожи и в чём различаются, и объяснить причины этого. Гипотеза: однояйцевые близнецы похожи друг на друга по внешности сильнее, чем разнояйцевые, а по интересам и характеру различия между ними могут быть заметными, потому что их формирует не только наследственность. Задачи: изучить литературу о близнецах; выяснить, как образуются однояйцевые и разнояйцевые близнецы; познакомиться с результатами близнецовых исследований; провести анкетирование и сравнение пар близнецов; сделать выводы и подготовить продукт проекта.

Продукт проекта — буклет «Близнецы: что в нас от генов, а что от жизни» для учеников 5–9 классов и выступление на школьной конференции. Методы: изучение литературы, анкетирование, наблюдение, сравнение, обработка результатов в таблицах и диаграммах.

Глава 1. Близнецы с точки зрения биологии

1.1 Как появляются близнецы

Обычно у человека за одну беременность рождается один ребёнок. Близнецы появляются, когда в утробе матери одновременно развиваются два или больше зародышей, и происходит это двумя разными путями. Если из яичника выходят две яйцеклетки и обе оплодотворяются разными сперматозоидами, получаются разнояйцевые, или дизиготные, близнецы. Генетически они похожи друг на друга так же, как обычные братья и сёстры, то есть в среднем совпадают примерно наполовину, и могут быть разного пола.

Однояйцевые, или монозиготные, близнецы развиваются из одной оплодотворённой яйцеклетки, которая на ранней стадии по неизвестной до конца причине делится на две части. Каждая часть даёт начало отдельному организму, и оба получают одинаковый набор генов. Поэтому однояйцевые близнецы всегда одного пола, у них одна группа крови и один цвет глаз, а ткани одного близнеца без отторжения приживаются у другого, что используется в медицине при пересадке органов.

Частота рождения близнецов двух видов различается. Однояйцевые рождаются во всех странах примерно с одинаковой частотой, около трёх-четырёх пар на тысячу родов, и наследственность матери на это почти не влияет. Разнояйцевые близнецы чаще встречаются в некоторых семьях, у женщин старшего возраста и после применения вспомогательных репродуктивных технологий, поэтому их доля в последние десятилетия во многих странах выросла.

Ещё в XIX веке врачи заметили простую закономерность, которую позже назвали правилом Хеллина: если двойня рождается примерно один раз на 89 родов, то тройня — примерно один раз на 89 в квадрате, то есть на несколько тысяч родов. Современные цифры от этого правила отличаются, особенно в странах, где распространено лечение бесплодия, но порядок величин оно передаёт верно. По оценке международной группы демографов, опубликованной в 2021 году, с начала 1980-х годов частота рождения двоен в мире выросла примерно на треть, с девяти до двенадцати на тысячу родов.

Таблица 1 — Сравнение однояйцевых и разнояйцевых близнецов

Из таблицы видно, что даже однояйцевые близнецы не являются полными копиями друг друга. Узор отпечатков пальцев складывается в утробе матери под влиянием положения плода, давления и других мелких условий, поэтому криминалисты различают близнецов по отпечаткам так же уверенно, как и любых других людей.

1.2 Близнецовый метод в науке

Идея близнецового метода проста. Если однояйцевые близнецы, у которых одинаковые гены, похожи по какому-то признаку сильнее, чем разнояйцевые, у которых генов общих вдвое меньше, значит, этот признак в заметной степени зависит от наследственности. Если же сходство у обеих пар примерно одинаковое, решающую роль играют условия, в которых дети росли вместе. Учёные сравнивают пары с помощью коэффициента корреляции, который равен единице при полном совпадении и нулю, если связи нет.

Особенно ценны близнецы, которых разлучили в раннем детстве и вырастили в разных семьях. Такие пары изучали в университете штата Миннесота с 1979 года под руководством психолога Томаса Бушара. Известнее всех оказались «близнецы Джимы», братья Джеймс Льюис и Джеймс Спрингер, которых усыновили разные семьи и которые встретились только в 39 лет. Выяснилось, что у них одинаковые привычки, похожие увлечения и даже совпадения в именах жён и домашних собак, хотя учёные предупреждали, что часть таких совпадений случайна.

Бушар и его коллега Мэтт Макгью в 1981 году свели вместе результаты многих исследований сходства родственников по результатам тестов интеллекта. Получилась наглядная картина, показанная на рисунке 1: чем больше общих генов и общих условий жизни, тем выше сходство.

Рисунок показывает, что однояйцевые близнецы, выросшие порознь, похожи сильнее, чем разнояйцевые, выросшие вместе. Это говорит о значительной роли наследственности. Вместе с тем сходство однояйцевых близнецов, росших вместе, всё же выше, чем у разлучённых, а значит, семья и общие условия тоже имеют значение. Ни один признак человека, кроме таких, как группа крови, не определяется одними генами.

1.3 Почему близнецы всё-таки разные

Даже однояйцевые близнецы с возрастом становятся менее похожими. Исследования испанских учёных во главе с Мануэлем Эстеллером, опубликованные в 2005 году, показали, что у пожилых однояйцевых близнецов различия в работе генов заметно больше, чем у маленьких. Гены у них по-прежнему одинаковы, но разное питание, болезни, занятия спортом и привычки включают и выключают разные участки ДНК. Эти изменения изучает наука эпигенетика.

Различия проявляются и в здоровье. Если у одного из однояйцевых близнецов развивается сахарный диабет первого типа или бронхиальная астма, у второго вероятность той же болезни заметно выше, чем у обычного человека, но далеко не стопроцентная. Это значит, что наследственность создаёт предрасположенность, а заболеет ли человек, зависит ещё и от образа жизни, перенесённых инфекций и множества случайных обстоятельств. Для профилактики такие наблюдения очень важны: склонность к болезни можно знать заранее и вовремя принять меры.

Немаловажно и то, что близнецы сами стремятся отличаться. Родители часто вспоминают, что дети в одинаковой одежде с какого-то возраста начинают требовать разную, а в классе один становится заводилой, а другой предпочитает держаться в тени. Психологи называют это стремлением к собственной идентичности и советуют родителям поддерживать его: записывать детей в разные кружки, не сравнивать их оценки и не называть «двойняшками» вместо имён. Как проявляются сходство и различия у реальных пар близнецов, проверяется в практической части проекта во второй главе.