Отпечатки пальцев и отпечатки мозга. Колонка в КомпьютерреOnline #10

Ось і літо... Скоро мені вирушати на біостанцію нашого університету, проводити практику студентів із зоології хребетних.

Біостанція, звісно, наша гордість (хоча й зношена). Чомусь поміщик, який будував її головну будівлю, не передбачив можливість її використання до XXI століття без капремонту. Була не була: розповім спочатку про історію.

У 1888 році поїзд, у якому їхав Олександр III, зазнав катастрофи в околицях села Борки Харківської губернії. Кажуть, ця історія показала, що самодержавна держава поступово стає некерованою, оскільки всі посадові особи нехтують своїми обов'язками. Це був не теракт. Нібито однією з перших фраз царя після аварії було: «Красти треба менше!». Загинула 21 людина; усі члени царської родини (крім собаки) вціліли. На місці події на честь чудесного порятунку царя та його близьких звели храм. Щоб зрозуміти, чому диво та Божа милість полягали в катастрофі з безліччю жертв, потрібен, звісно, особливий склад розуму.

На місце трагедії прибув місцевий фотограф, Олексій Іваницький. Його серія фотографій завоювала Золоту медаль Всеросійської виставки. Цар подарував Іваницькому земельну ділянку над Сіверським Дінцем. У 1920 році Іваницького розстріляли, а його маєток дістався біостанції університету, що вдало розташовувалася по сусідству.

Парадоксальним чином особливості практики студентів Харківського університету пов'язані з наслідками цієї трагедії (фото А. Іваницького)

Ось у це місце й возимо ми студентів. Угорі діброва, внизу – Сіверський Донець та його заплава, поряд – Національний природний парк «Гомільшанські ліси». Багато випускників біофаку вважають, що студентство було найщасливішою частиною їхнього життя, а практика – квінтесенцією принад студентства.

Щоб на практиці було по-справжньому добре, вона повинна мати мету. Тому я домагаюся, щоб окрім екскурсування околицями, студенти виконували дослідницькі роботи. Вимоги, які ми висуваємо до другокурсників, цілком дорослі: презентація, статобробка даних, доповідь на підсумковій конференції. Останні роки в матеріалах міжнародної конференції молодих учених друкується не менше п'яти робіт, зроблених на практиці. Парадоксальним чином, відрив від дому дівчат та юнаків сприяє їхньому залученню до дослідницької роботи. Чому? Точно не знаю. Можливо, тому, що інтернету на біостанції майже немає, і соціальні мережі не пожирають увесь вільний час студентів.

Для багатьох робіт із зоології хребетних потрібні солідні вибірки об'єктів вивчення. Здобути їх не завжди легко, і тому я дозволяю виконувати деякі роботи на людях (аби при цьому використовувалися методи, застосовні і для інших тварин). Тут я розповім про одну нетипову роботу, що далеко відійшла від зоологічного «стандарту». Від часу її виконання минуло майже два роки, її автори опублікували свої результати та зайнялися іншими, актуальнішими для студентів-біологів речами.

Узагалі-то ми планували роботу з флуктуючої асиметрії в людей, але, зрештою, подивилися мінливість відбитків пальців. Використали найпростішу класифікацію відбитків за Гальтоном. Нагадаю, що дактилоскопію придумав Френсіс Гальтон, двоюрідний брат Чарльза Дарвіна (і, як і Чарльз, онук Еразма Дарвіна). Однією з головних проблем, що цікавили цього нащадка блискучої наукової родини, було успадкування геніальності...

Сер Френсіс Гальтон

Три виділені Гальтоном типи пальцевих візерунків: дуга, петля та завиток

Якийсь час студенти та викладачі на біостанції ходили з пальцями у плямах від штемпельного чорнила. Оля, Настя та Лена, які взялися за цю справу, описали пальці пристойної вибірки людей та почали шукати особливості, з якими корелюють типи візерунків.

Один із перших результатів показав, що ми на правильному шляху. Як ви думаєте, візерунки на якому з десяти пальців найсильніше розрізняють чоловіків та жінок? Урахуйте: раз я про це питаю, ви можете здогадатися. Припустили? Ну, не буду поки квапитися з відповіддю...

Відбитки пальців - непроста ознака. У ній дуже велика спадкова компонента, однак навіть в ідентичних близнюків відбитки трохи відрізняються (при ретельнішому аналізі, ніж наш, при підрахунку окремих ліній). Генотип задає певне поле, у якому відбувається самоорганізація поверхонь пальцевих подушечок.

У розвитку людини є кілька процесів утворення складок на полях ектодерми (похідних зовнішнього зародкового листка). Це не лише розвиток пальцевих візерунків, але й розвиток складок кори півкуль головного мозку. Можна припустити, що деякі генетичні задатки впливають і на ті, і на інші процеси. До речі, розвиток інтелекту тісно пов'язаний зі здатністю до тонкої моторики пальців, тож певні зв'язки між корою мозку та подушечками пальців зберігаються на все життя.

А що можна розглядати як «відбитки мозку»? Ми використали результати тестування з курсу зоології хребетних, через яке проходили вивчені студенти. Пізніше, коли ми вирішили перевірити отримані дані, ми доповнили його й результатами тестування з курсу екології (другому загальному курсу, який я читаю).

Два слова про тести. Я не згоден ні з тими, хто вважає тести панацеєю від усіх бід, ні з тими, хто бачить у них спосіб руйнування освіти. У своїх загальних курсах я проводжу по чотири тестування на семестр. Це ефективний засіб підштовхувати студентів до здійснення зусиль до настання сесії. Оцінки на тестуванні добре відповідають тим уявленням про успіхи студентів, які складаються в ході спілкування з ними на заняттях.

Так ось, вдумайтеся: особливості відбитків пальців значимо пов'язані з оцінкою на тестуванні з зоології хребетних. З оцінкою на тестуванні з екології такого зв'язку немає.

Як це зрозуміти? Імовірно, так. Зв'язок якоїсь нашої особливості з пальцевими візерунками доводить, що в її розвитку істотна спадкова компонента. Пальцеві візерунки – таке собі «дзеркало» генотипу, прояв дії цілого комплексу спадкових задатків, які можуть впливати на безліч інших наших особливостей. Відсутність зв'язку якоїсь ознаки з дерматогліфічними особливостями не говорить про те, що вона неуспадковувана – на неї просто можуть впливати інші гени.

А чому тести з зоології пов'язані з відбитками пальців, а тести з екології – ні? Імовірно, тому, що у вивченні зоології важливе запам'ятовування фактажу (і тести перевіряють саме це). В екології, навпаки, фактажу небагато, і основні зусилля спрямовані на розуміння взаємозв'язків, логіки. Екологічні тести (як я їх складаю) перевіряють здатність до міркування, а не пам'ять. Якщо у здатності добре відповідати на них є спадкова компонента (а вона є напевно, інтелект значною мірою успадковуваний), вона пов'язана з іншими генами.

Перше з цих тестових завдань (зоологічне) перевіряє більшою мірою пам'ять, а друге (екологічне) – скоріше здатність до міркувань. З особливостями відбитків пальців пов'язана здатність успішно вирішувати перше завдання, але не друге.

Ну що, чи можна виставляти оцінки з курсу зоології заздалегідь, за відбитками пальців? Природно, ні. Кореляція – річ нежорстка. Ми знайшли три параметри шкірних візерунків (складність візерунка на великому пальці, типовість та складність візерунків на всіх пальцях), пов'язаних з успіхом на тестах із зоології. Непараметричний коефіцієнт кореляції Спірмена значимий (p<0,05), але невеликий (0,2-0,24). Ніщо не заважає людині з «чудовими» пальцями завалити тест, а комусь із «неперспективними» - написати його на найвищому рівні.

Так, найістотніші відмінності між жіночими та чоловічими відбитками стосуються третього (середнього) пальця правої руки (у правшів). Ви не пам'ятаєте, здається, демонстрація цього пальця має якесь символічне значення?

Які нетривіальні взаємозв'язки можна знайти в нас самих!