Близнецовый метод был предложен Ф. Гальтоном в 1865 году, но окончательная разработка его основ была проведена Г. Сименсом в 1924 году. Сименс разработал надежный способ диагностики зиготности (метод полисимптомного сравнения), базирующийся на оценке сходства и различия близнецов по целому ряду параметров. Каждый параметр в отдельности не позволяет вынести суждения о зиготности близнецов, но использование комплекса параметров позволяет проводить более надежную диагностику. Кроме этого он предложил использовать в качестве объекта исследований не только МЗ близнецов, но и ДЗ близнецов. Принципы, заложенные Г.Сименсом в основу близнецового метода не претерпели сколько-нибудь существенных изменений до настоящего времени.

Близнецовый метод в классическом варианте основывается на нескольких допущениях.

Во-первых, предполагается равенство сред для партнеров как в парах МЗ, так и парах ДЗ близнецов. В этом случае если изменчивость признака полностью определяется средой, то и МЗ и ДЗ близнецы должны иметь по этому признаку одинаково высокие внутрипарные корреляции близкие к 1,0. Если же изменчивость признака целиком зависит от генотипа, то коэффициент корреляции в группе МЗ близнецов должен быть близок к 1,0, а в группе ДЗ близнецов приблизительно равен 0,5 (т.е. степени родства ДЗ близнецов, схожести их генотипа).

Во вторых, предполагается отсутствие систематических различий между близнецами и одиночнорожденными. В обратном случае результаты близнецовых исследований нельзя переносить на популяцию в целом. Так же не должно быть систематических различий между самими типами близнецов.

Если положение о равенстве средовых условий развития МЗ и ДЗ близнецов не соблюдается, то оценки компонент фенотипической дисперсии (наследуемость, дисперсии эффектов общей и различающейся среды) искажаются. Подобное искажение может происходить в ряде случаев:

1) Средовые условия могут увеличивать внутрипарное сходство МЗ близнецов. Подчеркивание сходства окружающими может привести к появлению дополнительного (негенетического) сходства между членами МЗ пары близнецов. Это противоречит принятому допущению о равенстве общих сред для МЗ и ДЗ пар, так как для ДЗ пар подобное подчеркивание сходства менее характерно. В случае изучения признака слабо зависящего от специфических особенностей среды (например – психофизиологических характеристик) погрешность будет невелика. Но если признак чувствителен к такого рода особенностям близнецовой среды, то близнецовый метод малопригоден для его изучения так как нарушается принцип равенства сред и общая среда будет вносить больший вклад в сходство МЗ близнецов, чем в сходство ДЗ близнецов.

2) Средовые условия могут уменьшать внутрипарное сходство ДЗ близнецов. Так, в ряде исследований показано, что средовые условия развития имеют тенденцию увеличивать различия ДЗ близнецов: родители склонны акцентировать различия ДЗ близнецов (например, успехи в разных видах деятельности); сами близнецы стремятся подчеркнуть свою непохожесть. Это приводит к эффекту диссимиляции – постепенному различию ДЗ близнецов. Если изучаемая психологическая характеристика формируется при участии способствующих диссимиляции средовых факторов, то показатель наследуемости будет завышен как и в первом случае, поскольку общая среда будет вносить меньший вклад в сходство ДЗ близнецов, чем в сходство МЗ близнецов.

3) Условия развития могут равным образом уменьшать сходство партнеров как МЗ, так и ДЗ пар. Часть их связана с периодом внутриутробного развития и родов, часть приходится на последующие этапы развития.

Во время внутриутробного развития близнецы часто оказываются в неравных условиях. Так, все питательные вещества и кислород поступают в плод через плаценту. Все ДЗ близнецы и примерно одна треть МЗ близнецов имеет раздельные хорионы и плаценты. Остальные две трети МЗ близнецов имеют общие хорион и плаценту. В этом случае в плодных оболочках так называемых монохорионных близнецов образуются различные соединения (шунты) между сосудистыми системами близнецов. В случае формирования артерио-венозного шунта происходит соединение артерии одного близнеца с веной другого. При этом одному из близнецов может не доставать богатой кислородом и питательными веществами артериальной крови, возможный же избыток того и другого у второго близнеца также может не способствовать нормальному развитию. К счастью, обычно возникает несколько примерно равных по мощности шунтов компенсирующих друг друга. Если же компенсация недостаточна, то один из близнецов развивается в условиях дефицита кислорода и питательных веществ. В этом случае при рождении наблюдается значительная разница между близнецами, в первую очередь в весе. Подобная разница может наблюдаться и у ДЗ близнецов и дихорионных МЗ близнецов из-за неравномерного сдавливания плацент при многоплодной беременности.

Этап родов также может обусловить сильные средовые различия для близнецов. Близнец, рождающийся первым имеет больший шанс получить родовую травму. В то же время второй близнец чаще всего занимает в матке неправильное положение что приводит к необходимости искусственного родовспоможения. Кроме того второй близнец дольше находится в родах и соответственно дольше и острее испытывает кислородное голодание, что отрицательно сказывается на развитии нервной системы.

Средовые различия между близнецами возникают и на последующих этапах развития даже при воспитании в одной семье. К этому чаще всего приводит предвзятое отношение родителей к каждому из близнецов, при этом физические особенности, возникшие на этапе внутриутробного развития и родов усугубляются. Также часто происходит разделение обязанностей между близнецами (случай комплементарных отношений), разделение пар по принципу “лидер – ведомый”.

Таким образом, если средовые условия оказывают различное влияние на формирование изучаемой характеристики у МЗ и ДЗ близнецов, то показатель наследуемости этой характеристики может оказаться искаженным: заниженным, если общая среда вносит меньший вклад в сходство МЗ близнецов, чем в сходство ДЗ близнецов; завышенным – в противоположном случае.

Разновидности близнецового метода.

Классический близнецовый метод .

В этом случае используется такая схема эксперимента, при которой выраженность исследуемого признака сопоставляется в парах МЗ и ДЗ близнецов и оценивается уровень внутрипарного сходства партнеров.

Метод контрольного близнеца .

Этот метод используется на выборках МЗ близнецов. Так как МЗ близнецы весьма сходны по многим признакам, то из партнеров МЗ пар можно составить две выборки, уравненные по большому числу параметров. Такие выборки используют для исследования влияния конкретных средовых воздействий на изменчивость признака. При этом отобранная часть близнецов (по одному из каждой пары) подвергается специфическому воздействию, другая же часть является контрольной группой. Поскольку в эксперименте участвуют генетически идентичные люди, то этот способ можно считать моделью для изучения воздействия различных средовых факторов на одного и того же человека.

Лонгитюдное близнецовое исследование .

В этом случае проводится длительное наблюдение одних и тех же близнецовых пар. Фактически это сочетание классического близнецового метода с лонгитюдным. Широко используется для изучения влияния средовых и генетических факторов в развитии.

Метод близнецовых семей .

Является сочетанием семейного и близнецового метода. При этом исследуются члены семей взрослых близнецовых пар. Дети МЗ близнецов по генетической конституции являются как бы детьми одного человека. Метод широко используется при изучении наследственных причин ряда заболеваний.

Исследование близнецов как пары .

Предполагает исследование специфических близнецовых эффектов и особенностей внутрипарных отношений. Используется как вспомогательный метод для проверки справедливости гипотезы о равенстве средовых условий для партнеров МЗ и ДЗ пар.

Сопоставление близнецов с неблизнецвми .

Также вспомогательный метод, позволяющий оценить существенность разницы между близнецами и неблизнецами. Если разница между близнецами и остальными людьми не является значимой, то близнецы и остальные люди относятся к одной генеральной выборке и, следовательно, результаты бллизнецовых исследований можно распространять на всю популяцию.

Так, было отмечено некоторое отставание членов близнецовых пар в развитии от одиночнорожденных. Особенно эта разница заметна в раннем возрасте. Но сопоставление результатов исследования членов близнецовых пар, чей партнер умер в раннем детстве и одиночнорожденных не выявил существенной разницы в уровне развития. То есть особенности развития близнецов обусловлены не столько трудностями эмбрионального развития, сколько с особенностями воспитания близнецов как пары (семейные трудности при рождении близнецов, замкнутость близнецов в паре и т.п.). Таким образом, близнецы несколько отличаются от всей популяции, но с возрастом эта разница заметно сглаживается и близнецы по большей части становятся сопоставимы с остальной популяцией.

Метод разлученных близнецов .

Из-за особенностей развития ДЗ и МЗ пар близнецов классический близнецовый метод и его разновидности принято считать “нежесткими” экспериментами: в них невозможно однозначно разделить влияние генетических и средовых факторов, так как в силу ряда причин условия развития близнецов по целому ряду причин оказываются несопоставимыми.

Поэтому эксперименты проведенные по вышеприведенным схемам требуют дополнительной верификации. Она может быть двух видов. Во-первых, можно проверить гипотезу о сходстве среды МЗ и ДЗ близнецов, то есть доказать, что на исследуемую характеристику не влияют различия в среде МЗ и ДЗ близнецов. Но подобная проверка весьма трудна и обладает невысокой надежностью.

Методы психогенетики как науки, которая находится на стыке генетики и психологии, включают в себя психологические (тестирование, анкетирование и др.), генетические (популяционный, цитологический), психогенетические (метод приёмных детей, генеалогический, близнецовый) и математический (дисперсионный, корреляционный анализ) методы. Рассмотрим психогенетические методы более детально.

Близнецовый метод

Цель метода - оценить соотносительную роль наследственности и среды в развитии разнообразных признаков, в том числе болезней человека. Различают близнецов однояйцевых, или монозиготных, происходящих из одной оплодотворённой яйцеклетки (зиготы), и двуяйцевых, или дизиготных, которые возникают при одновременном оплодотворении двух яйцеклеток двумя сперматозоидами. Монозиготные близнецы имеют идентичные генотипы, полученные в результате слияния одной яйцеклетки с одним сперматозоидом. Их появление связано с расхождением дочерних клеток при первом (двое близнецов) или последующем делении зиготы (трое, четверо близнецов), т.е. они представляют собой результат одного из вариантов клонирования. Такие близнецы всегда одного пола. У них сходные черты строения тела и характеров, одинаковая группа крови, идентичные отпечатки пальцев, и их ткани не отторгаются при взаимных пересадках. Соотношение моно-и дизиготных близнецовых пар примерно равно 1: 2.

Для диагностики зиготности используются:

анализ внешнего и дерматоглифического сходства;
анализ тождества по эритроцитным антигенам (системы группы крови ABO, Rh, MN и др.);
пересадка кожи - у монозиготных отсутствует отторжение;
методы ДНК-диагностики.

Рождение близнецов - явление редкое. Частота появления близнецов составляет примерно 3% от общего числа родов (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Численность ДЗ- и МЗ-близнецов в разных странах мира

При этом количество двоен увеличилось за последние пять лет, что обусловлено применением фармпрепаратов для повышения вероятности забеременеть для женщин, страдающих бесплодием: многие репродуктивные технологии также приводят к повышению риска многоплодной беременности. Показано, что высокорослые длинноногие женщины также имеют более высокий риск иметь многоплодную беременность по сравнению с женщинами с нормальным ростом. Впервые близнецовый метод был предложен Ф. Гальтоном в 1865 году.

Коэффициент конкордантности (С) - показатель идентичности пары близнецов по определённому признаку; соответствует доле сходных (конкордатных) по изучаемому признаку пар среди обследованных пар близнецов для каждой группы. Существуют таблицы коэффициента для разных признаков и заболеваний (табл. 4.2).

Таблица 4.2. Примеры конкордантности по некоторым признакам и заболеваниям у монозиготных (МЗ) и дизиготных (ДЗ) близнецов, %

Близнецовый метод имеет несколько разновидностей. В литературе чаще встречаются такие из них:

1) Классический близнецовый метод. В этом случае используется такая схема эксперимента, при которой выраженность исследуемого признака сопоставляют в парах монозиготных и дизиготных близнецов и оценивается уровень внутрипарного сходства партнёров.
2) Метод контрольного близнеца. Этот метод используется на выборках монозиготных близнецов. Так как монозиготные близнецы весьма сходны по многим признакам, то из партнёров монозиготных пар можно составить две выборки, уравненные по большому числу параметров. Такие выборки используются для исследования влияния конкретных средовых воздействий на изменчивость признака. При этом отобранная часть близнецов (по одному из каждой пары) подвергается специфическому воздействию, другая же часть является контрольной группой. Поскольку в эксперименте участвуют генетически идентичные люди, то такой способ можно считать моделью для изучения воздействия различных средовых факторов на одного и того же человека.
3) Лонгитюдное близнецовое исследование. В этом случае проводится длительное наблюдение одних и тех же близнецовых пар. Фактически это сочетание классического близнецового метода с лонгитюдным. Широко используется для изучения влияния средовых и генетических факторов в развитии организма (рис. 4.1).

Рисунок 4.1.

4) Метод близнецовых семей является сочетанием семейного и близнецового метода. При этом исследуются члены семей взрослых близнецовых пар. Дети монозиготных близнецов по генетической конституции являются как бы детьми одного человека. Метод широко используется при изучении наследственных причин ряда заболеваний.
5) Исследование близнецов как пары предполагает изучение специфических близнецовых эффектов и особенностей внутрипарных отношений. Используется как вспомогательный метод для проверки справедливости гипотезы о равенстве средовых условий для партнёров моно- и дизиготных пар.
6) Метод разлучённых близнецов. Из-за особенностей развития монозиготных и дизиготных пар близнецов классический близнецовый метод и его разновидности принято считать "нежёсткими" экспериментами: в них невозможно однозначно разделить влияние генетических и средовых факторов, так как в силу ряда причин условия развития близнецов по целому ряду особенностей оказываются несопоставимыми (рис. 4.2).

Рисунок 4.2. Разлучённые в детстве монозиготные близнецы

Однако у близнецового метода есть серьёзные недостатки, что ставит под сомнение результаты, ранее полученные с помощью этого метода. Если положение о равенстве средовых условий развития монозиготных и дизиготных близнецов не соблюдается, то оценки компонентов фенотипической дисперсии искажаются. Подобные искажения могут иметь в своей основе следующие причины:

1) средовые условия могут увеличивать внутрипарное сходство монозиготных близнецов. Подчёркивание сходства близнецов окружающими может привести к появлению дополнительного (негенетического) сходства между членами пары монозиготных близнецов. Это противоречит принятому допущению о равенстве общих сред для монозиготных и дизиготных пар близнецов, так как для пар дизиготных близнецов подобное подчёркивание сходства менее характерно. В случае изучения признака, слабо зависящего от специфических особенностей среды (например, психофизиологических характеристик), погрешность будет невелика. Но если признак чувствителен к такого рода особенностям близнецовой среды, то близнецовый метод малопригоден для его изучения, т.к. нарушается принцип равенства сред и общая среда будет вносить больший вклад в сходство монозиготных близнецов, чем в сходство дизиготных близнецов;
2) условия развития могут равным образом уменьшать сходство партнёров как монозиготных, так и дизиготных пар близнецов. Часть их связана с периодом внутриутробного развития и родов, часть приходится на последующие этапы развития. Во время внутриутробного развития близнецы часто оказываются в неравных условиях. Так, все питательные вещества и кислород поступают в плод через плаценту. Все дизиготные близнецы и одна треть монозиготных близнецов имеют различные хорионы и плаценты, остальные две трети монозиготных близнецов имеют общие хорионы и плаценту. В этом случае в плодных оболочках так называемых монохорионных близнецов образуются различные соединения (шунты) между сосудистыми системами близнецов. В случае формирования артериовенозного шунта происходит соединение артерий одного близнеца с веной другого. При этом одному из близнецов может недоставать богатой кислородом и питательными веществами крови, возможный же избыток того и другого у второго близнеца также может не способствовать нормальному развитию.

К счастью, обычно возникает несколько примерно равных по мощности шунтов, компенсирующих друг друга. Если же компенсация недостаточна, то один из близнецов развивается в условиях дефицита кислорода и питательных веществ. В этом же случае при рождении наблюдается значительная разница между близнецами, в первую очередь в весе. Подобная разница может наблюдаться и у дизиготных близнецов, и у дихорионных монозиготных близнецов из-за неравного сдавливания плацент при многоплодной беременности.

Этап родов может обусловить сильные средовые различия для близнецов. Близнец, рождающийся первым, имеет больший шанс получить родовую травму. В то же время второй близнец чаще всего занимает в матке неправильное положение, что приводит к необходимости искусственного родовспоможения. Кроме того, второй близнец дольше находится в родах и, соответственно, дольше и острее испытывает кислородное голодание, что отрицательно сказывается на развитии нервной системы.

Средовые различия между близнецами возникают и на последующих этапах развития даже при воспитании в одной семье. К этому чаще всего приводит предвзятое отношение родителей к каждому из близнецов, при этом физические особенности, возникшие на этапе внутриутробного развития и родов, усугубляются. Также часто происходит разделение обязанностей между близнецами, разделение пар по принципу "лидер - ведомый".

Исследования близнецов - один из основных методов генетики человека, который используется для выяснения наследственной обусловленности изучаемых признаков.

Первая попытка использовать близнецов для решения проблемы «природа и воспитание» принадлежит основателю антропогенетики Ф.Гальтону, который в XIX веке интуитивно предугадал то, что стало научной истиной и серьёзным методом исследования лишь спустя нескольких десятилетий.

Близнецов на планете - 1,5-2 % населения, т. е. несколько десятков миллионов человек. Среди них различают два их вида: схожие, идентичные - монозиготные близнецы (М3), и не очень похожие, как обычные родные братья и сестры - дизиготные близнецы (ДЗ).

Эмбриология и генетика показали, что монозиготные близнецы возникают из одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом, когда из зиготы вместо одного зародыша возникают два или более. Это явление называется полиэмбрионией. Вследствие того, что митотическое деление зиготы даёт два равноценных бластомера каждом из которых развивается зародыш, монозиготные близнецы являются наследственно идентичными, одного пола, а их фенотипические отличия объясняются влиянием факторов среды.

Появление МЗ близнецов - достаточно редкое явление среди человеческих популяций, особенно если близнецов более двух. МЗ близнецы - единственные люди на Земле, имеющие одинаковые наборы генов. Но такие единичные случаи известны. Так, в 1996 г. в США одна женщина после гормонального лечения от бесплодия одновременно родила пятеро детей одного пола. Это явление представляет собой пример бесполого, точнее, вегетативного размножения.

Дизиготные близнецы (ДЗ) развиваются из одновременно овулировавших разных яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Это может произойти также вследствие образования двух яйцеклеток в одном фолликуле или вследствие того, что второе редукционное тельце формируется такого же размера, что и нормальная яйцеклетка. Т.к. разные яйцеклетки и сперматозоиды могут нести разные комбинации генов, то ДЗ являются наследственно настолько разными, как и дети одной супружеской пары, которые родились в разное время (сибсы). Дизиготные близнецы могут быть одного или разного пола.

В некоторых семьях отмечается наследственная склонность к рождению близнецов, причём она передаётся со стороны матери и наследуется рецессивно, сцеплено с полом.

Факторы, способствующие образованию M3 близнецов, у человека, неизвестны.

Установлено, что из общего числа близнецов рождается 75 % ДЗ и 25 % M3, т.е. в отношении 3:1. Дизиготные близнецы могут быть как однополые (оба мальчика - 25 % , обе девочки - 25 %), так и разнополые (50 %). Если близнецы разнополые, то ясно, что они дизиготные. Но если они однополые, то не всегда легко установить зиготность близнецов (МЭ или ДЗ). Известно, что вследствие идентичности обмена МЭ близнецы характеризуются значительным сходством по многим признакам. Они всегда принадлежат к одному полу, внешне похожи, имеют одинаковую группу крови. Белки, синтезирующиеся в их клетках, оказываются одинаковыми и поэтому во время трансплантации кожи или др. органов иммунологической несовместимости не возникает.

Сегодня лучший метод диагноза близнецов - сравнение по большому количеству генетических признаков, которые имеют полную пенетрантность и не изменяются под влиянием средовых воздействий (пол, цвет волос и глаз, группы крови ABO, MN, резус, дерматологический рисунок и др.). Хотя ни один из этих признаков сам по себе не является достаточным для суждения об идентичности или не идентичности близнецов, однако, все они в сумме дают возможность для такого заключения.

С помощью близнецового метода можно изучить:

1. Роль наследственности и среды в формировании физиологических и психологических особенностей организма.

2. Коэффициенты наследуемости разных признаков.

3. Гетерогенность популяции по изучаемым генам.

4. Конкретные факторы, усиливающие или ослабляющие влияние внешней среды.

5. Роль среды в определении изменчивости признаков.

6. Корреляцию признаков и функций организма.

Для того, чтобы выяснить факт генетической обусловленности признака, а также степень его изменчивости в зависимости от среды, необходимо определить меру подобия (конкордации) и степени отличия (дисконкордации) МЗ близнецов. Так как дизиготные (ДЗ) близнецы, как и монозиготные, развиваются приблизительно в одинаковых условиях, но имеют лишь половину общих по происхождению генов, их используют как контроль.

Понятий что у МЗ близнецов конкордантность выше, чем у ДЗ близнецов, однако, степень подобия для разных признаков неодинакова. Это даёт возможность выяснить роль генотипа и среды в их проявлении.

Для объективной оценки роли наследственности в развитии признака производят расчёт по формуле Хольцингера:

Коэф. наследуемости

При Н = 1 вся изменчивость в популяции обусловлена наследственными факторами, при Н = 0 - средовыми факторами. Влияние среды (С) выражается формулой С=100 %-Н, где Н - коэффициент наследуемости. Роль наследственности и среды в развитии тех или иных особенностей организма можно выразить также и следующим уравнением:

где H/C - отношение значении влияния наследственности к влиянию среды; а - процент конкордантности у МЗ близнецов; в - "процент конкордантности у ДЭ близнецов одного пола.

Приведём пример применения формулы Хольцингера для решения вопроса о соотношении наследственных и средовых факторов в развитии некоторых признаков. Например, конкордантность монозиготных близнецовпо определенному признаку 80%, а дизиготных близнецов по этому признаку 30%.

Тогда Н=(80-30)/(100-30)=0,71 или 71%; С=100-71=29%

Данный признак на 71 % обусловлен наследственностью, на 29% - влиянием среды.

Приведём другой пример. Группы крови по системе АБО у МЗ близнецов совпадают в 100 % случаев, а у ДЗ близнецов - в 40%, тогда Н=(100-40)/(100-40)=1 или100%

Коэффициент наследуемости групп крови у ДЗ близнецов = 100% т.е. полностью зависит от наследственности.

В таблице приведены имеющиеся в литературе показатели конкордантности у МЗ и ДЗ близнецов по разным наследственным и ненаследственным заболеваниям.

Табл.1. Конкордантность монозиготных (МЗ) и дизиготных (ДЗ) близнецов по некоторым заболеваниям:

Болезни	Конкордантность у близницов, %	Отношение конкордантностей МЗ/ДЗ
МЗ	ДЗ
косолапость	22,9	2,3	10,0
Врождённый вывих бедра	41,4	2,8	14,8
Синдром Дауна	89,0	7,0	12,6
Эпилепсия	67,0	3,0	22,3
Шизофрения	80,0	13,0	6,7
Гиперфункция щитовидной железы	47,0	3,1	15,1
Диабет	55,8	11,4	4,9
Рак	17,4	10,8	1,6
Псориаз	61,0	13,0	4,7
Туберкулёз	51,6	22,2	2,3
Саркоидоз	50,0	8,5	5,9
Корь	97,4	94,3	1,0
Скарлатина	54,6	47,1	1,2
Пневмония	32,2	18,2	1,8

По данным таблицы высокая конкордантность сама по себе ещё не свидетельствует о значительном влиянии генетические факторов на проявление болезни или на формирование предрасположенности к ней; для такого вывода необходима значительная разница между показателями конкордантности MЗ и ДЗ близнецов. Например, почти каждый ребенок может переболеть корью, и показатели конкордантности у МЗ и ДЗ близнецов по этой болезни высокие. Это говорит о том, что генетические факторы почти не оказывают влияния на формирование предрасположенности к этой болезни. Более информативным является соотношение конкордантности ДЗ и МЗ близнецов; чем выше это соотношение, тем значительнее доля генетического фактора в развитии исследуемого признака.

Таким образом, на основании близнецового метода - была установлена генетическая предрасположенность к различным болезням. Этим методом показано, что и продолжительность жизни в определенной мере определяется наследственностью.

Конкордантность у МЗ близнецов значительно выше, чем у ДЗ, при ряде психических заболеваний (шизофрения, маниакально - депрессивный психоз, эпилепсия), заболеваниях скелета (косолапость, врожденный вывих бедра), внутренних органов (врождённый стеноз привратника, расщепление верхней губы, сахарный диабет), ряде инфекционных заболеваний (инфекционный гепатит, полиомиелит, туберкулёз лёгких и др.).

Выявлена конкордантность по склонности к совершению различных асоциальных поступков (у МЗ близнецов - 70%, у ДЗ - 34 %), по коэффициенту интеллектуальности (индекс IQ), по ряду особенностей психики. Для МЗ близнецов описано много случаев одновременных заболеваний и даже смерти в один день от одой и той же причины.

Таким образом, близнецовый метод показывает, в какой степени каждый признак человека определяется генетическими факторами, а в какой - средовыми.

В 1972 г. Г. Аллен и С. Смит предложили формулу для определения степени конкордантности МЗ и ДЗ близнецов. Когда исследуются все близнецы данной местности или популяции, то парная конкордантность:

где С - количество конкордантных пар; Д - количество дискордантных пар.

Исследования близнецов показывают, что коэффициент наследуемости продолжительности жизни человека колеблется в пределах 0,3 - 0,4. Это значит, что на долю средовых влияний следует отнести 60 - 70 % индивидуальных различий в продолжительности жизни.

В настоящее время спорным остаётся вопрос о наследовании компонентов психических и интеллектуальных черт человека. Да основании проведения крупных исследований приёмных детей с последующим генетико - математическим анализом полученных результатов (Техасский и Колорадский проекты) было установление, что межиндивидуальная вариативность оценок общего интеллекта в значительной мере определяется генетической вариативностью. Причём реализация индивидуальной нормы реакции будет разной в разной среде, и в изменчивости интеллекта большую роль играет индивидуальная, а не общесемейная среда. К факторам индивидуальной среды, значительным для индивидуального развития, относятся и такие формальные, легко регистрируемые и стабильные показатели, как порядковыйномер рождения ребёнка, интервалы между рождениями пробанда и ближайших к нему сиблингов, пол ребёнка и т. д.

В ряде робот показано, например, что в многодетной семье имеется тенденция к снижению интеллекта с повышением номера рождения ребёнка, причём она больше выражена при малых промежутках между рождением детей; поскольку все сиблинги имеют в среднем50 % общих генов, эта тенденция не может быть следствием генетических причин.

Для объяснения этой тенденции наиболее вероятными оказались психологические гипотезы, предполагающие снижение количества и качества общения ребёнка со взрослыми и особенно при малых интервалах между рождениями - ухудшение речевой среды ребёнка.

Последнее недавно получили своё экспериментальное подтверждение (Трефилова Т.Н. Особенности речевого развития у детей из многодетных семей. Канд. дис. М., 1997), обедненная речевая среда становится причиной отставания в речевом и, как следствие, интеллектуальном развитии ребёнка. Под термином «интеллект» здесь подразумевается то его значение, которое закреплено за тестами интеллекта и, главным образом, за его суммарной оценкой. Кроме того, по данным Колорадского проекта, и межвозрастные корреляции по интеллекту (общему, вербальному, пространственному) выше в группе биологических сиблингов, чем приёмных. Это говорит о том, что и переход от одного возрастного этапа к другому контролируется скорее генетическими, чем средовыми факторами.

В целом результаты генетике - математического анализа проведенных исследований говорят о том, что в общих когнитивных способностях генетические влияния обнаруживаются вполне отчётливо, отвечая в среднем примерно за 50 % их вариативности, хотя оценки наследуемости колеблются в широких пределах - 0, 4 - 0,8. Это означает, что от 40 до 80 % различий между людьми по этому признаку объясняется различиями между ними по их наследственности.

Отдельные когнитивные способности исследованы менее систематично. Среди субтестов IQ надёжно выделить более-менее зависящие от факторов генотипа пока не удалось, хотя намечается тенденция к большей наследуемости вербального интеллекта по сравнению с нёвербальным и, по - видимому, наиболее отчётливо генетические влияния обнаруживаются в пространственных способностях. Например, в шведском лонгитюдном исследовании близнецов 12 и 18 лет вербальные тесты обнаружили большую генетическую обусловленность, чем невербальные в 18 лет, причём с возрастом наследуемость повышается особенно отчётливо именно для вербальных способностей (с 0,20 в 12 лет до 0,70 в 18 лет). Выяснилось также, что, невербальные способности более чувствительны к влияниям среды. Можно предположить, что невербадьный интелект более чувствителен к каким-то особенностям среды МЗ близнецов, поскольку количество общих генов у членов всехпар в среднем одинаково - 50 %.

Показано также, что общесемейная среда, т.е. те параметры среды, которые варируют от семьи к семье, но одинаковы для членов каждой семьи и потому повышают их сходство между собой, объясняет 10-40 " % межиндивидуальной вариативности по общему интеллекту. Индивидуальная среда ответственна за меньшую часть дисперсии баллов IQ (10 - 30 %). Помимо общесемейной и индивидуальной среды выделяется среда, специфичная для разных вариантов внутрисемейных диад, причём её влияние на когнитивные способности различно в разных диадах. Общая тенденция такова: близнецовая среда - сиблинговая - родительско-детская - двоюродных родственников; эти типы сред объясняют, соответственно, 35, 22, 20, 11 % дисперсии. При этом влияние общесемейной среды падает к подростковому возрасту и практически исчезает у взрослых.

С помощью определённых разновидностей близнецового метода можно решать и собственно психогенетические задачи, и иные, не относящиеся непосредственно к проблеме наследственности и среды, но либо использующие близнецовые пары как информационную модель, либо изучающие их как особую популяцию (например, тестирующие гипотезу о равенстве средовых влияний в парах МЗ и ДЗ близнецов).

Основные разновидности метода: метод разлученных близнецов, семей МЗ близнецов, контрольного близнеца, близнецовой пары. Первые две позволяют решать генетические задачи, две других используются для иных целей. Последовательно разберем их.

Метод разлученных близнецов заключается в оценке внутрипарного сходства исследуемого признака у близнецов, разлученных в детстве и, следовательно, воспитывавшихся в разных средах. Наибольшую ценность представляют пары МЗ близнецов (МЗ р), разлученных в первые месяцы или годы жизни: два генетически одинаковых человека растут в разных средовых условиях; тогда их сходство, если оно констатируется, не может быть объяснено сходством среды, а получаемые корреляции, есть непосредственная мера наследуемости признака.

Метод, семей МЗ близнецов, или метод монозиготных полусиблингов , заключается в сопоставлении детей в семьях, где матери или отцы являются монозиготными близнецами. Эти дети имеют весьма своеобразный генетический статус: тётя (или дядя) с генетической точки зрения - то же самое, что мать (или отец), т. е. они, не будучи сиблингами, не являются и двоюродными братьями и сестрами, т. к. имеют только по одному генетически различающемуся родителю (полусиблинги). Главная задача, для решения которой этот вариант метода даёт ценный материал, состоит в выявлении так называемого материнского эффекта Этим термином обозначается преимущественное влияние матери на фенотип потомков, возникающее не только благодаря передаче геенов, но и по иным причинам, к которым относятся и психологические, постнатальные факторы (идентификация ребёнка с матерью, особенности их взаимодействия), и биологические, внутриутробные (состояние материнского организма во время беременности, цитоплазматическая наследственность). Наличие материнского эффекта в психологической черте должно появиться в большем сходстве детей, имеющих матерей - МЗ близнецов, по сравнению с детьми, у которых отцы - МЗ близнецы. Бъём цитоплазмы в яйцеклетке намного больше, чем в сперматозоиде, состоящем практически полностью из ядра и оболочки. Носителями наследственной информации являются, помимо ядерных и структуры, находящиеся в цитоплазме клетки - цитоплазматическая наследственность.

Помимо материнского эффекта эта экспериментальная модель позволяет более детально изучить феномен ассортативности, т.е. неслучайного подбора супружеских пар (похожи ли супруги у генетически одинаковых людей?) и сцепление с полом. В последнем случае полусиблинги - мальчики должны быть более похожими, чем монозиготы - их матери (т. к. свою единственную Х-хромосому каждый из них получит от генетически идентичных женщин), и менее похожими - если МЗ близнецами являлись отцы. У девочек полусиблингов картина должна быть обратной.

Метод контрольного близнеца основан на том, что МЗ близнецы - генетически одинаковые люди, имеющие общую эмбриональную и в обычных условиях семейную среду, являются идеальным контролем друг к другу. Если группу МЗ близнецов разделить на две выборки так, чтобы в каждую вошли по одному близнецу из каждой пары, то исследователь получит уникальную ситуацию - две выборки, уравненные и по генетической конструкции, и по средовым (общественным,) параметрам. Далее можно, например, одну группу тренировать, а др. - нет или тренировать их в разном возрасте. На основании подобных экспериментов (А.Гезеля и др.) был получен материал, свидетельствующий о зависимости эффективности обучения (двигательного и речевого) от возраста. Разница в речевом развитии, стимулированном у МЗ близнецов тренировкой в возрасте 1,5-2 года, стерлась в течение трех месяцев. Поскольку в раннем детстве созревание существенно, определяется генетической программой, тип и темп удержания эффекта тренировки у МЗ близнецов в основном одинаковы.

Шведский исследователь А. Незлунд оценил таким методом разные способы обучения чтению и показал, что одного оптимального для всех способа нет, их эффективность зависит от уровня интеллектуального развития ребёнка.

В работах Московского медико-генетического института этот метод (5 пар МЗ близнецов 5-6 лет) тоже использован для анализа не только эффекта обучения, но и конструктивной деятельности. Показано, что обучение при помощи метода моделей эффективнее, чем простое копирование: не только улучшается сама конструктивная деятельность, но и перестраиваются другойпсихологические функции ребенка.

Метод близнецовой пары . Еще в 30-х годах у появились работы, в которых рассказывалось об особой психологической ситуации в парах близнецов, «особом эффекте пары». Основными характеристиками этой особой психологической ситуации являются две борющиеся тенденции: к идентификации со своим со - близнецом и, наоборот, к индивидуализации каждого члена пары. Первая приводит к ощущению себя сначала членом пары и лишь затем - отдельной личностью; вторая может привести к выраженным конфликтным отношениям близнецов, своеобразному протесту против второго такого же. С возрастом первая тенденция обычно ослабевает, уступая место второй, причём у близнецов - мужчин данный процесс происходит легче, чем у женщин. Роли «старшего» (родившегося первым) и «младшего», ведущего и ведомого, формируют различия в психологическом облике близнецов.

С помощью этого варианта метода решаются три задачи:

1) пара генетически идентичных МЗ близнецов может быть хорошей моделью для изучения процессов индивидуализации, влияния конкретных средовых (внутрипарных и семейных) факторов на формирование тех или иных психологических черт и т. д.;

2) изучается валидность самого близнецового метода, и постулата о равенстве средовых влияний в парах МЗ и ДЗ близнецов, а также вопроса о том, репрезентативнали среда близнецов среде, в которой развиваются одиночнорожденные дети. Если условия развития и жизни близнецов высоко специфичны, имеют собственные, только им присущие закономерности, то близнецы престают быть выборной, репрезентативной общей популяции, и не могут быть использованы для изучения общих закономерностей.

3) чрезмерная, не компенсируемая идентификация себя со своим со-близнецом, или пары как целого, приводящая к отсутствию личной идентичности, может стать причиной формирования личностных черт, затрудняющих социальную адоптацию и в детстве, и во взрослом возрасте. Поэтому изучение специфических психологических характеристик близнецовой пары необходимо и для проведения консультационной работы с родителями, имеющими детей - близнецов.

По данным близнецовых исследований можно провести не только количественную оценку сравнительной роли генетических и негенетических влияний на какой-либо признак, но и оценку силы внешнего воздействия. В общем здесь сравниваются возможности трёх групп близнецов: ДЗ в одинаковых условиях, МЗ в одинаковых условиях, МЗ в разных условиях. Так, на основании этого метода было показано, что УФ - облучение при рахите и бронхоадените нецелесообразно. Этим же методом была установлена корреляция между различными признаками и функциями человека.

Изучение раздельно воспитанных и живущих в разных условиях среды монозиготных близнецов показало, что размеры скелета, скорость роста головы меняются мало, вес меняется больше, а психологические свойства ещё больше.

Близнецовый метод может быть использован для проверки эффективности лечения при разных заболеваниях, а также при изучении экспрессивности и пенетратности генов, вызывающих наследственные заболевания.

Этот метод используют в генетике человека для выяснения степени наследственной обусловленности исследуемых признаков. Близнецы могут быть однояйцевыми (образуются на ранних стадиях дробления зиготы, когда из двух или реже из большего числа бластомеров развиваются полноценные организмы). Однояйцевые близнецы генетически идентичны. Когда созревают и затем оплодотворяются разными сперматозоидами две или реже большее число яйцеклеток, развиваются разнояйцевые близнецы. Разнояйцевые близнецы сходны между собой не более чем братья и сестры, рожденные в разное время. Частота появления близнецов у людей составляет около 1% (1/3 однояйцевых, 2/3 разнояйцевых); подавляющее большинство близнецов является двойнями.

Так как наследственный материал однояйцевых близнецов одинаков, то различия, которые возникают у них, зависят от влияния среды на экспрессию генов. Сравнение частоты сходства по ряду признаков пар одно- и разнояйцевых близнецов позволяет оценить значение наследственных и средовых факторов в развитии фенотипа человека.

Применение метода

Близнецовый метод широко применяется в изучении наследственности и изменчивости у человека для определения соотносительной роли наследственности и среды в формировании различных признаков, как нормальных, так и патологических. Суть метода состоит в сравнении проявления признака в разных группах близнецов при учете сродства или различия их генотипов. Развитие признака у обоих близнецов называют конкордантностью. Если по определенным признакам между близнецами наблюдаются различия, то говорят о дискордантности. По определенным признакам близнецов подразделяют на монозиготных и дизиготных. Монозиготные близнецы развиваются в результате оплодотворения и деления одной яйцеклетки (при первом делении зиготы) на два самостоятельных генетически одинаковых индивида.

Дизиготные формируются при одновременном созревании двух и более яйцеклеток с последующим оплодотворением их. Монозиготные близнецы генетически идентичны, общность генов у них составляет 100 %, и различия признаков зависят от внешних условий. Дизиготные по наследственным свойствам сходны между собой не более чем обычные братья и сестры, рожденные в разное время. Однако условия эмбриогенеза и внешней среды у дизиготных близнецов одинаковы. Признаки, отличающиеся у дизиготных близнецов, но тождественные у монозиготных, следует считать генетически детерминированными. Например, очень высокая степень конкордантности по олигофрении у монозиготных близнецов и относительно умеренная у дизиготных указывает на высокую степень наследственной предрасположенности к этому заболеванию. Одинаковые внешние условия и неполная идентичность генотипов (50 %) у дизиготных близнецов обеспечивают относительно низкую степень конкордантности по тем заболеваниям в возникновении, которых факторы среды играют второстепенную роль. Сходство показателя конкордантности у моно - и дизиготных близнецов свидетельствует о незначительной роли наследственных различий и определяющей роли среды в формировании признака или развитии заболевания. Так незначительная разница в конкордантности отмечена среди близнецов по заболеваемости инфекционными болезнями. Установление соотносительной роли наследственности и среды в развитии различных патологических состояний позволяет врачу правильно оценить ситуацию и проводить профилактические мероприятия при наследственной предрасположенности к заболеванию или осуществлять вспомогательную терапию при его наследственной обусловленности.

Применяется при выявлении обусловленности признаков наследственного характера. Данный способ демонстрирует взаимоотношения генотипа и внешней среды. Близнецовый метод генетики позволил оценить значение генетической предрасположенности ко многим патологиям, экспрессивность, пенетрантность, а также условия появления тех или других типов заболеваний. Исследовательские данные являются весьма полезными при количественной оценке наследственной детерминированности (определяемости) некоторых признаков. В связи с этим, близнецовый метод считается одним из важнейших исследовательских методов в количественной наследственности.

Близнецы могут являться однояйцевыми. Образуются они на ранних стадиях деления зиготы, при которых из двух (реже большего количества) бластомеров развиваются организмы (полноценные). отличаются генетической идентичностью.

Несмотря на возможности, которыми обладает близнецовый метод, сегодня он не обладает широким практическим применением, как раньше. Это связано с открытием более точных современных исследовательских методик, позволяющих однозначно выявить наследственную предрасположенность к конкретной патологии.

Близнецовый метод предполагает сравнение дизиготных и монозиготных близнецов (потомства, которое состоит из родившихся одновременно особей у млекопитающих одноплодных).

Монозиготное потомство развивается в одной Эти близнецы обладают 100% общих генов. Таким образом, различия, выявляемые между ними, с наследственным фактором не связаны. Развитие дизиготных близнецов происходит в разных яйцеклетках, которые оплодотворены разными спермиями. обладает 50% общих генов, как у обычных сибсов (потомков одной пары родителей - братьев, сестер). Однако одновременное их рождение, совместное воспитание формирует факторы общей среды. Таким образом, степень различия дизиготного потомства определяется степенью различия генотипов.

В результате сравнения данных двух групп близнецов рассчитываются показатели несоответствия (дискордантности) и соответствия (конкордантности). Кроме того, осуществляется вычисление частоты, при которой развивается признак или заболевание в каждой вышеуказанной потомственной группе.

Близнецовый метод подразделен на несколько этапов:

Стадия составления выборки.
Этап определения вида зиготности.
Стадия оценки результатов при сопоставлении пар.

Вышеописанный исследовательский способ имел большое значение при изучении наследственности в поведении, многих инфекционных и «мультифакториальных» (возникших вследствие нескольких причин) патологий.

В применяется не только классический, но и модифицированный метод близнецового изучения. Так, для исследования возможностей по улучшению некоторых интеллектуальных характеристик с использованием психологической тренировки, используется методика контроля по партнеру, а при изучении сахарного диабета - методика близнецовых семей.

Наследственность интеллекта и личности удобно наблюдать у потомков, разлученных в раннем или младенческом возрасте, воспитываемых раздельно и не находящихся под воздействием общей среды и особенного взаимодействия друг с другом.

При этом достоверные данные можно получить не всегда. Это обусловлено систематическими различиями между не по определенным признакам, а также социальными и психологическими особенностями в процессе развития в Данные факторы и ограничивают сферу применения вышеописанного метода.