Dwa słowa o bliźniętach. "Czasami przechodzi mnie dreszcz, gdy obserwuję niesamowite podobieństwo ich zachowań" [REPORTAŻ]

Dave i Don Wolfowie z Fenton w stanie Michigan na festiwalu goszczą od lat. Tak jak większość bliźniąt przyjeżdżających do Twinsburga, bracia lubią przebywać w swoim towarzystwie. W zasadzie spędzili ze sobą całe życie. Przez ostatnie 18 lat 53-letni kierowcy z długimi, identycznymi brodami przejechali wspólnie ponad 5 mln kilometrów, wożąc po Stanach towary wielką ciężarówką. Kiedy jeden siedzi za kierownicą, drugi odsypia w kabinie. Słuchają tych samych stacji radiowych, muzyki w stylu country gospel, a ich ulubione przekąski w drodze to kiełbasa pepperoni, jabłka i ser cheddar. W wolne dni polują lub łowią ryby. Razem, rzecz jasna. Taki styl życia najbardziej im odpowiada. – To pewnie typowe dla bliźniąt – mówi Don. Dzisiejszego popołudnia na festiwalu bracia zatrzymali się przy stoisku badawczym sponsorowanym przez FBI, Uniwersytet Notre Dame i Uniwersytet West Virginia. Wewnątrz wielkiego białego namiotu technicy fotografują pary bliźniąt aparatami o dużej rozdzielczości, pobierają ich odciski palców i skanują tęczówki, by sprawdzić, czy najnowocześniejsze oprogramowanie będzie w stanie je rozróżnić. – Mimo że jednojajowe bliźnięta mogą wyglądać niemal identycznie, system cyfrowej identyfikacji potrafi wypatrzyć różnicę w układzie piegów, porów czy kąta ułożenia brwi – wyjaśnia informatyk Patrick Flynn. Jak dotąd nawet najbardziej zaawansowane technologicznie programy mylą się z powodu załamania światła czy zmiany wyrazu twarzy.

Bracia Wolfowie stanowią dla naukowców nie lada wyzwanie, bo brody zasłaniają każdemu połowę twarzy. Badanie zdaje się ich bawić. – Gdy pstryknięto mi zdjęcie, zapytałem jednego z techników, czy gdybym teraz popełnił jakąś zbrodnię, a następnie zgolił brodę, rozpoznano by mnie na podstawie wcześniejszej fotografii. Mój rozmówca po chwili namysłu odparł, że prawdopodobnie nie, ale poradził, bym jednak tego nie robił.

Biologia i środowisko

Flynn i jego współpracownicy nie są jedynymi naukowcami prowadzącymi badania w Twinsburgu. Kilka innych zespołów rozstawiło swoje namioty na obrzeżach festiwalowego terenu. Tuż obok stanowiska FBI ulokowali się badacze z Monell Chemical Senses Center w Filadelfii, którzy zapraszają bliźnięta na degustację alkoholu, by sprawdzić, czy ich reakcje smakowe będą takie same. Nieco dalej lekarz rozmawia z dwiema siostrami o chorobach kobiecych, a inny prowadzi wywiad z kolejną parą bliźniąt na temat uszkodzeń skóry.

Badanie bliźniąt daje okazję odkrycia zagadki wpływu biologii i wychowania na charakter człowieka. Ponieważ bliźnięta jednojajowe pochodzą z jednego zapłodnionego jajeczka, które dzieli się na dwa, mają identyczny kod genetyczny. Jakiekolwiek różnice między nimi – np. jedno z rodzeństwa może mieć skórę, która wygląda młodziej – wywołane są czynnikami środowiskowymi, takimi jak krótsza ekspozycja na słońce.

Innym tropem badawczym jest analiza porównawcza doświadczeń bliźniąt jednojajowych i dwujajowych, zrodzonych z różnych komórek jajowych, które mają średnio połowę genów wspólnych. Dzięki takim badaniom można ocenić, w jakim zakresie to geny determinują nasze życie. Jeżeli bliźnięta jednojajowe są w większym stopniu narażone na daną chorobę niż bliźnięta dwujajowe, wówczas można uznać, że podatność na tę przypadłość ma swoje źródła przynajmniej w części w dziedziczności.

Badania nad bliźniętami pozwoliły naukowcom na wyciągnięcie radykalnych wniosków: biologia i wychowanie nie są jedynymi siłami oddziaływającymi na człowieka. Zgodnie z odkryciami nowej dziedziny nauki – epigenetyki – trzeba brać pod uwagę trzeci czynnik. W pewnych przypadkach spełniał on funkcję pomostu między środowiskiem i genami, a w innych samodzielnie oddziałuje na kształt osobowości.

Bliźnięta Jim

Pomysł wykorzystania bliźniąt do zmierzenia wpływu dziedziczności nie był nowy, ale dopiero przypadek dwóch braci bliźniaków o imieniu Jim pozwolił wykorzystać go w pełni. Urodzeni w Piqua w stanie Ohio w 1939 r. Jim Springer i Jim Lewis zostali oddani do adopcji jako niemowlęta i byli wychowani przez dwie różne pary, które dały przybranym synom takie samo imię. Gdy Jim Springer spotkał się z bratem w 1979 r. (mieli wtedy 39 lat), odkrył szereg innych podobieństw. Obaj mężczyźni mierzyli 180 cm i ważyli 82 kg. Dorastając, obaj mieli psa imieniem Toy i spędzali wakacje w St Pete Beach na Florydzie. Jako młodzi mężczyźni obaj ożenili się z kobietami o imieniu Linda, a następnie rozwiedli. Drugie żony obu panów miały na imię Betty. Synom nadali imiona James Alan i Alan James. Obaj pracowali na część etatu jako szeryfowie, lubili majsterkowanie, cierpieli na uporczywe migreny, palili papierosy marki Salem i pijali piwo Miller Lite. Mimo że nosili inne fryzury, obaj uśmiechali się w podobny sposób, a ich głosy były nie do rozróżnienia. Obaj też przyznali, że lubią zostawiać swoim żonom liściki miłosne w różnych miejscach domu.

Thomas Bouchard, psycholog z Uniwersytetu w Minnesocie, dowiedziawszy się o ich istnieniu, zaprosił obu na serię testów.

– Pamiętam, jak siedzieliśmy przy jednym stole podczas pierwszego spotkania. Obaj mieli paznokcie obgryzione do samej skóry. Pomyślałem, że żaden psycholog nigdy o to nie zapyta, a mnie objawiło się to samo.

Sceptycy twierdzili później, że podobne szczegóły wyolbrzymiano i wiele z nich było wyłącznie dziełem przypadku. Mimo to Nancy Segal, profesor psychologii na Stanowym Uniwersytecie Kalifornii w Fullerton, potwierdza, że podobieństwa między braćmi Jim są niezwykłe. – Poznałam ich jakiś rok po ich pierwszym spotkaniu i byli naprawdę identyczni. Każdy nosił inną fryzurę, ale i tak trudno było ich rozpoznać.

Od tego czasu badacze odkryli więcej bliźniąt rozłączonych w dzieciństwie. W ciągu 20 lat 137 par bliźniąt odwiedziło laboratorium Boucharda w ramach programu nazwanego Badaniem Rozdzielonych Bliźniąt. Rodzeństwa badano pod kątem zdolności umysłowych, np. znajomości słownictwa, arytmetyki, pamięci wizualnej i orientacji przestrzennej. Rodzeństwa przeszły również badania płuc i serca, analizę fal mózgowych, rozliczne testy osobowości i na inteligencję. Pytano je nawet o przeszłość seksualną. Łącznie każdy bliźniak musiał odpowiedzieć na ponad 1,5 tys. pytań.

Uzbrojony w ogromną liczbę danych Bouchard, Segal oraz ich współpracownicy zabrali się do odkrywania jednej z najbardziej tajemniczych zagadek ludzkiej biologii: dlaczego niektórzy są smutni, a inni weseli z natury? Dlaczego jedni są towarzyscy, a drudzy nieśmiali? Skąd bierze się inteligencja? Kluczowy w ich podejściu do problemu był statystyczny wskaźnik odziedziczalności. Szeroko rzecz ujmując, odziedziczalność danej cechy to zakres, w jakim różnice między członkami populacji można wytłumaczyć różnicami genetycznymi. Porównując prawdopodobieństwo tego, że bliźnięta jednojajowe mają pewną wspólną cechę, z prawdopodobieństwem wystąpienia danej cechy u bliźniąt dwujajowych, badacze są w stanie obliczyć, w jakim stopniu różnica ta wynika z uwarunkowań genetycznych. Przykładowo, wskaźnik wzrostu danego człowieka często szacuje się na 0,8, co znaczy, że 80 proc. różnic we wzroście członków danej społeczności wynika z różnic w ich genotypach.

Po zapoznaniu się z danymi uzyskanymi w badaniach bliźniąt zespół Boucharda uznał, że u osób wychowanych w tym samym kręgu kulturowym, z takimi samymi możliwościami rozwoju, różnice w inteligencji wynikały w większym stopniu z różnic dziedzicznych niż wykształcenia czy wychowania. Wykorzystując dane otrzymane w czterech różnych badaniach, uzyskano wskaźnik odziedziczalności na poziomie 0,75 dla inteligencji, co sugeruje przeważający wpływ dziedziczności. Wnioski te stoją w sprzeczności z dotychczasowymi poglądami prezentowanymi przez behawiorystów, którzy utrzymują, że nasze mózgi były czystymi kartami czekającymi na zapisanie przez doświadczenie. Z kolei sugestia, że inteligencja jest dziedziczona, przyczyniła się do powstania skompromitowanej teorii eugeniki, która pojawiła się w Anglii i USA na początku XX w. Promowała ona poprawę jakości genetycznej ludzkości za sprawą selektywnego rozmnażania.

Badacze próbowali odpowiedzieć na pytanie, w jakim stopniu rodzice wpływają na inteligencję dzieci. Porównanie bliźniąt jednojajowych dorastających w różnych rodzinach z bliźniętami wychowanymi przez tych samych rodziców wykazało, że wyniki IQ każdej z par były zbliżone. Wyglądało na to, że nie jest ważne, w jakiej rodzinie wychowuje się rodzeństwo. – Nie znaczy to jednak – jak wyjaśnia Bouchard – że rodzice nie mają żadnego wpływu na swoje dzieci. – Bez kochających i wspierających rodziców dziecko nie wykorzysta w pełni swojego potencjału. Ale gdy doszło do wyjaśnienia, dlaczego dana grupa dzieci miała różne wyniki IQ, okazało się, że za 75 proc. różnic odpowiadały geny.

W jednym z badań naukowcy dowiedli, że prawdopodobieństwo popełnienia przestępstwa przez bliźniaka jednojajowego, którego brat lub siostra ma kryminalną przeszłość, jest o 1,5 raza większe niż w przypadku bliźniąt dwujajowych, co zdaje się sugerować, że czynniki genetyczne wzmacniają przestępcze skłonności. Inne testy pokazały, że gorliwość religijna jest w dużej mierze cechą dziedziczną, choć wybór samej religii – już nie. Gdziekolwiek naukowcy szukali – wszędzie odkrywali odcisk niewidzialnej ręki genetyki, która kształtuje nasze życie.

Rozdzieleni po urodzeniu

Dla dwóch par w Kanadzie wpływ DNA na zachowanie to coś więcej niż tylko akademickie rozważania. Od 2000 r. wychowują bliźnięta jednojajowe w odległości 440 km od siebie w ramach przypadkowego eksperymentu naukowego. Lynette i Mike Shawowie poznali Allyson i Kirka MacLeodów w agencji adopcyjnej. Państwo Shawowie mieszkają w Amherstburgu w stanie Ontario, a rodzina MacLeodów w Sutton nieopodal Toronto. W lutym 2000 r. wraz z innymi rodzinami chcącymi adoptować dzieci pojechali do Chenhou w prowincji Hunan w Chinach.

– Gdy dwie dziewczynki wyszły z windy, spojrzałem na nie i powiedziałem do żony: – To niezwykłe, wyglądają identycznie – mówi Mike. – Identycznie płakały i śmiały się w ten sam sposób – dopowiada Lynette.

Przed podróżą do Chin obie pary widziały zdjęcia dzieci, wówczas sześciomiesięcznych niemowląt, i zastanawiały się, czy są one siostrami. Pracownicy sierocińca zapewniali, że nie, choć obie miały wpisaną tę samą datę urodzenia. W każdym razie wiadomo było, że nie zostaną oddane jednemu małżeństwu. Gdyby rodziny Shawów i MacLeodów nie zdecydowały się na adopcję, dzieci czekałyby na czwórkę nowych rodziców. Rozumiejąc, że jeśli one nie wezmą sióstr, dziewczynki zostaną rozdzielone na zawsze, obie rodziny postanowiły zabrać swoje nowe córki do Kanady i wychować bliźniaczki osobno.

Co kilka tygodni MacLeodowie wybierają się w czterogodzinną podróż do Amherstburga lub Shawowie jadą do Sutton. Gdy samochód MacLeodów zatrzyma się na podjeździe, Lily pędzi prosto w ramiona siostry Gillian. 12-latki mają okrągłe buzie i proste, czarne włosy do ramion, choć Lilian od niedawna nosi różowy aparat na zębach. – Są identyczne z wyglądu i zachowania – mówi Lynette.

Adopcyjni rodzice zdają sobie sprawę, w jak niezwykłej sytuacji się znaleźli. Na świecie znanych jest tylko kilka przypadków adopcji z Azji, w wyniku których rozdzielono bliźnięta, a te są nieświadome sytuacji. Ich córki najwyraźniej dobrze znoszą układ, w jakim przyszło im żyć.

– Nie jestem zachwycona, ale też nie cierpię z tego powodu. Gdybyśmy mieszkały bliżej siebie, zapraszałybyśmy się na noc – opowiada Lily. – To byłoby fajne – potwierdza Gillian.

Dzięki stałemu kontaktowi rodzice dziewczynek mogą porównywać rozwój i dokonania sióstr. W wieku 14 miesięcy obie zaczęły chodzić – w tym samym dniu. Obie miały małe ubytki w zębach i „leniwe oko”. Już w wieku dwóch lat Gillian rozstawiała po kątach starsze dzieci. Gdy dorastały, Lily okazała się utalentowana artystycznie, a Gillian – sportowo. Zapewne wpływ na to miało zainteresowanie sportem pozostałych dzieci Shawów, Heather i Eriki. – Ale nagle Lily wygrała bieg na 100 m i sam zacząłem się zastanawiać nad wpływem biologii i wychowania na życie naszych córek – wspomina Kirk.

– Chcielibyśmy wierzyć, że jako rodzice możemy kształtować charakter naszego dziecka – mówi Allyson. A chwilę potem podczas rozmowy jej córka Lily przewraca oczami w identyczny sposób jak jej siostra Gillian i Allyson natychmiast przypomina sobie o siostrze bliźniaczce córki.

– Czasami przechodzi mnie dreszcz, gdy obserwuję niesamowite podobieństwo ich zachowań – zdradza Allyson.

Trzeci element

To, że Lily i Gillian są tak podobne, choć wychowały się w różnych rodzinach, podkreśla dziedzictwo genetyczne łączące bliźnięta jednojajowe. Lecz dwaj bracia z Maryland znaleźli się w zgoła odmiennej sytuacji. Wychowani w tej samej rodzinie nie mogliby różnić się od siebie bardziej. Jaka moc ma siłę zniweczyć działanie biologii i wychowania?

– Na przerwie widziałem dziś chmurę cumulus congestus – mówi Sam, podtrzymując rozmowę w oczekiwaniu na powrót brata Johna ze szkoły. – Potem przemieniła się w nimbostratusa.

Sam, sześcioletni okularnik, mówi jak profesor meteorologii. Najnowszym konikiem chłopca są chmury. Przedtem fascynował się pociągami, kosmosem i mapami. Ostatnio czyta encyklopedię dla dzieci, kolekcjonując fakty tak, jak wiewiórka zbiera orzeszki.

Bliźniaki chodzą do pierwszej klasy w różnych szkołach podstawowych, tak by John miał zapewnione tyle uwagi nauczycieli, ile potrzebuje. (Na prośbę rodziców nie publikujemy ich nazwiska). Po wyjściu ze szkolnego autobusu John biegnie do domu i wpada w objęcia Sama. John śmieje się, lecz nic nie mówi. Gdy Sam luzuje uścisk, John podchodzi do skrzyni wypełnionej pluszakami i zaczyna klaskać z podniecenia. Znów jest w swoim świecie.

U obu chłopców tuż przed ich drugimi urodzinami zdiagnozowano autyzm, ale u Johna objawy choroby są znacznie poważniejsze i obejmują nadpobudliwość ruchową, opóźnienie mowy i trudności w utrzymaniu kontaktu wzrokowego. Sam też ma ograniczenia, lecz dotyczą przede wszystkim umiejętności społecznych. Fakt, że obaj chorują na autyzm, nie jest niezwykły. Gdy u jednego z bliźniąt jednojajowych diagnozuje się tę przypadłość, prawdopodobieństwo jej wystąpienia u drugiego wynosi 70 proc.

Przyczyny choroby nie są znane, a na autyzm zapada średnio jedno na czterysta dzieci. Dziedziczność zdaje się odgrywać tu istotną rolę, choć specjaliści są zdania, że autyzm wywołują niezidentyfikowane dotąd czynniki środowiskowe. Badanie przeprowadzone na bliźniętach w Kalifornii w zeszłym roku pokazało, że doświadczenia prenatalne i pierwszy rok życia mają duży wpływ na podatność dzieci na tę przypadłość.

Rodzice Johna zastanawiają się, czy tak było w przypadku ich syna. Chłopiec urodził się z wrodzoną wadą serca i w wieku 3,5 miesiąca przeszedł poważną operację, a następnie dostał silne leki zwalczające infekcję. – Przez pierwsze pół roku życia John przebywał w skrajnie odmiennych warunkach niż Sam – zauważa ojciec.

Wkrótce po postawieniu diagnozy rodzice zgłosili synów do badania prowadzonego w Instytucie Kennedy Kriegera w Baltimore. Pobrano próbki krwi i przekazano je także zespołowi naukowców z Johns Hopkins University, którzy badali związek między autyzmem a procesami epigenetycznymi – chemicznymi reakcjami niezwiązanymi z biologią ani wychowaniem. Zdaniem naukowców stanowią one ten „trzeci czynnik” kształtujący ludzki charakter. Rzeczone reakcje wpływają na to, w jaki sposób uwidacznia się nasz kod genetyczny – które geny podlegają wzmocnieniu i osłabieniu, a które są wyłączane w celu budowy kości, mózgu i innych organów.

Wyobraźmy sobie nasze DNA jako ogromną klawiaturę, a geny jako klawisze – każdy reprezentujący inny segment DNA odpowiedzialny za inną nutę, czy też cechę, przy założeniu, że wszystkie klawisze składają się na to, jacy jesteśmy. Otóż procesy epigenetyczne określają, które klawisze i z jaką siłą zostaną wciśnięte, co znacząco wpływa na melodię utworu.

Badania pokazały na przykład, że gdy samica szczura poddana jest działaniu stresu podczas ciąży, może to wywołać epigenetyczne zmiany u płodu, które z kolei mogą prowadzić do zmian behawioralnych w życiu dorosłym gryzonia. Inne zmiany epigenetyczne zdają się występować losowo. Ponadto niektóre procesy epigenetyczne, np. proces transformacji komórek w serce, mózg lub komórki wątroby, są całkowicie normalne.

– Podczas ciąży zachodzi wiele procesów epigenetycznych wspomagających przekształcanie się komórek w wyspecjalizowane tkanki – wyjaśnia Andrew Feinberg z John Hopkins University.

Badanie prowadzone przez Feinberga koncentruje się na konkretnym procesie epigenetycznym zwanym metylowaniem DNA, który powoduje wzmocnienie lub osłabienie wpływu danych genów. Aby lepiej zrozumieć powiązanie tego procesu z autyzmem, Feinberg wykorzystuje skanery i komputery do przeszukiwania próbek DNA autystycznych bliźniąt pod kątem znaczników epigenetycznych, czyli punktów w genomie, w których metylowanie zmienia wzór ekspresji genów.

Celem badania będącego w toku jest ustalenie, czy osoby cierpiące na ciężką postać autyzmu, takie jak John, mają odmienny profil metylowania niż inni. Jeżeli tak się okaże, być może naukowcom uda się odpowiedzieć na pytanie, dlaczego John tak bardzo różni się od brata. Mimo że obaj mieli takie same klawiatury, ich organizmy wygrywały na nich zupełnie inne melodie.

Zdaniem Aturasa Petronisa z Centrum Uzależnień i Zdrowia Psychicznego w Toronto to obiecujące podejście do tematu. Od pewnego czasu badacze wiedzą już, że złożone zaburzenia takie jak autyzm są w znacznym stopniu dziedziczne. Jednak analiza sekwencji DNA nie wyjaśniła, dlaczego bliźnięta jednojajowe, jak Sam i John, różnią się pod względem zachowania. – Po 30 latach badań nad genetyką molekularną potrafimy wytłumaczyć przyczyny powstawania jedynie około 2–3 proc. dziedziczonych skłonności do chorób psychicznych – mówi. Reszta pozostaje tajemnicą. To jeden z powodów, dla którego amerykański Narodowy Instytut Zdrowia stworzył Kompleksowy Program Badań nad Epigenetyką w 2008 r., przekazując 185 mln dolarów na badania przeprowadzone w 40 laboratoriach.

Zarówno Feinberg, jak i Petronis otwarcie przyznają, że badania te są wciąż na bardzo wczesnym etapie zaawansowania. Naukowcy dopiero zaczynają rozumieć związek procesów epigenetycznych ze złożonymi zaburzeniami, takimi jak autyzm. Udało im się już dociec, że niektóre z tych procesów, w odróżnieniu od sekwencji DNA, można modyfikować. Geny zmutowane w wyniku procesu metylowania mogą zostać przywrócone do stanu wyjściowego stosunkowo łatwo. I mimo że nie stanie się to w najbliższej przyszłości, jest nadzieja, że pewnego dnia epigenetyczne błędy będą tak proste do naprawienia jak nienastrojone pianino.

Ołówkiem czy długopisem

Tymczasem na festiwalu Dni Bliźniąt Danielle Reed przed stoiskiem Centrum Monell próbuje namówić bliźnięta na udział w swoim badaniu na temat alkoholu. Idzie jej świetnie, para za parą zapisuje się na testy. Reed, genetyk z wykształcenia, od lat pracuje z bliźniętami.

– Jeśli przyjrzymy się ich parze, oczywiste będzie, jak wiele z ich podobieństwa zapisane jest w genach. W wielu sprawach rodzeństwo jednojajowe jest identyczne i nie podlega modyfikacji. Jednak po bliższym poznaniu wyraźnie widać oczywiste różnice. W moim odczuciu to epigenetyka jest źródłem wielu z nich – mówi Reed. – Jeszcze 50 lat temu przyczyny alkoholizmu czy chorób serca upatrywano w niehigienicznym życiu. Kiedyś schizofrenię u dzieci wyjaśniano brakiem matczynej troski. Badania nad bliźniętami dały nam szerszy obraz tego, z czym człowiek się rodzi, a co jest powodowane doświadczeniem – dodaje.

Wyniki najnowszych prac z dziedziny epigenetyki pozwalają mieć nadzieję, że wiedza pójdzie jeszcze dalej. – Podoba mi się koncepcja, według której Matka Natura pisze niektóre rzeczy ołówkiem, a inne długopisem. Tego co napisane długopisem, nie da się zmienić. Za to ołówek można zmazać. Na tym właśnie polega epigenetyka. Obecnie, kiedy możemy obserwować DNA i widzimy, gdzie zapiski wykonano ołówkiem, przed nauką otwiera się nowy rozdział – kończy Reed.

Dla sześcioletnich bliźniąt Sama i Johna świat jest pełen nadziei. John niedawno zaczął więcej mówić, rozszerzając zasób wypowiedzi poza jednowyrazowe polecenia. – Chcę iść pływać duży basen z mama, tata, Sam, John – wypalił pewnego dnia podczas wyjścia na basen. O rany, zdanie złożone z 10 słów wypowiedziane przez najcichszego z chłopców – pisała ich mama na blogu. Tego lata John bardzo się zmienił i zamiast ciągnąć mnie w różne miejsca, sam mówi mi, co chce robić i gdzie pójść.

A tymczasem Sam pochłania książki o mitologii greckiej i ortopedii, a przyczynkiem do zgłębienia obu tematów jednocześnie było złamanie łokcia. Chłopiec zainspirowany mitem o Ikarze postanowił zeskoczyć z oparcia kanapy w salonie, lądując nie w morzu, lecz na izbie przyjęć.

Każdy z braci bliźniaków próbuje latać na swój własny sposób.

Peter Miller, 2012

1 z 1

shutterstock_99346007