Текст книги "Секреты наследственности человека"

Автор книги: Сергей Афонькин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 26 страниц)

Ответ на стресс

В стабильной среде разница между мужским и женским полом сводится лишь к чисто анатомическим отличиям репродуктивных органов. Иначе говоря, половой диморфизм сведен к минимуму. Однако стоит среде начать меняться, и это опосредованно вызывает расхождение в целом ряде признаков, которые могут иметь приспособительное значение. Вначале начинает меняться мужской пол, опробуя возможные варианты ответа на изменившиеся условия. Затем, после отбора наиболее приемлемых вариантов, за ним начинает подтягиваться более «осторожный» женский пол. Другими словами, любой по-разному выраженный у двух полов признак изменяется во времени от женской его формы к мужской!

Взглянув на половой диморфизм под таким углом зрения, можно четко указать направление эволюционных изменений вида или целой группы. Так, например, у большинства позвоночных самцы крутя нее самок. Это означает, что эволюция этой группы животных идет по пути постепенного увеличения средних размеров тела. Взгляните на график изменения среднего роста людей за последние несколько тысяч лет и вы поймете, почему мужчины в среднем несколько выше женщин. У насекомых ситуация часто обратная – самки меньше самцов. Значит, эволюция этих видов идет по пути уменьшения общих размеров.

Мужской пол является тем «инструментом», с помощью которого вид как бы «ощупывает» окружающие его условия обитания. Любопытный пример, подтверждающий справедливость этого принципа, можно найти среди беспозвоночных, способных размножаться не только половым, но и бесполым способом. В пресных водоемах обитают маленькие, похожие на рачков полупрозрачные существа – коловратки. Они постоянно фильтруют из воды различную мелюзгу – одноклеточные водоросли и инфузорий. Летом коловратки откладывают яйца, которые начинают развиваться без оплодотворения. Такое явление в биологии называют партеногенезом. Оно хорошо изучено и, по сути, является своеобразной формой бесполого размножения. Ясно, что из неоплодотворенных яиц могут развиться только точные генетические копии их мамаш.

Так вот, стоит только относительно стабильным курортным условиям обитания коловраток измениться, и они тут же начинают откладывать яйца, из которых развиваются самцы! Не касаясь сейчас механизма такого удивительного превращения, важно заметить лишь одно – самцы появляются у коловраток в ответ на изменение среды! Вид словно бросает в бой своих разведчиков, чтобы выяснить с их помощью что случилось, и заранее подготовиться к грядущим переменам. У любимых генетиками мух дрозофил, по сути, та же ситуация – в ответ на любые стрессовые воздействия мушки отвечают повышением доли самцов в потомстве. Как им это удается делан, остается пока полной загадкой… Кстати сказать, вооружившись этими знаниями, некий Олег Петрук в тоненькой брошюрке под броским заголовком «Сын или дочь?», изданной в Санкт-Петербурге в 1996 г., совершенно всерьез предлагает будущим папашам, которые мечтают только о сыне, изнурять себя житейскими тяготами, как бы моделируя давление среды, – голодать, недосыпать, испытывать стрессы… Любопытно, многие ли последуют такому совету, учитывая, что доля самцов в потомстве в ответ на неблагоприятные условия увеличивается не вдвое, а всего на несколько процентов?

Прогрессивные уроды

Итак, если среда стабильна, половой диморфизм должен уменьшаться. Вы не замечали, как проявляется действие этого закона в современном обществе? Когда во многом искусственная окружающая среда человека комфортна и не зовет ни на ратные, ни на охотничьи подвиги, яркие половые различия начинают как бы стираться. В результате возникает стиль «унисекс», когда без дополнительных указаний не враз и поймешь, кто перед тобой – юноша-подросток или девушка, все прелести которой легко скрывает пушистый свитер.

Футуристическая, поисковая природа изменений, свойственных мужскому полу, ярко проявляется в характере врожденных патологий. У женского пола эти аномалии носят атавистическую природу, то есть напоминают об уже пройденных этапах эволюции. У мужского же пола они направлены в будущее, то есть, как бы продолжают вектор наметившихся изменений. Например, среди новорожденных с тремя почками вдвое больше девочек, чем мальчиков, и наоборот – среди новорожденных «однопочечников» преобладают мальчики. Такая же картина и в случае аномального числа ребер и позвонков. В полном соответствии с ветхим заветом мальчишки с меньшим их количеством рождаются чаще девчонок. Почему так? Все просто! Эволюция всех хордовых и даже их предков шла по пути уменьшения гомологичных органов. Отголоски этого процесса по-разному демонстрируют два пола. Женский показывает что было, мужской – что будет.

Акушеркам хорошо известно, что девочки с врожденным вывихом бедра рождаются в 5–6 раз чаще, чем мальчики. Объяснить этот факт теперь несложно. Дети с таким отклонением от нормы лучше лазают по деревьям. Не вызывает сомнения, что наши далекие обезьяньи предки были асы лазания. Следовательно, увеличенная подвижность тазобедренного сустава – признак атавистический, и чаще проявляться он должен именно у девочек. У закончивших свой жизненный путь мужчин патологоанатомы на вскрытиях иногда находят дополнительные мышцы, которых нет в медицинских атласа; да и магистральные кровеносные сосуды у них порой располагаются не так, как принято. Это природа опробует на мужчинах новые варианты строения тела, которые могут оказаться более удачными, чем уже сложившийся анатомический канон.

Любопытные факты: средняя продолжительность внутриутробного развития мальчиков больше, чем девочек. Вместе с тем девочки на 2–3 месяца раньше мальчиков начинают ходить, на 4–6 месяцев – говорить, их половое созревание происходит года на два раньше, чем у мальчиков. Теперь объяснить эти расхождения совсем несложно. В эволюции человека как вида продолжительность беременности и послеродового развития новорожденных постоянно увеличивалась, что было необходимо для передачи большего объема навыков в процессе обучения. Эта тенденция ярче выражена у мужского пола, поскольку она эволюционно нова. В будущем же следует ожидать подтягивания девочек по перечисленным показателям к мальчикам, если те, разумеется, к этому времени не возьмут новые рекорды.

Консерваторы и оперативники

Эволюционная теория пола В. А. Геодакяна позволяет, бросив взгляд через призму разнофункциональной двуполости на такие свойства и признаки человека как темперамент, интеллект и творческие способности, наметить их эволюционные изменения. Становится понятным, почему женщинам проще приспособиться к новой и часто дискомфортной ситуации, чем мужчинам, которые пытаются выбраться из нее за счет поиска нетрадиционных решений. Почему мужчины чаще берутся за новые области деятельности и вчерне решают проблемы, а женщины доводят решения и приобретенные навыки до блеска технического совершенства. Хороший пример – такое, клалось бы, характерное только для женщин занятие, как вязание. Сказывается, его изобрели в XIII веке в Италии мужчины, и уж потом женщины переняли от них этот новый навык. Женщины познают мир интуитивно, прислушиваясь к голосу своей и окружающей природы. Мужчины пытаются строить логические схемы, структуры, которые объясняли бы мир с рациональной точки зрения. При этом, как метко заметил Р. Киплинг: «женская догадка иногда значит больше, чем мужская уверенность».

Консервативную и оперативную составляющие в реакциях мужчин и женщин можно проверить и в прямом эксперименте. Австралиец Ландауэр предлагал испытуемым решать несложную задачу: держа палец на центральной кнопке, дождаться нужного условного сигнала, а затем как можно быстрее убрать палец и нажать им на одну из восьми кнопок, окружавших центральную. Вроде все несложно. Однако в результате многочисленных временных замеров выяснилась любопытная закономерность. Оказалось, что женщины лучше справлялись с первой частью задачи, то есть быстрее убирали пале с кнопки, а мужчины быстрее выбирали одну нужную из восьми возможных – то сеть лучше справлялись с «творческой» составляющей задания!

Вооружившись теорией Геодакяна, можно легко объяснить целый ряд любопытных феноменов, связанных с половым диморфизмом. К примеру, опытный графолог может достаточно легко отличить женский почерк от мужского. Каким образом? Очень просто обычно любой мужской почерк содержит больше отклонений нормы, а женский больше похож на классические прописи – он более регулярен, консервативен, правилен. Скаковые жеребцы превосходят кобыл своими спортивными достижениями. Элементарно! Человек вел отбор по этим показателям в течение столетий, следовательно, признак «скакучести» должен сильнее проявляться именно у самцов. Та же ситуация у баранов тонкорунных пород, которые дают шерсти в 1–1,5 раза больше, чем их подруги овцы. У самцов тутового шелкопряда аналогичный случай – их коконы содержат процентов на 20 больше шелка, чем коконы самок. Половой диморфизм – следствие любого отбора по любым признакам! Под давлением отбора признак вначале меняется у самцов, а затем найденным оптимальным значениям подтягиваются самки.

Стоит ли мужчинам гордиться своей авангардной ролью, которую навязала им логика эволюции? Вряд ли. Ведь они не только становятся первыми подводниками и космонавтами, но и чаще оказываются за решеткой исправительных учреждений и в большей мере страдают от новоявленных болезней и пороков века: атеросклероза, рака, шизофрении, СПИДа, наркомании и алкоголизма. Такова плата за риск и поиск. Надо, впрочем, надеяться, что умудренные жизненным опытом эволюционных изменений женщины не будут спешить принимать и закреплять такие приобретения мужчин.

Возможно ли непорочное зачатие?
(кое-что о сомнении и чуде)

В XIX веке мюнхенский зоолог Карл Зибольд открыл явление «непорочного зачатия» у некоторых насекомых. Так размножаются, например, обычные тли. Летом их самки без всяких предварительных контактов с самцами откладывают яйца, из которых благополучно вылупляются самки второго поколения. Те, в свою очередь, снова «беспорочно» дают начало новому поколению самок. За летний сезон таких «неполовых» генераций может быть до десяти. В результате фактически бесполое размножение вредителей идет быстро, буквально лавинообразно! Вот, кстати, почему тли порой так быстро оккупируют полюбившиеся им молодые побеги… Даже одна самка, оказавшаяся в силу случая на подходящем растении, может стать праматерью нескольких поколений насекомых. Времени на поиск брачного партнера и секс тратить не надо!

Зибольд назвал такой «непорочный» тип размножения партеногенезом (греч. parthenos – девственница). Партеногенетическое увеличение численности у тлей может продолжаться вплоть до осени, когда, наконец, в результате укорочения светового дня из некоторых яиц не появляются тли-самцы, которые тут же спешат исполнить свой мужской долг. Кстати, обратите внимание на любопытный факт – в данном случае на определение пола оказывает влияние обычный свет! Самцы спариваются с самками. Оплодотворенные яйца зимуют, и весной из них появляются новые самки тлей.

Прослышав про удивительное открытие Зибольда, его вскоре посетил католический архиепископ, который, несмотря на свой сан, живо интересовался достижениями науки. «Теперь и для девы Марии можно объяснить тот же процесс!», – не скрывал он своего ликования. Зибольд, как истинный ученый, относился к таким смелым предположениям настороженно. Нельзя же, в самом деле, прямо переносить данные, полученные при изучении насекомых на позвоночных, тем более на людей!

Между тем прошло более ста лет, и в 1958 г. сотрудник Зоологического института Армянской академии наук Илья Даревский обнаружил, что все пойманные им на берегу горного озера Севан экземпляры скальных ящериц Lacerta saxicola являются самками. При всем старании самцов этого вида обнаружить не удавалось! Вместе с тем не вызывало сомнений, что ящерицы-самки не очень-то грустили без своих кавалеров. Они откладывали яйца, из которых в срок вылуплялись, опять-таки, одни самки. Этот факт был позже подтвержден в лаборатории, где в террариумах было выращено несколько поколений скальных ящериц, совершенно не ведавших никаких радостей спаривания!

Сначала Даревскому, опубликовавшему свои наблюдения в солидном научном журнале, из профессионалов зоологов мало кто поверил. Слишком уж это было непривычно и беспрецедентно – наземное позвоночное, и вдруг без самцов! Как это так? Может, исследователь что-то там напутал? Вскоре, однако, однополые ящерицы были обнаружены и за океаном. Их открыли на юго-западе США и в северной Мексике зоолог Индианского университета Ш. Минтон и сотрудник Американского Музея Естественной Истории Р. Цвейфель. Обнаруженные ими ящерицы относились к роду бегунов (Cnemidophorus). Этот род включает около 40 видов, из которых 12 представлены только самками! К 1973 г. исследователям удалось подобрать подходящие условия содержания этих удивительных ящериц в неволе, и в результате они получили 7 поколений партеногенетически размножающихся ящериц-бегунов. То есть 7 поколений подряд самки откладывали яйца без всякого участия самцов, и затем из таких неоплодотворенных яиц благополучно вылуплялись ящерки-малыши. Они были точными копиями своих мамаш. Совпадали характер окраски, размер и форма чешуй, и даже разновидности отдельных белков у потомства были точно такие же, как у ящериц-мамаш! Этот пример, кстати, хорошо демонстрирует главное преимущество полового размножения – с его помощью создается биологическое разнообразие.

Американские ученые долго ломали голову, откуда такие однополые ящерицы могли взяться, и как именно у них происходит процесс размножения. Выяснилось, что диплоидные яйца ящериц-бегунов перед тем как пройти редукционное деление (мейоз) удваивают все свои хромосомы. То сеть становятся тетраплоидными. Затем следует мейоз, и число хромосом уменьшается вдвое, то есть яйца снова становятся диплоидными! Из них и развиваются ящерицы-малыши. Без всякого участия ящериц-папаш. По одной из версий, однополые ящерицы возникли в результате межвидового скрещивания различных видов ящериц-бегунов. Напомню, что таких видов много – несколько десятков. Обычно потомки межвидовых браков бесплодны. Вспомните хотя бы мулов – гибридов ослов и лошадей. Они вполне жизнеспособны и работящи, но не дают потомства. Исследователи предполагают, что самцы, родившиеся от межвидовых браков ящериц-бегунов, погибли, не оставив потомства, а часть самок «вывернулась» из этой ситуации. Приступив к партеногенезу. Вполне вероятное объяснение! Выходит, партеногенез у позвоночных все-таки возможен? Да, это факт! Если так, то быть может, он случается, хотя бы изредка, и у млекопитающих?

Различные варианты механизмов партеногенеза биологам хорошо известны. В одних случаях в будущей яйцеклетке не проходит редукционное деление – мейоз. В результате яйцеклетка остается диплоидной – то есть, содержит двойной набор хромосом. Сперматозоиды для ее развития оказываются не нужны. Неоплодотворенная диплоидная яйцеклетка начинает делиться, возникает личинка, зародыш, а потом и молодая особь, которая будет точной копие своей матери. По сути, такой тип партеногенеза можно рассматривать как естественно протекающий в природе процесс клонирования организмов! В других случаях мейоз в будущей яйцеклетке проходит. В результате число хромосом уменьшается вдвое. Однако и тут при партеногенезе дело обходится без оплодотворения! Гаплоидное ядро яйцеклетки (с одиночным набором хромосом) начинает делиться. В результате появляются два ядра, каждое из которых содержит гаплоидный набор хромосом. Затем такие ядра сливаются друг с другом! Диплоидный набор хромосом восстанавливается, и в дальнейшем из такого, опять-таки неоплодотворенного сперматозоидом яйца, развивается впоследствии новая особь. Еще один механизм партеногенеза только что был описан на примере американских ящериц-бегунов.

Партеногенез оказался достаточно распространенным явлением в мире живой природы. Он был обнаружен у многих растений, беспозвоночных и даже позвоночных, за исключением млекопитающих. У обычных медоносных пчел, например, самцы-трутни появляются в конце лета именно благодаря партеногенезу. Если яйцо пчелы, проходя по яйцоводам самки, оплодотворяется сперматозоидами самца, хранящимися в течение всей ее жизни в особом резервуаре, на свет появляется рабочая пчела женского пола. Все ее клетки диплоидны. Если же такое яйцо не оплодотворяется, из него развивается гаплоидный трутень-самец. Стоп! Может, это и есть модель непорочного зачатия, которое упоминается в Библии!?

К сожалению, хромосомное определение пола у перепончатокрылых насекомых происходит не так, как у людей. Как вы уже знаете, особи женского пола у млекопитающих обладают двумя X хромосомами. Генотип самки – XX. Генотип самца – XY. Следовательно, если даже предположить, что созревающая в яичнике женщины яйцеклетка начала развиваться путем партеногенеза, в результате возникнет диплоидная клетка с хромосомами XX. Хромосоме Y просто неоткуда взяться! Значит, в результате такого «непорочного зачатия» (читай – партеногенеза) на свет может появиться только девочка – точная копия своей матери. А Христос, как известно, был мужчиной.

Впрочем, в конце XX века индийский биолог Чандра из Бангалора выдвинул любопытную гипотезу определения пола, которая проливает свет на проблему непорочного зачатия. Согласно взглядам Чандры, развитие зародыша по мужскому пути у млекопитающих и у человека определяется лишь дозой «полового» гена, копии которого присутствуют и в X, и в Y хромосоме. Как вы уже знаете, в «женских» клетках одна из X хромосом инактивируется и превращается в компактное тельце Барра. В результате, в таких клетках работает только одна копия «полового гена», которой оказывается недостаточно, чтобы «запустить» развитие клеток и организма в целом по мужскому сценарию. В клетках с хромосомами XY активны две копии этого гена. Именно поэтому из клеток с таким генотипом развиваются особи мужского пола. Следовательно, если предположить, что в женской яйцеклетке с хромосомами XX произошла дупликация гена, ответственного за половую детерминацию, то есть количество таких генов увеличилось (в принципе, мутации такого рода в хромосомах случаются), то согласно гипотезе Чандры такая яйцеклетка могла дать начало мужской особи! Разумеется, при этом надо еще допустить, что такая мутантная яйцеклетка будет способна к партеногенезу.

Не кажется ли вам, что получается слишком много допущений? Хотя, впрочем, чего не бывает… Вот, например, английские исследователи обнаружили в конце XX века трех девушек, у которых клетки тела имели хромосомный набор XY (синдром Сваера). Вероятность появления таких аномалий очень низка – порядка 1/100000. Предполагается, что в одном из «половых» генов таких девушек произошла мутация, которая сделала этот ген или его белковый продукт неактивными. Почему бы не допустить, что бывают и другие хромосомные или генные мутации, которые могут заставить клетки с двумя «женскими» хромосомами XX развиваться по мужскому пути? Относительно недавно биологи обнаружили такую ситуацию, при которой мужчины обладают двумя женскими половыми хромосомами XX (синдром Ла Шапеля)!

Специалистам известны и другие случаи, когда на свет появляются мальчики с хромосомным набором XX. Вероятность такого рождения, которое ведет к появлению стерильных мужчин, оценивается примерно как 1/10000. Причины возникновения такой ситуации совершенно неясны. Выдвигалась гипотеза, согласно которой изначальный хромосомный набор, возникающий при оплодотворении в таких случаях, был XXY (то есть, при синдроме Клайнфельтера). Затем, на самых первых этапах деления клеток зародыша, хромосома Y терялась, успев, однако, оказать свое влияние на определение пола. К сожалению, это объяснение не выдерживает критики, поскольку известно, что гены Y хромосомы оказывают влияние на половую детерминацию зачатков половых желез у зародыша человека на втором месяце внутриутробного развития. В это время зародыш состоит уже из миллиардов клеток, и все они потерять свою Y хромосому никак не могут. Так что в целом мужчины с двумя XX хромосомами остаются биологической загадкой.

Из этого следует, что данные современной науки о хромосомном определении пола у людей не должны поколебать уверенности верующих людей в возможности всевозможных «чудес». Что же порой бывает, когда неверие закрадывается в их души, ярко демонстрирует следующий курьезный пример. В центре одного из древнейших городов Англии – Йорке – стоит величественный собор. Летом 1984 г. одно из его крыльев было закрыто лесами – шли ремонтные работы. 8 июля один из местных проповедников использовал их как оригинальную кафедру. Стоя прямо на досках, он обратился к своей пастве с необычной проповедью. В ней он, в частности, усомнился в одном из догматов католической церкви и подверг критике возможность непорочного зачатия. На дворе ведь заканчивался XX век, и надо было казаться современным. На следующий день прямо на месте злополучной проповеди случился пожар, в результате которого треснуло и частично расплавилось знаменитое Окно Роз, изображавшее древние символы борьбы за власть Йорков и Ланкастеров. Случайность? Быть может, хотя такие случайности обычно производят на верующих большее впечатление, чем данные современной науки.