Сергей Афонькин - Секреты наследственности человека
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.
