Дина Эмера – Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма (страница 29)
Глава 6
Трудный путь беременности
Из всех взаимодействий между людьми самые близкие – это взаимоотношения матери и ребенка. И я не о тех моментах, когда новорожденный уютно устроился на сгибе вашей руки или когда малыш считает, что самое идеальное место для него – это ваши колени. Я говорю о еще не родившемся ребенке. Беременная мама делится с развивающимся плодом каждым кусочком пищи, каждым глотком воздуха. Если женщина во время беременности сильно переживает, она передает своему ребенку гормоны стресса. Если женщина употребляет алкоголь и наркотики, она передает плоду и эти вещества тоже. Не знаю, к лучшему это или к худшему, но в течение примерно 40 недель беременности отношения между матерью и плодом самые интимные во всей человеческой жизни.
С точки зрения эволюции такое взаимодействие полезно и для матери, и для ребенка. Защита и питание плода и забота о его здоровье имеет плюсы для обеих сторон: мать передает ребенку свои гены, и ребенок в будущем тоже станет передатчиком своих генов. Эволюция должна была довести это взаимодействие до совершенства. Что действительно удивляет в беременности, так это то, как много вещей могут пойти не по плану. Кому-то везет – беременность проходит гладко и женщина рожает здорового малыша, но для кого-то это может быть очень сложным путем, порой душераздирающим. Путь, на котором могут встретиться бесплодие, постоянно повторяющиеся выкидыши, внематочная беременность (когда плод развивается вне матки), тошнота, гиперемезис гравидарум (чрезмерная тошнота и рвота), анемия, гестационный диабет, высокое кровяное давление, преэклампсия/эклампсия (чрезвычайно высокое кровяное давление), преждевременные роды, послеродовая инфекция или послеродовое кровотечение. С точки зрения эволюции главная цель всего – успешное размножение, поэтому кажется, что естественный отбор не должен был оставить столько проблем.
В этой главе мы постараемся ответить на вопрос, почему у беременности есть уязвимости. Почему этот процесс настолько несовершенный и может дать множество осложнений?
И снова нам нужен эволюционный контекст. Мы обсудим, как развиваются детеныши у различных млекопитающих – от однопроходных, откладывающих яйца, до сумчатых, у которых для этой цели есть специальный мешок, и наиболее успешной группы – плацентарных млекопитающих, которые передают питательные вещества и кислород непосредственно от матери к развивающемуся детенышу посредством сложной плаценты. Мы сравним главных актеров пьесы под названием «беременность» – плаценту плода и материнскую матку, чтобы понять, какие события повлияли на эволюцию беременности у млекопитающих. Это сравнение покажет, что процесс беременности формировался в условиях сотрудничества и конфликта между матерью и плодом. Причем факт сотрудничества здесь понятен, а вот наличие конфликта – нет.
Помните, мы говорили, что конфликт может появиться, поскольку мать и ребенок генетически не идентичны? И гены матери, и гены плода хотят, чтобы плод развился, выжил и дал потомство, но их интересы начинаются расходиться, если эмбрион становится слишком жадным и ставит под угрозу способность матери иметь больше потомства в будущем. Материнские гены реагируют на чрезмерную требовательность плода, ограничивая поступающие ресурсы и балансируя между собственными потребностями и потребностями нынешних и будущих детей. Как раз эти противостояния приводят к осложнениям во время беременности у людей.
Я также раскрою один неожиданный поворот в истории беременности у млекопитающих, который вводит новых конфликтующих действующих лиц. Переговоры между плодом и матерью стали возможны благодаря элементам паразитической ДНК, которые находились в конфликте с нашим геномом на протяжении сотен миллионов лет. Мы разберем, что это за элементы и как мать и плод используют их в своих собственных целях, сотрудничая и разрешая конфликты.
Многие женщины, родившие детей, согласятся, что это непередаваемый опыт. Для меня выращивание другого человека внутри собственного тела было чем-то странным, удивительным, трудным и при этом приносящим необычайное удовлетворение. Пережив четыре полноценные беременности я могу сказать точно: каждая из них уникальна и вызывает разные переживания. Во время второй беременности я прошла фактически через все, большую часть четвертой беременности меня тошнило, а еще три из четырех моих беременностей были длинными, а одна короткой.
Когда я изучала эволюцию беременности и появление детей в животном мире, у меня возникали те же ощущения, как от собственного материнства – причудливые, удивительные, своеобразные. Чтобы получить необходимые знания для понимания процесса человеческой беременности, давайте посмотрим, как разные животные вынашивают своих детенышей и обеспечивают их всем необходимым.
Чтобы позвоночные вышли из воды на сушу, им пришлось развить конечности, это главная тема книги палеонтолога Нила Шубина «Внутренняя рыба» (одна из моих любимых научно-популярных книг). Также им пришлось поменять стратегию воспроизводства. Первые наземные позвоночные были похожи на сегодняшних амфибий (лягушек и саламандр) – они могли перемещаться по суше, но для размножения им нужна была вода. Большинство самок земноводных (и рыб) выделяют икру с желеобразной оболочкой, которая оплодотворяется спермой вне тела. У этих яйцеклеток есть желтки для питания развивающихся детенышей, но у них нет защиты от суровых условий, хищников или высыхания (именно поэтому оплодотворение должно происходить в воде). Самки этих видов должны откладывать сотни или даже тысячи яйцеклеток при каждой овуляции, ведь большинство из них либо не оплодотворяются, либо не завершают развитие, либо не достигают репродуктивной зрелости.
Самые ранние амниоты развили два важных нововведения: амниотическое яйцо и внутреннее оплодотворение. Амниотическое яйцо имеет четыре специализированные оболочки – амнион (окружает эмбрион), желточный мешок (сохраняет желток), аллантоис (для хранения отходов), хорион (заключающий все вышеперечисленное) – и яичную скорлупу. Такое строение яйца позволило амниотам размножаться без воды, поскольку эмбрион защищен от высыхания, а еще это решило ряд других проблем, ведь яйца можно закопать и спрятать. При этом появление яичной скорлупы потребовало развития внутреннего оплодотворения – сперматозоиды не могут проникнуть в яйцеклетку со скорлупой. В четвертой главе я рассказывала, что, чтобы доставить сперму в половые пути женщины, амниоты самцы развили пенис. Покрытие яйца скорлупой у самок происходило уже после оплодотворения (сейчас мы наблюдаем такое у яйцекладущих амниот, например у многих ящериц). Затем самка откладывала яйцо, внутри которого эмбрион развивался до вылупления, защищенный от окружающей среды, с большим желтком для питания и специальным отсеком для отходов.
Амниотические яйца навсегда изменили жизнь на суше, ведь амниоты больше не были привязаны к воде и смогли расселиться по новым местам обитания. Но эмбрионы амниотов все еще были уязвимы, несмотря на скорлупу (яйца амниотов – любимая еда многих хищников, и людей тоже – подумайте об омлете или яичнице, которую вы ели сегодня на завтрак). И некоторые виды предпочли откладыванию оплодотворенных яиц другую стратегию – развитие эмбриона внутри тела и живорождение. Такой переход произошел у разных позвоночных более ста раз, и не только у амниот. Живорождение развилось независимо у многих рыб, амфибий, рептилий (но для полноты картины отмечу, что большинство видов в этих группах все еще откладывают яйца). У ящериц и змей живорождение встречается у видов, проживающих на больших высотах и при низких температурах, так что можно сделать вывод, что переход спровоцировали особые условия среды. Беременность и живорождение также развились у млекопитающих. Независимая повторяющаяся эволюция признака говорит нам о том, что это полезная репродуктивная стратегия. Единственная группа позвоночных, у которой она не развилась, – птицы.
Как откладывание яиц превратилось в живорождение? Однозначного ответа нет. Ведь каждый раз развитие происходило по-своему. У некоторых видов (например, у многих рыб) эмбрион также питается желтком и вылупляется, только прямо в теле матери. У других видов в половых путях матери развились специальные железы, которые активно выделяют питательные вещества, а ребенок поглощает их либо ртом, либо кишками, либо кожей. Еще один вариант – сперва кислород и питательные вещества поглощаются плацентой и уже через нее передаются ребенку (о плаценте поговорим совсем скоро). Наиболее мрачный вид живорождения обнаружен у некоторых видов акул – там дети получают необходимые питательные вещества, поедая своих братьев и сестер в утробе. Эти акулы возвели каннибализм до ужасающего уровня.
Плацента, специальная структура, которая обеспечивает прямую передачу питательных веществ и газов от матери к ребенку, встречается у некоторых рыб, амфибий, рептилий и, конечно, у млекопитающих, включая людей. Нет двух одинаковых плацент, и каждая группа животных придумала свои гениальные методы, как обеспечить детей большим количеством питательных веществ во время беременности. У некоторых рыб плацента развилась из мешка, который окружает желток, у других – из мешка, окружающего сердце эмбриона. Живородящие амниоты сделали свои плаценты из дополнительных мембран амниотических яиц, но, чтобы плацента заработала, им пришлось избавиться от скорлупы либо сделать ее очень тонкой. Многие живородящие рептилии образуют плаценту из двух мембран – хориона и аллантоиса, она начинает работать после того, как яичная скорлупа растворится прямо в утробе. В этих случаях плацента плотно прижимается к тканям материнских половых путей, но не вторгается и не разрушает их. Она просто располагается напротив тканей матки и расширяет поверхность, с помощью которой ребенок может принимать питательные вещества, выделяемые матерью, и обмениваться кислородом и углекислым газом. Но плацента млекопитающих могла бы взять первый приз в конкурсе плацент, ведь она смогла подключиться непосредственно к кровоснабжению матери, чтобы ребенку не пришлось ждать, когда мать захочет выделить ему питание. Может, малыши акул и каннибалы, но некоторые детеныши млекопитающих похожи на кровососущих паразитов. Как так получилось?