Дина Эмера – Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма (страница 45)
Симптомы менопаузы смутили не только Бланш, эта особенность женского организма вызывает всеобщее недоумение с точки зрения эволюции. Мы знаем, что в эволюционной гонке побеждает тот, кто оставит больше копий своих генов в последующих поколениях. Почему тогда самки некоторых видов неожиданно прекращают игру? Ведь мужчины производят сперму до конца своей жизни. Более того, самки большинства видов млекопитающих тоже не выходят из игры до самой смерти (мы еще поговорим о тех норках). Что тогда происходит с женщинами? Обернем вопрос в красивую метафору: если репродуктивная жизнь женщины – это история, почему там такой затянутый эпилог?
В этой главе, посвященной менопаузе и долголетию, я объясню простую причину, почему «проклятье» заканчивается – у нас заканчиваются яйцеклетки. Я расскажу о последствиях этого процесса для остальных частей тела – что происходит с нашими гормонами и физиологией при переходе к менопаузе и после нее. Но главным образом мы сосредоточимся на том, почему у нас заканчиваются яйцеклетки с точки зрения эволюции (ведь у большинства самок других видов это не происходит). Некоторые утверждают, что долгая жизнь после менопаузы возникла благодаря родственному отбору: бабушки в постменопаузе увеличили репродуктивный успех, помогая заботиться о своих внуках. Есть мнение, что менопауза возникла скорее из-за конфликта между старыми и молодыми особями, а не ради сотрудничества. Также считают, что менопауза – это просто следствие того, что люди живут дольше. Или же что причина – во всех вышеперечисленных процессах разом. Дискуссия ведется вокруг двух главных вопросов: как долго жили наши предки и какова была структура их семьи? Очень сложно найти на них ответы, учитывая, как давно это было.
Из предыдущих глав мы знаем, что женщины производят яйцеклетки, точнее, они производят фолликулы яичников, каждый из которых состоит из яйцеклетки и поддерживающих клеток. В отличие от мужчин, которые постоянно производят сперму в течение всей жизни, у женщин определенный набор фолликул формируется еще в утробе. Невозможно проследить историю фолликула, из которого вы родились, он был произведен у вашей матери, когда ваша бабушка была беременна ею. Эта мысль всегда укрепляет мою связь с бабушкой.
После того когда на ранних стадиях развития плода фолликулы в яичниках сформировались (их называют первичными фолликулами), они остаются в спящем состоянии больше десяти лет, до момента, когда они продолжат свое развития и начнут участвовать в овуляции. Но в течение жизни, начиная с роли эмбриона, часть ваших первичных фолликулов постоянно пробуждается. До начала половой зрелости пробудившиеся фолликулы сразу умирают в процессе под названием атрезия, поскольку для завершения развития фолликулам необходимы гормональные сигналы. После достижения половой зрелости часть пробудившихся фолликулов задействуется в дальнейшем развитии во время менструального цикла, но об этом позже. Масштабы гибели фолликулов из-за атрезии поражают. На двадцатой неделе внутриутробной жизни у нас от 6 до 7 миллионов фолликулов. Когда мы рождаемся, это число сокращается примерно до миллиона. В период полового созревания остается около 400 000 фолликулов, а в период менопаузы не остается практически ничего. Мы теряем более 80 процентов яйцеклеток, даже не достигнув половой зрелости (!), и овулируем меньше 500 000 раз между половым созреванием и менопаузой, потому что
Чтобы разобраться в причинах менопаузы у женщин, первым делом надо ответить на вопрос, почему мы вообще используем стратегию накопления яйцеклеток вместо мужской стратегии производства спермы в течение всей жизни. Любая женщина в возрасте от тридцати до сорока, желающая иметь ребенка, задумывалась о несправедливости этой дихотомии. Но создание запаса яйцеклеток – это черта, которая свойственна не только женщинам – самки птиц и млекопитающих тоже так делают. С другой стороны, самки других видов позвоночных – большинство рыб, амфибий и рептилий – непрерывно откладывают яйца на протяжении всей своей жизни, подобно самцам
Как мы обсуждали в предыдущих главах, самки млекопитающих (и птиц) тратят огромное количество времени и энергии на размножение. У самок млекопитающих очень длительная беременность, а выкармливают детенышей они еще дольше. Птицы сперва высиживают яйца, потом заботятся о птенцах. Поскольку инвестиции очень большие, самки разработали систему контроля качества, которая позволяет им направлять ресурсы самому перспективному потомству, что максимизирует их репродуктивный успех. Матка отсеивает некачественные эмбрионы на ранних стадиях беременности. Мой наставник в Йельском университете Стивенс Стернс первым предположил, что атрезия – жесткая выбраковка яйцеклеток – это более ранняя форма контроля качества, так для овуляции отбираются самые лучшие яйцеклетки. Недавние лабораторные эксперименты подтверждают эту гипотезу и описывают, как это работает. Также исследования показали, что женские половые пути отбирают лучшие сперматозоиды, выступая в роли барьера, через который сперма должна пройти, чтобы добраться до яйцеклетки. Ну и вернемся к нашему вопросу: почему мы создаем запас яйцеклеток еще будучи зародышем? Скорее всего, эта стратегия также предназначена для контроля качества. Причина, по которой мужчины могут продолжать вырабатывать сперму даже в старости, заключается в том, что у них есть стволовые клетки спермы, которые продолжают делиться на протяжении всей жизни. Обратной стороной стратегии непрерывного производства является то, что каждый раз, когда клетка делится, возрастает возможность мутации ДНК. Часто мутации приносят вред, и мы знаем, что большинство мутаций попадают в генофонд человека через сперматозоиды, а не яйцеклетки. Для типичного самца млекопитающего, который не участвует в уходе за детьми, цена этих мутаций (потенциально более низкое качество потомства) не перевешивает выгоду от непрерывного производства спермы (больше потомства в целом). Но для самки млекопитающего или птицы, чья репродуктивная стратегия состоит в том, чтобы вкладывать значительные ресурсы в потомство более высокого качества (пускай даже его будет меньше), в создании запаса яйцеклеток есть большой смысл. На планете насчитывается более десяти тысяч видов млекопитающих и птиц, и ни один из них не вернулся к первоначальной стратегии непрерывного производства яйцеклеток[111].
Как и женщины, самки птиц и млекопитающих тоже сперва создают запасы яйцеклеток, а потом истощают их в большей степени в процессе атрезии и частично во время овуляции. Если у вас из-за атрезии истощается количество яйцеклеток, а живете вы достаточно долго, в какое-то время яйцеклетки закончатся. Но эта эволюционная проблема вполне решаема. Количество яйцеклеток в запасе может варьироваться за счет влияния естественного отбора, чтобы репродуктивный период заканчивался примерно в то же время, что и общая продолжительность жизни. Также количество можно контролировать уменьшением скорости истощения яйцеклеток, например за счет пробуждения меньшего количества фолликулов каждый месяц или за счет снижения контроля качества. Исследования показали, что запас яйцеклеток у большинства млекопитающих достаточно большой, чтобы хватило на всю жизнь. Слонихи-долгожители, которые продолжают размножаться после пятидесяти лет, все еще имеют достаточное количество половых клеток, которых им хватит до конца жизни. Финвалы[112] живут и размножаются до девяноста лет! Еще один интересный вид – голый землекоп, слепой, безволосый, подземный африканский грызун, который живет на десятилетия дольше, чем другие грызуны. Голые землекопы эусоциальны, как медоносные пчелы, а королева остается плодовитой даже после тридцати лет. Недавнее исследование показало, что голый землекоп производит запас яйцеклеток на порядок больший, чем у других грызунов аналогичного размера, что подтверждает идею о том, что естественный отбор воздействовал на размер запаса половых клеток у этого вида, гарантируя, что самке его хватит до конца жизни.
Люди выделяются на этом фоне, потому что женщинам яйцеклеток не хватает. Похоже, что в нашем случае естественный отбор не сработал – он не повлиял на увеличение запаса яйцеклеток и/или не снизил скорость их истощения. Но люди тут не одиноки. В отличие от гладких китов, долгожителей с длинным репродуктивным циклом, некоторые виды зубатых китов заметно выделяются (и, возможно, какие-то виды еще просто не исследованы). Косатки, белухи, нарвалы и короткоплавниковые гринды проходят через менопаузу, а потом живут еще несколько десятилетий. У косаток менопауза наступает после сорока лет, а живут одни до 80–90 лет. Получается, что женщины не единственные, кто проходит через менопаузу, а значит, у нас есть основа для разговора об ее эволюционном значении.
У наших ближайших ныне живущих родственников – шимпанзе – менопауза наступает примерно в пятьдесят, но в дикой природе они редко доживают до сорока или пятидесяти лет. Это навело ученых-антропологов на мысль, что менопауза в пятьдесят у женщин вряд ли является адаптивной чертой, а вот долголетие – является. Другими словами, мы унаследовали от предков-обезьян продолжительность репродуктивной жизни, но продолжительность жизни после менопаузы изменилась. Как бы там ни было, история умалчивает, почему эволюция не скорректировала запасы яйцеклеток или скорость их истощения, но одно ясно точно – мы рады, что наша продолжительность жизни больше, чем у родственных обезьян. Но почему так?