Дина Эмера – Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма (страница 9)
Такая консервативность млекопитающих – подарок биологам, интересующимся эволюцией половых хромосом, поскольку позволяет проследить историю Х- и Y-хромосом в этой конкретной группе. Сравнивая половые хромосомы всех трех основных подгрупп млекопитающих – однопроходные яйцекладущие (утконос), сумчатые (кенгуру) и плацентарные млекопитающие (большинство млекопитающих)[31] – мы знаем, что наши X и Y произошли от пары хромосом, принадлежавших предку всех плацентарных и сумчатых млекопитающих. Третья и самая ранняя ветвящаяся группа – однопроходные, откладывающие яйца, обладает сложным механизмом определения пола, включающим десять половых хромосом. Вначале наши собственные X и Y были идентичны (как и наши двадцать две пары неполовых хромосом). Но под воздействием ряда событий они стали тем, чем являются сегодня.
Во-первых, Х- и Y-хромосомы появились на свет вместе с геном-переключателем. Напомню, что этот ген называется
Во-вторых, Y-хромосома начала собирать гены, специфичные для мужчин. Рядом с человеческим геном SRY расположены гены, которые играют роль в производстве спермы. В ходе эволюции половых хромосом, не только у млекопитающих, но и в любой группе, имеющей половые хромосомы, часто происходит так, что дополнительные гены начинают путешествовать автостопом вместе с главным геном-переключателем. Эти гены либо взяты из других хромосом, либо мутировали в X-хромосоме и отделились в пользу самцов точно так же, как когда-то мутировал главный переключатель.
Затем, когда эти полезные для самцов гены начали накапливаться возле главного переключателя, прекратилось ключевое событие мейоза – рекомбинация. Ранее я упоминала, что мейотическая рекомбинация – смешение кусочков хромосом, унаследованных от родителей, во что-то новое – одно из преимуществ полового размножения. Но поскольку гены на Y-хромосоме начали подхватывать другие гены, специфичные для мужчин, рекомбинация в области их соединения прекратилась – хромосомы X и Y не могли правильно спариться во время мейоза.
Затем Y-хромосома начала уменьшаться. Х-хромосома человека содержит около тысячи генов, а короткая Y-хромосома – всего лишь десятки. Это может вас удивить, ведь мы только что обсуждали, что Y-хромосома добавила в себя гены, специфичные для мужчин. Так как же она стала такой маленькой? Одним из многих преимуществ рекомбинации является то, что она помогает устранить вредные мутации, которые постоянно возникают в наших геномах. Х-хромосома оставалась здоровой, поскольку у женщин она продолжала образовывать пары и рекомбинировать, но у мужчин некоторые участки Y без рекомбинации были повреждены, не подлежали восстановлению и были потеряны. Судя по всему, Y-хромосома не может одновременно и добавить гены, специфичные для мужчин, и сохранить гены из Х-хромосомы.
У людей все еще существуют небольшие участки X и Y, которые могут объединяться в пары во время мейоза и обмениваться битами. Но наша история половых хромосом в целом отличается от истории других млекопитающих. Некоторые млекопитающие потеряли часть своей Y-хромосомы, а некоторые потеряли ее целиком. Например, слепушонки и японские колючие крысы. У этих видов все еще есть самцы, так что у них какой-то другой способ определения пола. Как они это сделали – непонятно, но это один из редких примеров смены половых хромосом у млекопитающих.
Подобные истории с уменьшением Y-хромосомы навели некоторых на мысль, что Y-хромосома человека может полностью исчезнуть. В конце концов, она уже исчезла у колючих крыс и слепушонок. Но пока подавляющее большинство млекопитающих не утратили свой Y, и исследования показали, что скорость дегенерации Y-хромосомы у приматов значительно замедлилась. Так что пока мужской пол вне опасности, и потеря человеческого Y является маловероятной. Но материал для научно-фантастического романа отличный.
На этой волне давайте вернемся к половым хромосомам моего четвертого ребенка. С огромной радостью я родила дочь. Но, возможно, подожди я еще немного (скажем, от 4 до 10 миллионов лет), у меня не было бы никаких шансов родить ребенка с XY!
Глава 2
Обнажая историю вашей груди
Будучи аспирантом Нью-Йоркского университета, в самом начале своего естественнонаучного пути, я обучалась в остеологической лаборатории. Остеология – наука, необходимая довольно малому числу людей, чья профессия связана с определением костей, например палеонтологам, которые отправляются в экспедиции по поиску окаменелостей в такие места, как Кения и Индонезия, и судебно-медицинским экспертам, которые идентифицируют человеческие останки на местах преступлений. Часами я изучала выступы и неровности на костях и зубах человеческого тела, которых у нас более двухсот. На экзаменах нам давали осколки или небольшие кусочки костей и просили определить, к какой именно части человеческого скелета они относятся. Для неопытного глаза все кусочки выглядят абсолютно одинаково. Наш хитрый преподаватель добавлял в набор нечеловеческие кости, чтобы удостовериться, что мы проверяем тщательно. Если было возможно, мы также должны были определить, кому эти кости принадлежат – подростку или долгожителю, здоровому или больному, женщине или мужчине?
Вскоре после окончания курса в лаборатории, я решила, что гены как инструмент изучения биологического прошлого интересны мне больше, чем кости, и вскоре забыла большую часть тайных знаний, полученных за семестр. Но один нюанс я помню до сих пор – скелет юных мужчин и женщин выглядит абсолютно одинаково – их невозможно различить. И в жизни так же, довольно сложно отличить мальчика от девочки без внешней атрибутики до начала их полового созревания. Мне прокололи уши в раннем детстве, чтобы все понимали, что у мамы близнецы мальчик и девочка, а не два мальчика. Мою собственную дочь – с двумя X-хромосомами, с яичниками и полным набором яйцеклеток, которые ей доступны в жизни (на эту тему мы еще поговорим) – в возрасте двух лет в одежде принимали за мальчика. Признаюсь, долгое время я одевала ее в поношенную одежду старших братьев, что точно не прокатит теперь, когда ей четыре… ладно, шутки в сторону, главный посыл в том, что физические признаки, ассоциирующиеся с полом, не проявляются у нас до периода полового созревания (за исключением внешних гениталий, с которыми мы рождаемся).
Половая зрелость – время важнейших изменений в теле. У женских особей созревание яичников и сопутствующие гормональные изменения приводят к формированию груди, накоплению жира в области бедер, росту волос на лобке и подмышках и началу менструального цикла. Палеонтологи и судмедэксперты прекрасно знают, что в этот же период у женщин заметно расширяется таз, ведь это необходимо ей для деторождения, а еще позволяет счастливому палеонтологу определить, что перед ним останки «Люси», а не «Люциуса».
Беременность и рождение детей мы обсудим позже, а пока остановимся на особенностях женской груди. Рассматривая основные гормональные и физические изменения в период половой зрелости и уделяя особое внимание развитию груди, я постараюсь ответить на два интересных эволюционных вопроса. Во-первых, почему грудь вообще появилась (ответ не такой очевидный, как кажется)? И во-вторых, почему грудь стала постоянным признаком женщин у нашего вида? У других видов млекопитающих, включая наших ближайших родственников среди приматов, грудь у самок становится видимой во время беременности и кормления, а в остальное время исчезает[32]. У людей женские особи имеют грудь всю свою жизнь после полового созревания, и неважно, будут они пользоваться ей для кормления ребенка или нет.
В предыдущей главе мы обсуждали развитие женщины в утробе матери – формирование яичников, а затем других репродуктивных органов и гениталий в ответ на выработку эстрогена. Ткани молочных желез закладываются в то же время, и их пренатальное развитие проходит у мужских и женских особей совершенно одинаково. Примерно через месяц после зачатия у эмбриона на брюшной стороне образуются два гребня – млечные линии, которые проходят от подмышек до паховой области. Вдоль этих линий у эмбриона формируются млечные бугорки. Количество бугорков разное у разных видов и зависит от максимально возможной величины помета. Например, у мышей их десять (по опыту работы с лабораторными мышами я знаю, что у них в помете обычно шесть-десять детенышей), а у людей только два. В процессе формирования бугорков ненужные участки млечных линий исчезают. Иногда у людей появляются лишние соски. Наверняка вы видели пляжные фотографии самоуверенного актера Марка Уолберга или, если вы фанат сериала «Друзья»[33], знаете о «бугорке» Чендлера[34]. Это редкий случай, когда ненужный отрезок млечной линии не исчезает полностью, поэтому формируется дополнительный сосок. В оставшийся период внутриутробного развития под каждым бугорком закладывается основа молочной железы – жировые клетки, зачаток железы, которая будет производить молоко, протоки, по которым молоко будет передвигаться, и сосок. Новорожденные обоих полов совершенно точно могут производить молоко, и 5 процентов из них это делают! Такое молоко назвали «ведьминым» из-за сказаний XVII века, в которых описывалось, как ведьмы крали молоко у младенцев для своих магических целей. Но как только материнские гормоны полностью покидают организм новорожденного, «ведьмино молоко» пропадает и развитие грудных желез останавливается до полового созревания.