Мужская безалаберность в сексе
Продолжаем публикацию цикла «Зачем живые любят друг друга» о загадках размножения и других парадоксах биологии. В этот раз речь пойдет о еще одном отличии женщин от мужчин
Глава тридцать вторая, в которой обосновывается престолонаследие по мужской линии
Теперь, когда мы воспели отдельные детали механизма мейоза, хорошо бы сказать, что и результаты его работы безупречны. Но не тут-то было. Может, у кого-то они и безупречны, а вот у людей все работает из рук вон плохо. При всех этих многочисленных «чекпойнтах», призванных проконтролировать безошибочность рекомбинации и точность расхождения хромосом, притом что яйцеклетки, кажется, отбираются на профпригодность вплоть до момента выхода из фолликула в яичнике, ошибок совершается огромное количество.
Сколько именно? Среди детей, появившихся на свет, каждый 300-й рождается с трисомией (то есть вместо одной из пар хромосом имеет три таких хромосомы). Вроде немного, но надо понимать, что до рождения доживают только трисомики по половым хромосомам, по крохотной 21-й, ну и иногда, совсем уж редко, по 13-й и 18-й. При этом, как было сказано в одной из предыдущих глав, у человека 70% беременностей прерываются еще до того, как они диагностированы, и существенная доля таких выкидышей, похоже, происходит именно из-за лишних или недостающих хромосом, то есть из-за мейоза, пошедшего вкривь и вкось. По некоторым оценкам специалистов, занимающихся ЭКО, доля анеуплоидий (так называются все нарушения в числе хромосом) на момент зачатия доходит до 50%. Вот что об этом говорит уже знакомый читателю генетик Алексей Кондрашов:
«Когда происходит спонтанный аборт, часто это хромосомная аномалия. Я совершенно не понимаю почему. Что, так сложно сделать нормальный мейоз? Что за чепуха! Какая-нибудь рыба данио — у нее 99% оплодотворенных икринок разовьются в малька. Хотя эти икринки лежат в чашке Петри и никто их не защищает. А тут человеческий эмбрион — и вероятность, что ты не сдохнешь, всего 30%».
Если даже Кондрашов этого не понимает, то мы и пытаться не будем, не станем упоминать никакие гипотезы на этот счет, просто пригорюнимся: уж так нам подсуропила эволюция, что именно наш мейоз — как бы красиво он ни выглядел под микроскопом или на молекулярно-биологических схемах — выдает горы брака. Займемся лучше другими вопросами: где и как у нас этот самый мейоз происходит. Любопытно, что ответы на них будут совершенно разными в зависимости от того, идет ли речь о мужчинах или о женщинах.
Что касается женщин, ответ на вопрос «где» звучит на удивление прилично: в животе. Вернее, начинается мейоз даже в двух животах сразу: в едва сформированном «животе» у четырехмесячного плода женского пола, который находится в животе матери. Там происходит кое-что интересное, о чем было вскользь упомянуто в одной из предыдущих глав: мейотический арест. Мейоз начинается в точности, как ему положено: взаимный поиск гомологичных хромосом, затем построение синаптонемного комплекса, генетическая рекомбинация, образование хиазм… и тут всё вдруг останавливается. Будущая яйцеклетка замирает на много лет. Гомологичные хромосомы отца и матери вполне готовы разойтись по разным полюсам, но сделают они это лишь в тот момент, когда у девушки — уже, вероятно, достаточно взрослой — наступит овуляция, причем именно эта яйцеклетка будет в этот день облечена миссией выйти в свет, то есть в яйцевод. Немногие из них дождутся этого дня: в мейоз вступают около двух миллионов клеток, но лишь около пятисот пройдут весь путь до конца.
Когда нашей клетке придет пора выйти в самостоятельное плавание, мейоз возобновится: растворится ядерная мембрана, хромосомы-гомологи разойдутся по разным полюсам клетки, затем начнется второе деление, образуется новое веретено, нити его натянутся, потому что сестринские хроматиды еще склеены в области центромер… и тут все опять остановится. Это второй мейотический арест. Довести мейоз до победного конца яйцеклетка сможет только после того, как в нее проникнет сперматозоид. Это значит, что в нашей родословной по материнской линии нашим предкам никогда (по крайней мере за последнюю сотню миллионов лет) не привелось побыть по-настоящему гаплоидными.
Все эти хитрости вовсе не наше человеческое изобретение. По какой-то причине мейотические аресты бывают у всех животных (а у растений, например, никогда), и генетики отчаянно спорят, в чем смысл этой затеи. Решения пока нет, но есть некоторые разумные аргументы. Начать мейоз как можно раньше, а потом остановить его может быть хорошей идеей, если нужно, чтобы до мейоза клетки прошли как можно меньше делений, потому что при каждом делении могут возникнуть мутации. Далее, первый арест почти всегда наступает в тот момент, когда между гомологичными хромосомами только что образовались хиазмы. Возможно, клетка просто берет тайм-аут, чтобы еще раз проверить, не напортачила ли она с рекомбинацией — мы уже обсуждали, что дело это опасное. Сейчас для этого отличный момент: сестринские хроматиды находятся рядом, и всегда можно исправить ошибку на одной из них, взяв за образец другую. Это лишь одна из гипотез, но, согласитесь, довольно очевидная.
Со вторым арестом все сложнее, потому что у разных существ он наступает в разное время. Мы сейчас говорили о человеке, а вот некоторым беспозвоночным показалось удобнее арестовывать мейоз повторно сразу же, едва он только выйдет из-под первого ареста. Пары гомологичных хромосом у них выстраиваются по экватору клетки, приготовившись разойтись в первом делении мейоза, и тут же замирают в этом положении.
Одна из идей такова: возможно, мейотические аресты нужны для того, чтобы не дать будущей яйцеклетке начать делиться, не дождавшись оплодотворения. Что касается второго ареста, такое объяснение подсказывает сама событийная канва: не случайно же освободить от него яйцеклетку способен только сперматозоид. Нам может показаться странной затея надолго оставлять свои хромосомы в столь неудобном положении — подвешенными на нити веретена по экватору клетки, лишенными прикрытия ядерной мембраной, или, как в первом аресте, с неразрешенными проблемами хиазм. Но это проблема человеческой оптики: мы видим мейоз как некий законченный сюжет, своего рода представление, у которого есть начало и конец, а потом артисты идут в гримерку и переодеваются к следующему спектаклю. Однако клетка не знает названий «митоз» и «мейоз» — для нее все это звенья бесконечной последовательности событий, где после одного шага немедленно предусмотрен следующий.