Как и, главное, зачем природа разделила обитателей земли на юношей и девушек

Вокруг светаНаука

Неизвестные X и Y

Как и, главное, зачем природа разделила обитателей земли на юношей и девушек, кошечек и котиков, овечек и барашков, мужские и женские кусты облепихи? В поисках ответа на этот вопрос можно случайно набрести на важнейшие законы развития жизни.

Текст Алексей Алексенко

Весенние гендерные праздники 23 февраля и 8 марта несут населению нашей страны много радости: цветочные магазины делают за пару дней месячную выручку, а сержанты запаса получают законный повод рассказать несколько забавных, хоть и слегка затянутых историй времен срочной службы. На фоне всеобщего восторга едва можно различить маленькую радость биологов-популяризаторов: у них наконец-то появляется повод порассуждать о понятии пола – одной из сложнейших проблем биологии.

Разгадать загадку пола, над которой бились крупнейшие биологи мира, мы, конечно, не обещаем – в короткой статье мы и загадать-то ее толком не успеем. Но один вопрос разберем. Как природа решает, кому быть мальчиком, а кому девочкой?

Явление неизвестных

Нетти Стивенс (1861–1912)

В нашем несправедливом мире пока не так уж много важных научных открытий сделано женщинами. Однако по иронии судьбы это как раз те открытия, которые сильно повлияли на будущее научных дисциплин. В теоретической физике Эмми Нётер первой догадалась, как фундаментальные законы природы выводятся из симметрии. А за полтора десятилетия до этого, в 1902 году, генетик Нетти Стивенс поняла, как комбинация хромосом X и Y определяет пол человека и других существ.

Сейчас это проходят в школе, но на всякий случай повторим: у девочек две хромосомы Х, у мальчиков Х и Y. Поэтому мальчики производят половые клетки двух типов, а при слиянии с одинаковыми девочкиными клетками опять получается XX или XY, причем в равных пропорциях.

Этот механизм выглядит таким изящным и законченным, что, казалось бы, его мог изобрести только Вселенский Разум, а уж никак не глупый естественный отбор. Сама Стивенс и ее коллеги понимали всё это так: на X-хромосоме находятся «женские» гены, на Y-хромосоме – «мужские», а когда есть и те и эти, то мужские гены – что казалось логичным на заре прошлого века – пересиливают.

Но стоило генетикам узнать чуть больше, и иллюзия божественного совершенства развеялась, оставив после себя густое недоумение. Оказалось, к примеру, что у многих организмов, в том числе у всемирно знаменитой мушки дрозофилы, на Y-хромосоме нет не то что мужских, а вообще никаких генов: ее пол определяется только числом Х-хромосом. Далее, у птиц и многих рептилий нету никаких хромосом Х и Y, зато есть Z и W, причем две одинаковые хромосомы ZZ бывают как раз у самцов, а не у самок. Некоторые, например крокодилы, вообще обходятся без таких сложностей: у них пол определяется тем, при какой температуре развиваются яйца. А уж у членистоногих в этом вопросе полная неразбериха. У пчел пол определяется числом хромосомных наборов, а два неприметных клопика, Lygaeus и Protenor, отличаются друг от друга в этом вопросе настолько радикально, что дали названия двум механизмам определения пола, встречающимся у самых разных животных.

Если все это придумал Вселенский Разум, он явно страдает склерозом: по всему выходит, что хромосомный механизм определения пола много раз возникал заново на разных ветвях жизни. Иногда при этом случались забавные курьезы.

Казус утконоса

У утконоса столько странностей, что, наверное, можно было бы издавать научно-популярный журнал, целиком посвященный ему (и, возможно, его подруге ехидне). Утиный клюв, ядовитая железа, отсутствие желудка, способность нести яйца… Но половые хромосомы – истинная жемчужина коллекции утконосовых причуд.

Среди всех странностей утконоса не последнее место занимают его половые хромосомы: их не две, а целых десять

У утконоса не одна половая хромосома и не две, а целых десять – пять хромосом Х и пять Y. Нескромно интересоваться, зачем ему столько понадобилось (да это пока никому и не известно), однако один вопрос явно напрашивается: как утконос при этом умудряется рождаться либо мальчиком, либо девочкой, а не каким-либо промежуточным существом?

Дело в том, что важное свойство обычных Х- и Y-хромосом – то, что они совершенно не похожи друг на друга. Во время мейоза похожие хромосомы папы и мамы приникают друг к другу по всей длине и обмениваются участками, обеспечивая перемешивание родительских генов у потомков. Поэтому у голубоглазой блондинки-мамы и черноглазого брюнета-папы могут родиться голубоглазые брюнетки и кареглазые блондины. Но половые хромосомы Х и Y ничего такого при мейозе не делают, а просто расходятся в дочерние клетки в целости и сохранности. Из-за этого, собственно, бывают самцы и самки, но нет никаких промежуточных вариантов.

Если же половых хромосом целых десять, они могут перемешаться между собой самым причудливым образом, давая сотни промежуточных вариантов. Как утконос справляется с этой проблемой?

Над загадкой бились многие, но дальше всех продвинулся Фрэнк Грюцнер из Австралийского национального университета. Как оказалось, половые хромосомы утконоса не перемешиваются как попало именно потому, что они похожи друг на друга, но не целиком, а фрагментами на концах. Благодаря этому во время мейоза, когда обычные хромосомы предаются объятиям по всей длине и рекомбинируют, половые объединяются между собой «паровозиком», конец в конец – у утконоса-самца один «поезд» из Х-хромосом, второй из Y, – а потом расходятся по дочерним клеткам как единое целое.

Последний штрих в картину сексуальных причуд утконоса внесен учеными совсем недавно: оказалось, что утконосовы хромосомы Х и Y не родственны нашим, да и всех остальных млекопитающих, зато сильно похожи на хромосомы Z и W рептилий и птиц.

Если кому-то все это непонятно, ничего удивительного, потому что это сложно. Гораздо сложнее, чем можно было бы устроить, если бы природа постаралась чуть получше. Дело, по-видимому, в том, что природа вовсе не пыталась сделать все идеально. Ей надо было, чтобы утконосы рождались или самцами, или самками и чтобы самцов и самок было поровну. А уж каким способом, простым или сложным, это было достигнуто, ей было безразлично.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ветви одного дерева Ветви одного дерева

Этот герой родился в джунглях, работает в Джакарте и рассказывает о об асматах

Вокруг света
Думай, как Илон Маск: почему мышление ракетостроителя приводит к успеху Думай, как Илон Маск: почему мышление ракетостроителя приводит к успеху

Отрывок из книги Озана Варола «Думай как Илон Маск»

Forbes
Поверх барьеров Поверх барьеров

9 мостов, представляющих культурное наследие человечества

Вокруг света
Платья-кольчуги, модная революция и «Барбарелла»: что нужно знать о дизайнере Пако Рабане Платья-кольчуги, модная революция и «Барбарелла»: что нужно знать о дизайнере Пако Рабане

Пако Рабан — основатель модного футуризма шестидесятых

Esquire
Коперникианская революция: 9 мифов об отце современной астрономии Коперникианская революция: 9 мифов об отце современной астрономии

Что мы знаем о Николае Копернике?

Вокруг света
8 способов развить креативное мышление 8 способов развить креативное мышление

Методы, которые помогут быстрее справляться с решением творческих задач

РБК
Драма 1921 года Драма 1921 года

Страшные подробности царь-голода в Советской России 1921 года

Дилетант
Кругом обман: йогурт не так полезен, как кажется Кругом обман: йогурт не так полезен, как кажется

Рассказываем, стоит ли верить в мифы о пользе йогуртов

Cosmopolitan
Остров сокровищ Остров сокровищ

Алмазные старатели Борнео

Вокруг света
Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита

Химики вырастили монокристалл для очень чувствительного фотоэлемента

N+1
Достучаться до небес Достучаться до небес

Заключенный концлагеря угоняет с их секретной военной базы бомбардировщик

Вокруг света
Будущее в прошлом: почему доклад академиков-экономистов можно считать предостережением бизнесу и гражданам Будущее в прошлом: почему доклад академиков-экономистов можно считать предостережением бизнесу и гражданам

Появился новый рецепт ускорения российской экономики

Forbes
Тайна платка с узором из земляники Тайна платка с узором из земляники

Историю любви и предательства Отелло и Дездемоны не так проста, как кажется

Вокруг света
МДМА помог при алкоголизме МДМА помог при алкоголизме

Психотерапия алкоголизма с использованием МДМА показала эффективность

N+1
Женская сила Женская сила

За художницей Артемизией Джентилески закрепилась слава первой феминистки

Вокруг света
Спектр железа в космических лучах оказался непохож на спектры других тяжелых элементов Спектр железа в космических лучах оказался непохож на спектры других тяжелых элементов

Железо отнесли к одному классу космических лучей с более легкими частицами

N+1
Лекарство матушки Анрио Лекарство матушки Анрио

История и производство абсента

Вокруг света
10 важных принципов, которые должна знать умная женщина 10 важных принципов, которые должна знать умная женщина

Жизнь непредсказуема, но несколько важных женских принципов в ней выделить можно

Cosmopolitan
160 лет почти свободы 160 лет почти свободы

9 заблуждений и фактов о крепостном праве

Вокруг света
Как полюбить зиму вопреки всему и насладиться последним ее месяцем Как полюбить зиму вопреки всему и насладиться последним ее месяцем

Зима — это в том числе и солнечные дни, и красота заснувшей природы, и спорт

Psychologies
Сила слова Сила слова

Некоторым нужно меньше минуты, чтобы прочитать стандартную страницу текста

Вокруг света
Фазовый переход школьного «вещества» Фазовый переход школьного «вещества»

Отечественная школа драматически отстает от потенциала собственного развития

Наука
Шагающий город Шагающий город

Жители Кируны, переезжая, решили взять с собой город

Вокруг света
8 успешных людей, которые не вставали (и не встают) в пять утра 8 успешных людей, которые не вставали (и не встают) в пять утра

Вовсе не обязательно вставать в рань, чтобы зарабатывать миллионы

GQ
Эвакуация детей из Испании в СССР Эвакуация детей из Испании в СССР

С Пиренейского полуострова увезли тысячи детей для спасения от гражданской войны

Дилетант
Астрономы определили орбиту самого далекого объекта Солнечной системы Астрономы определили орбиту самого далекого объекта Солнечной системы

Астрономы: сверхдалекий объект Солнечной системы имеет вытянутую орбиту

National Geographic
Подлинная история д’Артаньяна Подлинная история д’Артаньяна

Жизнь д’Артаньяна точно нельзя назвать скучной

Дилетант
10 изречений Энцо Феррари о жизни, любви и смерти в день его рождения 10 изречений Энцо Феррари о жизни, любви и смерти в день его рождения

Лучшие цитаты Энцо Феррари о любви, успехе, автомобилях, победе и жизни

Maxim
Правила пора менять Правила пора менять

Люди плохо понимают, как устроены язык и орфография

Наука
Пределы риска: почему регуляторы ограничивают массовых инвесторов Пределы риска: почему регуляторы ограничивают массовых инвесторов

Олег Шибанов предостерегает российских инвесторов от риска

Forbes
Открыть в приложении