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

Часы войны Часы войны

Именно войнам мы обязаны появлением наручных часов

Вокруг света
«Как составить планы на жизнь?»: метод основателя сервиса такси Gett Дэвида Вайсера «Как составить планы на жизнь?»: метод основателя сервиса такси Gett Дэвида Вайсера

Как составлять личные планы на много лет вперед

VC.RU
Ладан для народа Ладан для народа

Благовония как национальное достояние Йемена

Вокруг света
Внутренний покой: 8 черт людей, которые его обрели Внутренний покой: 8 черт людей, которые его обрели

Как живут люди, которые научились жить в мире с собой и с окружающими

Psychologies
Форменное благочестие Форменное благочестие

Простое печенье маамуль издавна объединяет неспокойный мир Ближнего Востока

Вокруг света
Больше, больше объема! Откуда пришел модный оверсайз и зачем он нужен Больше, больше объема! Откуда пришел модный оверсайз и зачем он нужен

Почему оверсайз вошел в моду и задержался там на несколько десятилетий

Cosmopolitan
Познание тьмы Познание тьмы

Как люди убедились, что черные дыры реальны

Вокруг света
Бойцы академического фронта Бойцы академического фронта

Деятели советской науки готовились к будущей войне с конца тридцатых годов

Наука
Поверх барьеров Поверх барьеров

9 мостов, представляющих культурное наследие человечества

Вокруг света
Маяк, из-за которого произошло 23 кораблекрушения Маяк, из-за которого произошло 23 кораблекрушения

Вспоминай его каждый раз, когда тебе говорят, что ты плохо делаешь свою работу.

Maxim
Пока огонь горит Пока огонь горит

Африка — колыбель человечества, а ЮАР — многонациональная и разнородная страны

Вокруг света
Романтичные поступки, от которых не тошнит: 12 свежих идей для ценителей искренности Романтичные поступки, от которых не тошнит: 12 свежих идей для ценителей искренности

Идеи для тех, кто хочет сделать 14 февраля запоминающимся

Playboy
Ретабло – древнейшее из искусств Ретабло – древнейшее из искусств

Ретабло – картины, которые жертвуют церквям в благодарность о помощи святых

Вокруг света
Александр Колесов Александр Колесов

В феврале 2021 года у главного синоптика Петербурга важная годовщина

Собака.ru
Славный счет потерь Славный счет потерь

От чего избавились животные в ходе эволюции

Вокруг света
Марс окружен роботами: почему ОАЭ, Китай и США почти одновременно решили послать свои аппараты к Марсу и куда смотрит Россия? Марс окружен роботами: почему ОАЭ, Китай и США почти одновременно решили послать свои аппараты к Марсу и куда смотрит Россия?

Откуда такое внимание к Марсу? В чем уникальность миссий и куда смотрит Россия?

Esquire
Навигатор Навигатор

Для странствий духа тоже нужна карта, считали сибирские шаманы

Вокруг света
Космические нейтрино рождаются квазарами Космические нейтрино рождаются квазарами

Нейтрино рождаются вблизи черных дыр в далеких активных галактиках

Популярная механика
За черным пнем За черным пнем

Как живут люди и овцы в австралийской пустоши

Вокруг света
Странные железяки и стеклянные шарики: чем на самом деле были непонятные штуки, которые в детстве валялись в каждом дворе Странные железяки и стеклянные шарики: чем на самом деле были непонятные штуки, которые в детстве валялись в каждом дворе

У полезных для детских игр находок было совсем не детское применение

Maxim
Остров сокровищ Остров сокровищ

Алмазные старатели Борнео

Вокруг света
Читаем в феврале: 5 книжных новинок для любителей хорошей литературы Читаем в феврале: 5 книжных новинок для любителей хорошей литературы

Салли Руни, Алексей Поляринов и другие книжные новинки в этой подборке

Psychologies
160 лет почти свободы 160 лет почти свободы

9 заблуждений и фактов о крепостном праве

Вокруг света
4 показателя фитнес-браслетов, на которые действительно стоит обращать внимание (их назвали тренеры) 4 показателя фитнес-браслетов, на которые действительно стоит обращать внимание (их назвали тренеры)

Наиболее важные метрики фитнес-браслетов

Playboy
Люди идут по свету? Люди идут по свету?

Свобода передвижения: так ли уж человечество добивалось этой привилегии?

Вокруг света
Клиенты, сервисы, безопасность: опыт ВТБ в преодолении последствий пандемии Клиенты, сервисы, безопасность: опыт ВТБ в преодолении последствий пандемии

Для банковского рынка и его клиентов 2020 год оказался неплохим

Forbes
Чей в море мех? Чей в море мех?

История о том, как люди договорились не истреблять морских котиков

Вокруг света
Вышел сериал Вышел сериал

"Кларисса" — сериальное продолжение легендарного "Молчания ягнят"

Esquire
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
Корпорации узнали о менопаузе: как меняется аудитория фемтех-стартапов Корпорации узнали о менопаузе: как меняется аудитория фемтех-стартапов

Сфера фемтех-стартапов за последние два года существенно выросла

Forbes
Открыть в приложении