Гены сексуальности

Сразу надо оговориться — речь пойдет не о наследственных задатках, от которых зависит страстность сексуального поведения, а о генах, которые определяют развитие человеческого зародыша в существо мужского или женского пола. Не надо забывать, что немного интригующее слово «секс» в переводе с латыни означает вполне нейтральный в русском языке термин «пол». Латинский глагол scculare переводится при этом как «разделять», чем подчеркивается, что два пола являются как бы независимо существующими отдельностями. Русское же слово «пол» явно намекает на половинку, которой многим людям так недостает для счастья. Впрочем, это лини, замечание по ходу дела. Давайте лучше поговорим о механизмах определения пола на хромосомном и на генетическом уровнях.

До начала XX века у людей были самые смутные представления о том, каким образом определяется пол будущего ребенка. Например, древние греки верили, что девочка рождается при оплодотворении женщины семенной жидкостью из левого яичка мужчины, а мальчики появляются на свет в результате оплодотворения этой жидкостью из правого яичка. Понять логику их рассуждений несложно: правый — правильный — сильный — мужской… Бытовало мнение, что если во время соития женщина лежит на правом боку, она должна зачать мальчика, а если на левом — девочку. Аристотель совершенно всерьез считал, что овца зачинает плод мужского пола, если стоит головой к северу, и женского, если к югу. Долгое время врачи древности полагали, что в женской матке существует три камеры. Одна для мальчиков, другая для девочек, а третья, непарная, для гермафродитов. Развеять эту морфологическую несуразицу удалось только в эпоху Возрождения универсальному Леонардо да Винчи и великому анатому Андреасу Везалию.

В далеком от нас 1672 г. нидерландский анатом и физиолог Репье де Грааф впервые увидел фолликулы млекопитающих в их яичниках. Он работал с забитыми коровами и свиньями. Чтобы извлеченные из них яичники было легче резать, он варил эти репродуктивные органы в кипятке. Также, кстати, поступал и великий Леонардо да Винчи с глазными яблоками человеческих трупов, когда изучал анатомию органов зрения. Повышенная температура вызывала денатурацию белков, в результате чего фолликулы становились белыми шариками. Такой же процесс происходит при варке куриных яиц. Неудивительно, что де Грааф считал обнаруженные им фолликулы именно яйцами животных. Теперь-то мы знаем, что фолликул яичника — это своеобразная камера, стенки которой образованы особыми вспомогательными клетками. Внутри этой камеры и происходит созревание будущей яйцеклетки, которая гораздо меньше самого фолликула. Основываясь на своих наблюдениях и опытах, Грааф опубликовал работу «О женских органах, служащих делу размножения», в которой впервые описал структуру яичника. Впоследствии полость, в которой развивается яйцеклетка, была названа «граафовым пузырьком».

Примерно в это же время самоучка, потомственный пивовар и бизнесмен из Голландии Антоний ван Левенгук с помощью собственноручно сконструированного микроскопа исследует человеческую сперму. В ней он обнаружил крошечных подвижных «существ», которых считал маленькими, невидимыми глазом «зверушками». Его наблюдения нанесли серьезный удар по распространенному в то время учению о возможности самозарождения жизни. Однако Левенгук ошибочно считал, что спермий — это уже готовый зародыш, только очень маленький. Яйцеклетка нужна ему для развития лишь как емкость, содержащая питательные вещества. Не будем осуждать старика за отсутствие проницательности в этом вопросе. Для развития биологических представлений о механизмах оплодотворения он и так сделал немало.

По-настоящему разобраться с яйцеклетками млекопитающих удалось лишь два века спустя великому Карлу фон Бэру, немцу по происхождению и, кстати, нашему соотечественнику. Он пытался ответить на простой, вроде бы, вопрос — с чего начинается самое раннее развитие зародышей животных и человека? Где истоки процесса, который приводит к появлению на свет новорожденною существа? Многочисленные опыты и наблюдения убеждали его, что начальной точкой такого развития всегда является одна-единственная клетка женского организма! 1 мая 1872 г. Бэр провозгласил на латыни (тогда так было принято) великий биологический закон: «Omne vivum ex ovo» — «Каждый зародыш из яйца». При этом он имел в виду не яйцо, а именно яйцеклетку, просто на латыни для нее не было более адекватного термина. Бэру повезло — его выдающиеся научные заслуги были признаны еще при ею жизни. Российская Академия Наук выбила в его честь медаль с латинской надписью: «Orsus ab ovo hominem homini ostendit» — «Начавши с яйца, он показал человеку его самого».

Наблюдения и открытия Бэра были верны, хотя информация только о внешнем строении яйцеклетки и сперматозоидов млекопитающих никак не помогала раскрыть загадку определения пола зародышей у человека. Внешне все яйцеклетки были одинаковы, также как и все стремящиеся к ним спермии. Для того чтобы ответить на вопрос, чем именно определяется развитие зародышей по женскому или мужскому пути, исследователям пришлось пройти долгий путь, полный удивительных открытий. В частности, они обнаружили в ядрах делящихся клеток компактные тела — хромосомы, и выяснили, что именно они являются хранилищами наследственных задатков.

В самом начале второй половины XX века ученым удалось доказать, что все 46 хромосом человека можно разбить на две группы. Большую из них составляют парные соматические хромосомы (греч. soma — тело), не имеющие никакого отношения к определению пола. Во вторую группу входит всего одна пара половых хромосом. Последние немного отличаются по внешнему виду друг от друга. Поэтому несколько условно их стали называть X хромосомой и Y хромосомой. Клетки особей женского пола у млекопитающих и человека имеют две X хромосомы, то есть обладают генотипом XX. «Мужские» клетки имеют генотип XY.

При образовании половых клеток в процессе редукционного деления (мейоза) число хромосом уменьшается вдвое. В результате каждая будущая яйцеклетка несет по одной половой X хромосоме. В этом плане все яйцеклетки одинаковы. Напротив, сперматозоиды разделяются на две группы. Одни из них содержат X хромосому, а другие — Y хромосому. Пол будущего зародыша и новорожденного определяется тем, сперматозоид какого типа успеет первым достичь яйцеклетки и оплодотворить ее. Если это будет сперматозоид с X хромосомой, на свет появится особь женского пола. Клетки ее тела будут обладать хромосомным набором XX. Если самым шустрым и удачливым окажется сперматозоид с Y хромосомой, оплодотворенная яйцеклетка будет обладать хромосомным набором XY. В будущем из нее разовьется мужская особь.

Описанный механизм определения пола у млекопитающих и человека представляется очень простым, его обычно без проблем усваивают ученики в старших классах школы на уроках генетики. Однако это простота обманчива. В самом деле, представьте себе оплодотворенную яйцеклетку человека с хромосомами XY. Ну и что? Какие процессы должны происходить потом для того, чтобы акушерка через девять месяцев радостно могла сообщить благополучно родившей маме: «У вас мальчик»? Другими словами, как X и Y хромосомы влияют на будущий пол ребенка? Существуют ли отдельные «гены сексуальности», действие которых этот пол определяет? Быть может, это гены, кодирующие мужские и женские половые гормоны тестостерон и эстрадиол? Вряд ли. Во-первых, эти гормоны — вовсе не белки, а это значит, что их структура в ДНК напрямую закодированной быть не может. Во-вторых, хорошо известно, что и мужские и женские половые гормоны одновременно есть и у мужчин, и у женщин. Дело только во взаимном соотношении концентраций этих биологически активных веществ. В общем, как видите, вопрос с определением пола не так прост, каким он может показаться на первый взгляд. Давайте попробуем разобраться в этой запутанной истории и проследим, как развивается зародыш человека и что происходит при этом с его половыми клетками, половыми железами и органами.

Благополучно оплодотворенная яйцеклетка приступает к делению. В результате, вскоре образуется небольшой шарик из клеток, судьба которых уже определена и совершенно различна. Часть из них вскоре образует собственно будущий зародыш, а часть превращается в его окружение — трофобласт (от греч. trophe — питание). Клеточный комочек будущего младенца оказывается заключенным внутри капсулы трофобласта, словно растительный зародыш внутри скорлупы желудя или каштана. Тонкая клеточная стенка трофобласта почти буквально «вплавляется» в стенку матки, образуя с ней плотное сцепление. В дальнейшем именно в этом месте формируется достаточно сложное образование — плацента — своеобразный КПП на пути питательных веществ, поступающих из тела матери в тело плода.

Через 24 дня после оплодотворения у человеческого зародыша уже можно выделить несколько десятков (обычно 30–50) стволовых половых клеток. То есть клеток, при делении которых в будущем образуются все половые клетки взрослого организма. У кролика таких стволовых клеток еще меньше — всего 6–8. К слову сказать, существуют организмы, например некоторые крошечные круглые черви нематоды, развитие которых биологи изучили досконально.

В такой ситуации можно уверенно ткнуть пальцем в одну-единственную клетку и сказать: «Вот из нее позже получатся все половые клетки червя». Можно ли быть столь уверенным в случае с человеком — неясно. Однако, скорее всего, такая единственная половая клетка-прародительница все же существует. Просто найти ее нелегко.

Судьба стволовых половых клеток человека будет различна в зависимости от пола новорожденного, но об этом чуть позже. Пока же, на ранних стадиях развития, разницы между будущими яйцеклетками или сперматозоидам заметить не удается. Более того, эти будущие половые клетки находятся у зародыша совсем в неподходящем месте, и им еще только предстоит оказаться там, где надо, то есть в будущих половых железах. Именно в будущих, поскольку пока их и железами-то назвать неудобно. В это время они представляют собой так называемые половые складки — группы клеток, из которых, опять-таки потом, разовьются семенники или яичники. Однако судьба этих складок уже предрешена, и они уверенно выделяют аттрактивные (лат. attractio — привлечение) вещества, привлекающие к себе по градиенту концентрации стволовые половые клетки. Последние же буквально заползают в места своей будущей постоянной прописки, активно «колонизируя» половые сладки. Кстати, образный термин «колонизация» в данном случае официально принят в медицинской и эмбриологической литературе!

До второго месяца эмбрионального развития зачатки половых желез с находящимися внутри стволовыми половыми клетками и у будущих мальчиков, и у будущих девочек выглядят одинаково. Различия начинают проявляться чуть позже. В это время у человеческого эмбриона существует две пары зачатков будущих внутренних половых органов — так называемые вольфовы и мюллеровы каналы, названные так по фамилиям биологов, которые впервые описали эти образования. У рыб парные вольфовы протоки являются мочеточниками, по ним удаляются продукты обмена веществ. У более высокоорганизованных существ, вроде рептилий, птиц и млекопитающих, вольфовы протоки превращаются в семяпроводы. Мюллеровы каналы исторически также связаны с выделительной системой древних позвоночных. У млекопитающих они превращаются в половые протоки женской выделительной системы, в частности, в яйцоводы и в зачаток матки.

Эта древняя связь выделительной системы с органами размножения доставила человеку немало психологических проблем, поскольку сексуальная активность невольно ассоциировалась в головах некоторых людей с чем-то постыдным, запретным и подлежащим публичному осуждению. Только представьте себе, как иначе складывалась бы вся сексуальная культура поведения человека, будь органы размножения его далеких предков связаны не с органами выделения, а, к примеру, с органами слуха или зрения. Из них ведь тоже выделяется секрет определенных желез. Почему бы не совместить эти выделения с отторжением половых клеток? Как, любопытно, выглядел бы половой акт с участием наших глаз — этих «зеркал души»? Впрочем, пусть эту любопытную тему развивают фантасты вроде Станислава Лема. Вернемся к нашим железам.

К концу второго месяца развития будущие семенники начинают выделять два гормона — уже упоминавшийся тестостерон и так называемый антимюллеровский гормон. Тестостерон стимулирует образование из вольфовых протоков семенников. Антимюллеровский гормон, в свою очередь, угнетает развитие мюллеровых каналов. В результате внутреннее и внешнее развитие зародыша начинает идти по мужскому пути. У будущих девочек антимюллеровский гормон не выделяется, поэтому их развитие идет по женскому пути. Из мюллеровых каналов у них развиваются внутренние женские органы размножения. Не правда ли, создается впечатление, что для развития по мужскому пути требуются некоторые усилия, а по женской линии оно идет как бы само собой. Не случайно в опытах над животными было показано, что если лишить эмбрион будущего семенника, то независимо от своей мужской хромосомной конституции он развивается в самку! Не означает ли это, что женский пол с его детородной функцией является наиболее эволюционно древним и, так сказать, основополагающим? Особи мужского пола, не способные к вынашиванию и рождению потомства, являются лишь необходимым довеском к женским организмам?

Из описанной выше ситуации с каналами и зачатками половых желез видно, что развитие мужской и женской половой системы человека до определенного момента идет как бы по общей колее. Такое совпадение путей развития остается явно заметшим и в строении внешних половых органов человека. Благодаря большей открытости при обсуждении сексуальных тем в нашем обществе даже для школьников, кажется, уже не секрет, что женский клитор и головка мужского полового члена развиваются из одного зачатка и функционально очень схожи между собой. Мужская мошонка возникает благодаря сращению кожных складок, из которых у женщин развиваются половые губы. Об этом свидетельствует едва заметный срединный шов, идущий по ее внешней поверхности. Кстати, явно бесполезные мужские соски — тоже указание на определенную общность развития представителей обоих полов. Если внимательно проштудировать солидные анатомические атласы, можно выяснить, что у мужчин имеется зачаточная матка — небольшая двурогая полость, открывающаяся в мочеполовой канал. Выходит, не так уж неправы были авторы сценария фильма «Джуниор», в котором по ходу дела ученый-мужчина (его играет А. Шварценеггер) рождает младенца, предварительно имплантированного ему в брюшную полость в виде оплодотворенной яйцеклетки. Может, эту зачаточную матку можно простимулировать гормонами к развитию? С этой точки зрения, мужчины и женщины — не половинки единого целого, а скорее от универсального гермафродитного существа.

Еще в эмбрионе созревающие в женских половых железах яйцеклетки приступают к редукционному делению — мейозу. По сравнению со сперматозоидами, таких потенциальных клеток-прародительниц следующего поколения оказывается совсем немного — несколько десятков тысяч. Более того, из этих претенденток лишь несколько сотен превратятся позже в зрелые яйцеклетки яичника. Остальные по неизвестным причинам будут отметены и дегенерируют. Вообще, в судьбе яйцеклеток много таинственного. Например, начавшееся на эмбриональной стадии их редукционное деление затем тормозится на годы и заканчивается, фактически, лишь в момент оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом! Зачем нужна такая долгая пауза, совершенно неясно. Вторая тайна созревающих яйцеклеток — их постепенное дозревание в фолликулах яичника. Как известно, в процессе менструального цикла в яичнике обычно созревает лишь один фолликул, из которого примерно к 14 дню цикла выделяется готовая к оплодотворению яйцеклетка. Остальные фолликулы, находящиеся тут же, по соседству, ожидают своей очереди. Как при этом определяется эта очередность? Иначе говоря, почему данный фолликул «решает», что именно ему пора готовить свою яйцеклетку к выходу в свет? Совершенно неясно!

Кое-какие феномены, связанные с созревающими яйцеклетками, впрочем, объяснить можно. Например, известно, что в процессе мейоза из одной материнской диплоидной клетки образуются четыре гаплоидных (мейоз проходит в результате двух последовательных делений). При образовании сперматозоидов эти клетки, то есть зрелые спермин, получаются одинаковыми. При образовании яйцеклеток образуется одна большая клетка (именно она и способна к оплодотворению) и три крошечных клеточки. Их называют «полярными тельцами». Такой перекос понятен — яйцеклетка должна накопить как можно больше питательных веществ для дальнейшего развития, поэтому делить их поровну между несколькими клетками, образующимися в результате мейоза, просто невыгодно. По сравнению с созреванием яйцеклеток, образование сперматозоидов идет достаточно просто. Мейоз в стволовых «мужских» клетках начинается лишь во время полового созревания подростка. Зато потом этот процесс идет с завидной регулярностью до глубокой старости. Каждую секунду у достигшего возмужания мужчины образуется около 1500 зрелых сперматозоидов. За сутки их набегает целая армия! Вот уж действительно, есть с помощью чего реализовывать свою эволюционную программу сексуального поведения. Не случайно еще Ч. Дарвин замечал, что «разборчивость со стороны самки, по-видимому, почти такой же закон, как страстность самца». Эта страстность и разборчивость базируются на простом численном различии зрелых половых клеток, которые можно при случае пустить в дело.

Итак, ключевым моментом детерминации пола является формирование соответствующих половых желез у эмбриона на втором месяце беременности. Этот факт был четко установлен еще в 1912 г. американским исследователем Уиманом. Существуют ли гены, которые определяют эту детерминацию? В 1986 г. исследователь Д. Пейдж сделал доклад, в котором рассказал о выделении из Y хромосомы человека участка длиной в полмиллиона нуклеотидов, который, с его точки зрения, и является «геном мужественности». Именно он определяет самую раннюю половую дифференцировку у человека и млекопитающих. Этот ген назвали SRY — sex determinating region (участок, определяющий пол). По-видимому, речь идет о каком-то одном белке-регуляторе, поскольку точечные мутации в выделенном Пейджем участке ДНК приводят к сбою в определении пола. В частности, изредка удается обнаружить внешне вполне нормальных женщин с «мужским» хромосомным набором XY (синдром Сваера). Они являются мутантами по «гену мужественности»! Иначе говоря, несмотря на наличие у них Y хромосомы, их развитие продолжает упорно идти по женскому пути.

 

Выбор пола по желанию

Зная хромосомный механизм определения пола при зачатии, нетрудно сообразить, как можно повлиять на выбор пола будущего младенца по желанию заказчика. Для этого надо обеспечить оплодотворение яйцеклетки Х-сперматозоидом, если требуется девочка, и Y-сперматозоидом, если нужен мальчик. К сожалению, это простое соображение не так-то легко воплотить в жизнь. В каждом акте оплодотворения участвуют миллионы сперматозоидов. Разделить их марафонскую толпу на две порции в организме женщины пока не представляется технически возможным. Вне организма, однако, решение такой задачи представляется вполне реальным.

Дело в том, что X и Y сперматозоиды немного отличаются друг от друга. Хромосома X несколько тяжелее Y хромосомы, что приводит к разнице в массе содержащих эти хромосомы сперматозоидов примерно в 1 %. Различие крошечное, однако биологам вполне по плечу разделение даже макромолекул, имеющих разные молекулярные массы, что уж говорить о клетках. Для таких тонких процедур исследователи используют так называемые ультрацентрифуги. Эти приборы похожи на стиральные машины с компактными «каруселями» внутри. В них с невероятной скоростью крутятся роторы, в которых, в свою очередь, находятся пробирки с образцами. В результате сила тяжести в пробирках возрастает в сотни и тысячи раз, и даже почти невесомые клетки и молекулы начинают оседать на дно пробирок. Кстати, такой же прием используют в космонавтике, когда подвергают людей повышенным перегрузкам, только «карусели» в этом случае строят большими. Чем тяжелее образец, тем быстрее он будет двигаться вниз. Для более надежного разделения ученые создают в пробирках еще и градиенты плотностей различных веществ. В результате каждая фракция со своей молекулярной массой задерживается в слое с определенной плотностью. Очень удобно!

Действуя именно таким образом, японским исследователям из Токио удалось разделить мужские сперматозоиды на две фракции. В одной оказались гаметы с X хромосомами, в другой — с Y хромосомами. Можно только догадываться, что происходит с клетками и с их ядрами при таких чудовищных перегрузках. Однако — удивительный факт — в опытах на женщинах-добровольцах сперматозоиды, прошедшие разделение в ультрацентрифуге, не только оказывались жизнеспособными, но и были вполне годны для оплодотворения яйцеклеток. Шестеро женщин, оплодотворенных в процессе этих опытов Х-фракцией сперматозоидов мужа, забеременели и впоследствии, все как одна, родили девочек!

Другой метод разделения сперматозоидов основывается на их способности двигаться в жидкости, в которой создано электромагнитное поле. Дело в том, что на поверхности практически всех клеток расположены положительно и отрицательно заряженные молекулы белков и гл и ко протеидов (белков, связанных с сахарами). Их суммарный заряд часто отличается от нулевого, и поэтому клетки способны двигаться в электромагнитном поле, как это делают любые заряженные частицы. По непонятной пока причине заряд X и Y сперматозоидов отличается, и поэтому они двигаются с разной скоростью. К сожалению, пока такая процедура негативно сказывается на их последующей подвижности, однако со временем эта трудность, возможно, будет устранена.

В медицинской практике описанные выше методы разделения сперматозоидов практически не используются. Наиболее распространенным приемом является определение пола ребенка в результате так называемой пренатальной диагностики. О ней более подробно будет рассказано в соответствующем разделе. Пока лишь достаточно упомянуть, что этот метод позволяет надежно определить пол ребенка на ранних стадиях его эмбрионального развития. Разумеется, отказываться от вынашивания беременности, если пол ребенка оказался «неподходящим» для будущих родителей, никто рекомендовать им не возьмется. Однако бывают ситуации, когда такое определение пола жизненно важно. Такая ситуация возникает в семьях с врожденными заболеваниями, сцепленными с полом. Когда врачи практически уверены, что появившийся на свет мальчик будет являться носителем тяжелого врожденного дефекта, они могут определить пол эмбриона и предупредить родителей о возможных последствиях. В таком случае будущая мать может принять решение сделать аборт по медицинским показателям.

Еще один способ определения пола будущею ребенка возможен при так называемом экстракорпоральном оплодотворении (дат. extra — вне, corpus — тело). Речь идет об извлечении яйцеклетки из организма женщины и последующем ее оплодотворении сперматозоидами ее мужа или донора. Обычно к таким приемам прибегают при борьбе с бесплодием. Современные методы биологии позволяют при этом определить пол будущего ребенка буквально по одной клетке зародыша на самых ранних стадиях развития, когда сам этот зародыш представляет собой всего лишь комочек из нескольких клеток. Разумеется, подобная процедура проводится редко и стоит достаточно дорого.

Так что большинству семейных пар, ожидающих прибавление потомства, остается уповать на случай и с благодарностью принимать новорожденных независимо от их пола. Однажды беременную женщину спросили: «Кого вы хотите родить — мальчика или девочку?» На что она мудро ответила: «Своего ребенка!»

 

Итак, на определение пола у человека в процессе его эмбрионального развития влияют половые хромосомы и половые гормоны. Гены, находящиеся в Y хромосоме, заставляют половые железы обрести свою половую принадлежность. В результате клетки этих желез начинают производить гормональные сигналы, под воздействием которых развитие всего будущего организма идет по мужскому или по женскому пути. Таким образом, на определение пола у человека может влиять способность клеток его организма выделять половые гормоны или реагировать на них. Сбои в определении половой принадлежности связаны также с самими половыми хромосомами, точнее, с их числом.

Дело в том, что, как вы уже поняли, поведение хромосом в процессе редукционного деления является очень сложным процессом. В популярной литературе его порой сравнивают с «танцем», хореографией которого руководит невидимый постановщик. Где сложность, там и ошибки. Одна из хромосом в результате может отстать от остальной братии и не попасть туда, куда следует. Хорошей образной аналогией данного процесса является пассажир, который не успел сесть в вагон уходящей электрички или вагона метро. Он сядет в следующий поезд, но от своей уже уехавшей компании он неизбежно отстал. В результате подобных «опозданий» образуется пара гамет, в одной из которых будет 22 хромосомы, а в другой — 24, то есть на одну хромосому больше или меньше, чем следует. Если «опоздавшими» являются половые хромосомы X или Y, в результате оплодотворения возникнет зародыш с отличающимся от нормы набором половых хромосом. Такие ошибки, случающиеся с вероятностью 1,5–2,0 на 1000 родов, чаще всего приводят к тяжелым последствиям. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

 

Синдром Шершевского — Тернера

Отсутствие одной из хромосом диплоидного набора в генетике называется моносомией (греч. monos — один). В этом случае в клетках присутствует лишь одна из двух гомологичных хромосом. В подавляющем большинстве случаев зародыши с такой аномалией нежизнеспособны. В частности, именно такие случаи пополняют печальную статистику самопроизвольных абортов на ранних стадиях беременности. Единственный случай, когда на свет может появиться жизнеспособный ребенок не с 46, а с 45 хромосомами, ситуация, когда у него отсутствует одна из двух X хромосом. В медицинской литературе такое нарушение впервые было документально зафиксировано в 1926 г. Н. А. Шершевским и примерно десятилетие спустя более подробно охарактеризовано Тернером. Поэтому в современной медицинской литературе синдром носит название синдрома Шершевского — Тернера. Примерно в половине случаев синдром возникает также в результате отсутствия одного из фрагментов X хромосомы. В целом, такие новорожденные выглядят как девочки, однако их половые органы и вторичные половые признаки остаются недоразвитыми. Половые железы, как правило, отсутствуют, яичников нет вовсе, обычно вместо них удается обнаружить лишь тяжи из соединительной ткани. Маточные трубы и сама матка остаются недоразвитыми. Нечего и говорить, что подобные больные являются стерильными. Месячные отсутствуют, к деторождению женщины с таким синдромом не способны. Уровень женских половых гормонов у них снижен, поэтому волосы на лобке и под мышками с возрастом растут плохо. Женская грудь практически отсутствует, пигментация сосков слабая. Строением узкого таза и широким поясом верхних конечностей такие девушки немного напоминают мужчин. Внутренние углы глаз у них часто оказываются выше наружных.

Для синдрома характерны разнообразные пороки, включая различные пороки сердца вроде отсутствия межжелудочковой перегородки, а также низкий рост. Девочки уже в школе начинают отставать в развитии от своих сверстниц. В среднем они ниже детей того же возраста на 20–30 см, а рост взрослых людей с таким синдромом редко превышает 135 см. Возможно, низкорослость людей с синдромом Шершевского — Тернера связана с неспособностью клеток их костной ткани воспринимать гормон роста. Сам по себе низкий растете не является прямым указанием на тот или иной синдром, однако, специальное исследование показало, что среди низкорослых девочек в Санкт-Петербурге около 1,5 % не имеют одной из двух X хромосом.

У детей с этим синдромом формируется бочкообразная грудная клетка, уши оттопырены и низко расположены. Опытный врач в состоянии заподозрить наличие синдрома Шершевского — Тернера у новорожденной уже по внешнему виду ребенка. У таких девочек короткая шея с характерными перепончатыми кожными складками, ее голени, стопы и кисти отечны благодаря недоразвитости лимфатических сосудов, расстояние между сосками увеличено, ногти часто недоразвиты, нижняя челюсть маленькая. Иногда такие девочки рождаются с добавочным шестым пальцем (полидактилия). Несколько смягчить проявление синдрома можно с помощью гормональной терапии, искусственно вводя пациенткам гормоны женских половых желез.

Выявить такую аномалию для специалиста несложно. Дело в том, что еще в 1949 г. два канадских ученых — Барр и Бертрам — обнаружили, что при окрашивании клеток млекопитающих женского пола в их ядрах под микроскопом удается разглядеть маленькое компактное тельце. В ядрах мужских клеток такого тельца обнаружить не удавалось. Впоследствии выяснилось, что это таинственное пятно есть не что иное, как одна из двух X хромосом, которая перестает работать и чрезвычайно уплотняется. Ученые назвали его «половым хроматином». Впоследствии же за ним закрепилось название «тельце Барра». У женщин с хромосомным набором XX во всех диплоидных клетках в результате стандартной процедуры окрашивания легко удается выявить такое тельце. Образец клеток для исследования можно получить в результате банального мазка, взятого из ротовой полости. Ее поверхность покрыта эпителиальными клетками, которые постоянно слущиваются по мере старения. Следовательно, в каждом нашем плевке и в капле слюны есть клетки, годные для цитологических исследований.

Так вот, у женщин с синдромом Шершевского — Тернера телец Барра в клетках нет! Любопытная получается ситуация. С одной стороны, одна из X хромосом в клетках женского тела вроде бы не работает, она «выключена». Следовательно, активность генов, расположенных в этой хромосоме, вроде бы и не нужна для нормального развития. С другой стороны, отсутствие второй X хромосомы приводит к тяжелым последствиям, главным из которых является полное бесплодие. Парадокс! Получается, что копии генов X хромосомы все-таки важны для каких-то процессов определения пола. Каких и когда? Загадка и простор для будущих исследований!

Вероятно, частота возникновения оплодотворенных яйцеклеток лишь с одной X хромосомой гораздо выше, чем вероятность обнаружения синдрома у новорожденных девочек. Такая ситуация возникает потому, что около 20 % всех самопроизвольных абортов происходит именно благодаря синдрому Тернера. Только 2 % женщин, беременных плодом с этим синдромом, рождают на свет жизнеспособного младенца. Организм матери как бы старается сам избавиться от генетически дефектного плода еще до родов. Биологический механизм такого явления остается пока неясным.

Любопытно, что иногда нарушения развития, характерные для синдрома Шершевского — Тернера, встречаются и у мужчин. У них также отмечают низкий рост, характерные шейные складки, «антимонголоидный» разрез глаз, деформацию грудной клетки и другие костные аномалии. При этом наружные половые органы имеют вполне мужской облик, хотя яички остаются недоразвитыми. Самое удивительное, что клетки таких больных имеют типичный для мужчин набор хромосом XY! Как объяснить такой феномен? Пока он остается одной из многих загадок, связанных с определением пола у человека.

 

Добавочные X хромосомы

Когда рассказываешь в школе о хромосомных нарушениях пола у человека, ученики порой выдвигают любопытную гипотезу о том, что добавочная X хромосома должна вызывать появление на свет «суперженщин», этаких описанных в скандинавской мифологии валькирий. На самом деле это не так. Более того, общаясь с симпатичной девушкой, можно и не заподозрить, что она является носительницей лишней X хромосомы, поскольку нередко такая хромосомная аномалия никак не сказывается ни на внешнем облике, ни на репродуктивной способности женщин. Вероятность же такой встречи не так уж и мала. По статистике каждая из тысячи женщин является носителем трисомии X, то есть обладает тремя X хромосомами! Обнаружить такую наследственную патологию можно достаточно просто в результате окраски клеток. Они имеют два тельца Барра. Чаще всего подобные хромосомные аномалии обнаруживаются случайно в результате цитологических исследований, которые проводятся с иными целями.

К сожалению, более часто женщины с хромосомным набором XXX встречаются среди умственно отсталых пациентов в психиатрических лечебницах. Врачи констатируют, что трисомия по X хромосоме в 75 % случаев приводит к умственной отсталости и, в частности, к шизофрении. Как при этом связаны между собой добавочные «гены X» и интеллектуальные способности, и почему в 25 % случаев отклонений в умственном развитии обнаружить не удается, совершенно неясно.

Иногда добавочная X хромосома является причиной высокого роста девушек. Она никак не сказывается на потенциальной половой активности. Наоборот — часто трисомия X приводит к недостаточному развитию фолликулов в яичниках, преждевременному бесплодию и раннему климаксу. Однако надо еще раз подчеркнуть — нередко добавочная X хромосома не приводит к каким-либо заметным отклонениям в развитии. Женщины с хромосомным набором XXX плодовиты, хотя риск спонтанных абортов и хромосомных нарушений у потомства у них несколько повышен по сравнению со средними показателями.

Реже, чем трисомия X, встречается тетрасомия и даже пентасомия по X хромосоме. Это означает, что среди женщин встречаются лица, обладающие двумя и даже тремя добавочными X хромосомами. Их набор половых хромосом описывается как XXXX и XXXXX соответственно! В этом случае нарушения умственного и полового развития более заметны, хотя даже подобные анормальные наборы половых хромосом не исключают возможность рождения нормального потомства.

 

Синдром Клайнфельтера

Мужчины с так им синдромом обладают добавочной X хромосомой. Их набор половых хромосом — XXY. Исследования показывают, что лишнюю X хромосому они получают практически с равной вероятностью либо от матери, либо от отца, причем с увеличением возраста отца вероятность такою «сбоя» возрастает. Частота рождений детей с подобным хромосомным нарушением довольно высока, она составляет около 1/500. При этом до начала полового созревания обычно никаких отклонений от нормы при чисто внешнем осмотре ребенка обнаружить не удается, хотя при цитологических исследованиях у таких мальчиков в клетках обычно четко выявляется характерное для женского пола тельце Барра. В процессе возмужания у больных с этим синдромом складывается евнухоидный тип строения тела: узкие плечи и грудная клетка, широкий таз, слабо развитая мускулатура и волосяной покров на лобке и под мышками. Семенные канальцы часто атрофируются, а сперматозоиды не вырабатываются, что является причиной стерильности. У мужчин с синдромом Клайнфельтера регистрируется повышенный уровень характерного для женщин фолликулостимулирующего гормона, который выделяется с мочой. Молочные железы у них начинают увеличиваться (гинекомастия), что отмечал еще X. Клайнфельтер, впервые в 1942 г. описавший этот синдром. Если быть точным, то настоящими женскими молочными железами такую увеличенную мужскую грудь, впрочем, считать нельзя, поскольку она состоит из плотной соединительной ткани, которая не способна к лактации (к выделению молока).

Люди с синдромом Клайнфельтера обычно безынициативны и редко способны к творческой деятельности. Они легко поддаются внушению и эмоционально неустойчивы. Интеллект нередко при этом не страдает, хотя в некоторых случаях отмечается задержка умственного развития, достигающая порой дебильности. Около 15 % пациентов с синдромом Клайнфельтера страдают олигофренией. Некоторые замыкающиеся в себе дети, не реагирующие адекватно на внешний мир (аутисты), нередко при обследовании оказываются обладателями хромосомного набора XXY.

Почти всегда умственная отсталость выявляется у больных с хромосомным набором XXXY или даже с XXXXY. Внешне таких людей можно четко идентифицировать как мужчин, однако они стерильны и обладают внешностью евнухов. Несколько сгладить проявление синдрома Клайнфельтера можно с помощью инъекций аналога мужского полового гормона метилтестостерона, которые врачи рекомендуют начинать делать в возрасте 10–11 лет. Поэтому очень важно вовремя идентифицировать таких больных, что можно сделать в результате анализа их клеток.

 

Хромосома агрессивности

В 1961 г. достаточно случайно в результате цитологических анализов был обнаружен мужчина с необычным набором половых хромосом — XYY. Вряд ли это факт взволновал бы общественность, если бы через пять лет, в 1967 г. в известном научном англоязычном журнале «Природа» (Nature) не появилась статья У. Прайса и П. Уотмора «Преступное поведение и мужской генотип XYY». В ней они пытались доказывать, что наличие у мужчин в клетках дополнительной Y хромосомы связано со склонностью к агрессии и различным правонарушениям. Во многом выводы статьи основывались на данных, полученных двумя годами раньше английской исследовательницей Патрицией Джекобс и ее двумя сотрудницами из Эдинбурга. Они изучали хромосомные наборы пациентов, содержащихся в лечебных заведениях для лиц с умственным развитием ниже нормы, имевших склонность к жестокости и антисоциальному поведению. Выяснилось, что среди этой категории больных частота встречаемости лиц с хромосомным набором XYY составляла 3,5 %, то есть была в 35 раза больше, чем в среднем в обществе! Отсюда было уже недалеко до прямого вывода — добавочная «мужская» хромосома Y является «хромосомой преступности», которая заставляет ее носителей совершать различные правонарушения.

Отзывчивая пресса быстро откликнулась на новую и явно сенсационную гипотезу. В США был опубликован роман «XYY мужчина», который сразу стал бестселлером. В нем описывалось, как вышедший из тюрьмы взломщик с «роковой» добавочной Y хромосомой становится секретным агентом, работающим по приказу секретных британских служб. Для него не существует моральных и этических барьеров, он необычно агрессивен и способен выполнить самое рискованное и кровавое задание. В 1969 г. в одном из американских юридических журналов совершенно всерьез обсуждалась необходимость ограничивать свободу лиц с хромосомным набором XYY еще до того, как они совершили любые противоправные действия.

Не удивительно поэтому, что при ведении некоторых судебных процессов адвокаты обвиняемых пытались строить защиту, доказывая, что поведение их подзащитных было определено «преступной хромосомой»; следовательно, они не отвечают в полной мере за совершенные злодеяния. В подобных случаях мнения присяжных часто расходились. Например, в 1968 г. во Франции подсудимый Даниэль Югон обвинялся в убийстве пожилой женщины. Улики не вызывали сомнения, что именно он виноват в этом тяжком преступлении, совершенном в одном из парижских отелей. Югон имел хромосомный набор XYY, и это было известно суду. Тем не менее, он был признан вменяемым и ответил по всей строгости закона. Почти в то же время в Австралии Лоренс Хен обвинялся в аналогичном преступлении — он зарезал пожилую женщину, свою квартирную хозяйку. Защита выдвигала тезис о невменяемости Хена, основываясь на его хромосомном наборе XYY. В результате Хен был направлен в тюремную больницу «до выздоровления»! Нетрудно догадаться, что такой вердикт фактически означал для него пожизненное заключение.

В 1973 г. в США вышел новый учебник биологии, где прямо указывалось на то, что люди с хромосомным набором XYY «очень агрессивны». В научной прессе того времени даже высказывались смелые проекты, как в будущем избавить общество от лиц, «дефектных по половым хромосомам».

Все описанное выше — хороший пример того, как осторожные научные гипотезы усилиями гораздых до сенсаций журналистов и писателей преподносятся как неоспоримо доказанные истины. На самом деле ситуация с добавочной Y хромосомой несколько сложнее. Во-первых, известно, что люди с хромосомным набором XYY вполне плодовиты и, как правило, ни внешне, ни по уровню половых гормонов не отличаются от «обычных» мужчин. Их рост лишь ненамного превосходит средние величины. Они — полноправные и законопослушные члены социума. Лишь изредка наличие добавочной Y хромосомы приводит к снижению умственных способностей. Пока строго доказанным является лишь факт, что мужчин с хромосомами XYY достоверно больше в тюрьмах и колониях, чем на свободе. При этом можно допустить, что именно низкий уровень интеллекта, а не агрессия как таковая, приводит таких людей на скамью подсудимых. Второе возможное объяснение — добавочная Y хромосома действительно ответственна за повышение уровня врожденной агрессии, однако это влияние оказывается роковым лишь для лиц, не способных адекватно контролировать свои поступки. Для того чтобы более полно оценить это второе предположение, необходимо поговорить вообще о причинах врожденного агрессивного поведения людей.

Достаточно просмотреть любой блок новостей, чтобы убедиться: проявление людской агрессии в той или иной форме является обыденным феноменом. Хороший пример, лишенный всяческой политической и социальной окраски — стычки болельщиков на стадионах, доходящие порой до кровавых потасовок. Причем чаще агрессивное поведение демонстрируют мужчины. В чем истинная причина таких столкновений, что движет людьми, готовыми получить тяжелую травму, решая пустяковый, в сущности, вопрос о достоинствах той или иной команды?

Объяснить врожденную повышенную агрессивность многих представителей мужского пола у человека несложно. Для этого надо обратиться мысленным взором к ситуации, которая сложилась в Африке около 2 миллионов лет тому назад. В то далекое от нас время в результате глобального изменения климата зеленое пятно джунглей начало постепенно сокращаться. На местах влажных тропических лесов возникала выжженная солнцем саванна с ее бескрайними просторами, жухлой травой по пояс, спекшейся до твердой корки почвой и одинокими деревьями, способными выносить обжигающие потоки интенсивной солнечной радиации. Для обезьян Африки, привыкших совсем к другим условиям жизни под зонтиком влажного тропического леса, выжить в таком новом для них окружении было совсем непросто. По сути, вопрос стоял так: во что бы то ни стало приспособиться, или погибнуть!

Нашим далеким предкам австралопитекам (лат. australis — южный и греч. pithekos — обезьяна) удалось выжить в таких совсем не подходящих для обезьян условиях. Для этого им пришлось отказаться от привычного рациона и заняться охотой, что потребовало коллективных действий. Отсюда необходимость разработки сложной системы звуковых сигналов для обеспечения коллективных действий — то есть основы речи. Как известно, наиболее развитой системой звуковых сигналов у высших животных обладают именно коллективные охотники вроде волков.

Наиболее успешными добывателями пропитания среди австралопитеков становились наименее волосатые особи. Попробуйте побегать по африканской саванне в шубе, и вы сразу поймете, почему голые и интенсивно потеющие загонщики получали преимущество перед своими более волосатыми собратьями. До сих пор многочисленные капельки пота, проступающие у нас на всей поверхности кожи при посещении сауны, свидетельствуют о том, что нашим далеким предкам приходилось интенсивно потеть. Животные такими способностями не обладают. Их потовые железы обычно расположены в строго ограниченных местах тела. Успех в добывании пищи у австралопитеков почти автоматически определял большую вероятность оставить многочисленное потомство. Так в течение десятков тысяч лет естественного отбора человек потерял свой волосяной покров на теле.

Для успешной охоты необходимо было высматривать добычу в высокой траве и одновременно использовать руки для примитивных орудий. Именно поэтому австралопитекам пришлось выпрямиться и перейти к прямохождению. Кстати, хребет позвоночных животных был совершенно не приспособлен для вертикальных нагрузок. Практически у всех позвоночных он расположен параллельно земле или плоскости дна моря. Поэтому до сих пор нам приходится расплачиваться за необычный способ использования нашего костяка болями в спине.

Высокой смертности детенышей, да и взрослых особей австралопитеки могли противопоставить только интенсивное размножение и свои интеллектуальные способности — по сути, единственное действенное оружие животных, лишенных естественного вооружения — длинных когтей и острых зубов. Отсюда отсутствие сезонности размножения, очень короткий по сравнению с остальными крупными млекопитающими менструальный цикл, постоянная готовность заниматься сексом и необычно длинное детство, необходимое для передачи накопленных навыков подрастающему поколению.

Несмотря на все эти приобретенные в процессе эволюции особенности, жизнь в саванне оставалась для австралопитеков тяжелым испытанием. Судя по данным, полученным антропологами, нашим далеким предкам часто приходилось довольствоваться падалью и заниматься каннибализмом. Ясно, что в таких суровых условиях борьбы за выживание больше шансов остаться в живых и оставить потомство имели наиболее агрессивные особи. Так постепенно, в результате жестокого отбора, у австралопитеков повышался врожденный уровень агрессивности, который достался нам от них в виде не слишком приятного наследства. Более агрессивными были, естественно, самцы, поскольку именно на их плечи ложилась основная тяжесть борьбы и с хищниками, и со своими же соплеменниками из соседних групп. Так в эволюционной истории человечества агрессивность оказалась более связана с мужским полом, чем с женским. Заметьте, мы ведь не можем определенно сказать, кто более агрессивен у насекомых — самцы или самки, так что связь агрессивности с мужским полом не является абсолютным законом. Кто более агрессивен — самцы или самки речных выдр? Тоже трудно ответить. Вся же история человечества демонстрирует нам, что ввязываются в драки и войны в первую очередь именно представители сильного пола.

Разумеется, уровень агрессивности у разных людей может быть разным, как и проявление любого другого признака, будь то рост, мышечная масса или интеллектуальные способности. Однако врожденный характер мужской агрессивности — факт, который с сожалением приходится принять.

Современная наука о поведении животных этология утверждает, что сама способность к агрессии не связана у животных и у человека непосредственно с внешними обстоятельствами. Она накапливается, как вода в туалетном бачке, и готова выплеснуться наружу под воздействием самых разных стимулов. Любопытный пример, иллюстрирующий это утверждение, демонстрируют опыты с аквариумными рыбками цихлидами. Когда к паре цихлид в аквариум подсаживают третью рыбу другого вида, агрессия половых партнеров естественным образом выплескивается на невольную интервентку. Если же ее убрать, то между супругами начинают возникать внутрисемейные «разборки». Разумеется, люди не рыбы, по подобный принцип проявления агрессии действует и среди них. За примерами далеко ходить не надо. Даже непримиримые враги почти всегда объединяются под натиском внешней угрозы. Если же этого врага нет, то для укрепления нации его надо выдумать, и тогда общий объединяющий порыв обеспечен. К сожалению, для общего братания всего человечества нам не хватает внешней угрозы, либо из космоса, либо в виде общей глобальной экологической или энергетической опасности.

Из всего сказанного следует, что неизбежно проявляющуюся мужскую агрессию надо уметь спускать по каналам, которые приняты в цивилизованном обществе. Это могут быть спорт во всех его проявлениях, интенсивная физическая работа, не доходящие до рукоприкладства яростные словесные перепалки и другие формы разрядки. Каждый волей выбирать, что ему по душе. Можно вспомнить замечательный пример японских фирм, которые устанавливали в своих холлах резиновые куклы, чтобы на них сотрудники могли вымещать свои негативные эмоции…

Поэтому наличие добавочной Y хромосомы еще не означает, что ее можно называть «хромосомой преступности». Вероятно, она действительно вызывает несколько более высокий уровень агрессии у мужчин по сравнению со средними показателями. Однако из этого нельзя сделать заключение, что он неизбежно приведет к столкновению с законом. С другой стороны, у драчливого подростка, который еще не научился контролировать свои негативные эмоции, гораздо больше шансов попасть в полицейский участок или даже в тюрьму.

По оценкам социологов риск для среднестатистического европейца оказаться за решеткой составляет около 0,1 %, то есть в заключении оказывается один из тысячи мужчин. Для мужчин с хромосомами XYY эта вероятность в десять раз выше и составляет 1,0 %. Однако, обратите внимание — всего один процент из целой сотни! Это означает, что подавляющее большинство «мужчин XYY» вовсе не проявляют преступных склонностей.

 

Тестикулярная феминизация

Секрет жаворонка Франции

Это редкое наследственное заболевание, влияющее на определение пола, называют также синдромом Морриса. Оно является результатом нарушения гена, кодирующего клеточный рецептор мужского полового гормона тестостерона. Иначе говоря, этот гормон организмом вырабатывается, но клетками тела не воспринимается. Если все клетки эмбриона обладают X и Y половыми хромосомами, теоретически на свет должен появиться мальчик. Как вы уже знаете, именно такой хромосомный набор определяет повышенное содержание в крови мужского полового гормона тестостерона. В случае тестикулярной феминизации клетки организма оказываются «глухи» к сигналам этого полового гормона, поскольку поврежденными оказываются его белки-рецепторы. В результате клетки зародыша реагируют только на женские половые гормоны (а они у мужчин в небольшом количестве тоже есть), что заставляет эмбрион развиваться, если можно так сказать, в женскую сторону.

В конечном итоге на свет рождается существо, которое обладает мужским половым набором хромосом, однако внешне четко воспринимается как девочка. В ее теле во время эмбриогенеза успевают сформироваться семенники. Однако они не опускаются в мошонку, поскольку ее просто нет, и остаются в брюшной полости. Такая ситуация нередко приводит впоследствии к паховым грыжам. Матка и яичники полностью отсутствуют, что является причиной полного бесплодия, хотя не исключает более-менее нормальной половой жизни. Следовательно, синдром Морриса не может рассматриваться как передающееся по наследству нарушение, поскольку страдающие им люди абсолютно бесплодны. Они просто физически не могут оставить потомство. С вероятностью порядка 1/65000 тестикулярная феминизация возникает в каждом новом поколении в результате случайных генетических нарушений в хромосомах половых клеток.

Многим тренерам и врачам, занимающимся проблемами спортсменов, известен этот синдром, поскольку обладающие им «девушки» обладают недюжинной мужской силой, активностью и выносливостью. Благодаря этим своим особенностям они нередко проходят все фильтры отборочных соревнований и попадают в сборные высшей лиги и атлетические команды. По статистике, около одного процента всех выдающихся спортсменок по своей генетической природе вовсе не являются женщинами! К сожалению, судьи безжалостны к таким претенденткам на олимпийское золото, и после несложного анализа на наличие мужской Y хромосомы такие спортсменки дисквалифицируются.

История знала одну такую знаменитую девушку, которая своей решительностью, сообразительностью, живым умом и необычайной выносливостью не уступала мужчинам. Речь идет о Жанне д’Арк. Отсутствие у нее менструаций было документально зафиксировано, а несколько мужеподобная, хотя и пропорциональная фигура прямо указывала на синдром Морриса. К тому же Жанна была прекрасной наездницей и великолепно держалась в седле. Как и многие люди с синдромом Морриса, она обладала недюжинной силой, была высокой и стройной. Наиболее яркими чертами в ее характере были бесстрашие и героизм. Учебники медицинской генетики характеризуют людей с синдромом Морриса как исключительно активных, деловых, деятельных. Именно такой, вероятно, и была святая дева Жанна — этот знаменитый «жаворонок Франции».

 

Адреногенитальный синдром

Как известно, надпочечники позвоночных животных и человека вырабатывают несколько очень важных гормонов, среди которых различают адреналин, мужские половые гормоны андрогены (греч. andros — мужчина) и так называемые кортикостероиды. Последние влияют на солевой, белковый и углеводный обмен веществ в организме. Основой для образования кортикостероидов служит всем известный холестерин. Ом же является биохимическим «сырьем» для выработки половых гормонов. Получается, что в клетках надпочечников из одного и того же холестерина получаются совершенно разные продукты!

Различные генетически обусловленные нарушения синтеза кортикостероидов встречаются с очень большой частотой. Примерно каждый пятидесятый человек несет те или иные мутации в генах, в которых записана информация о ферментах, играющих важную роль в образовании гормонов коры надпочечников. По счастью, каждый подобный генетический дефект становится по-настоящему актуальным только в гомозиготном состоянии, то есть когда он встречается одновременно в обеих гомологичных хромосомах. Частота таких состояний оценивается как 1/5000.

Блок синтеза кортикостероидов приводит к повышенному производству мужских половых гормонов. В общем, это понятно. Когда вода не может поступать в одну засорившуюся трубу, она будет литься по второй с удвоенной силой. Так возникает адреногенитальный синдром, в результате которого интенсивный синтез половых гормонов начинается еще во внутриутробном периоде. У будущих девочек такой «гормональный удар» мужскими половыми гормонами ведет к так называемой маскулинизации — появлением и проявлением мужских черт у женщин (лат. masculinus — мужской). Строение их наружных половых органов приобретает сходство с мужским членом. В частности, необычно развивается клитор и половые губы. Для будущих мальчиков повышенный уровень мужских половых гормонов тоже не приводит ни к чему хорошему. У них уже на 2–3 году жизни начинают проявляться признаки полового созревания. Такие дети быстро растут и быстро развиваются физически. Казалось бы, ничего плохого в этом нет. Однако такой ускоренный рост за счет окостенения скелета приостанавливается уже к 11–12 годам, и подростки начинают заметно отставать от сверстников. Они как бы проходят весь период возмужания в ускоренном темпе, в то же время не успевая «дорасти» до физически развитых мужчин.

Основной мужской половой гормон тестостерон с химической точки зрения представляет собой стероид, состоящий из трех шестиуглеродных колечек и одного пятиуглеродного. К нему присоединены две метальные (CH3) и одна гидроксильная группа (OH). Если несколько игриво выразиться, то можно сказать, что его фаллическим символом является еще один радикал, представляющий собой атом кислорода, соединенный с шестиуглеродным кольцом двойной химической ковалентной связью. Этакое одинокое, прикрепленное для крепости надвое яичко. Самое любопытное, что женский половой гормон эстрадиол имеет очень сходную структуру. Вместо характерного для тестостерона кислорода у эстрадиола находится гидроксильная группа (OH) и не хватает одной метальной группы. Вот и вся разница! То есть, со структурной точки зрения разница между главным мужским и женским половыми гормонами примерно такая же, что и у слов «он» и «она». Даже меньше! Зато какая разница в действии!

Не вызывает сомнения, что и тестостерон, и эстрадиол до поры синтезируются по единому сценарию. Разница возникает лишь на финальных этапах. Неудивительно поэтому, что при адреногенитальном синдроме перебои в синтезе кортикостероидов вызывают недостачу андрогенов на фоне нормального синтеза женских половых гормонов. В этой ситуации будущие мальчики попадают в трудную ситуацию. Несмотря на наличие у них заветной Y хромосомы, их клетки захлестывает волна эстрогенов. Результат — феминизации (лат. femina — женщина) с типичным для нее недоразвитием полового члена. Она также связана с аномалиями мочеиспускательного канала вплоть до его частичного незаращения и расположения его наружного отверстия совсем не там, где принято. Нередкий результат синдрома при недостатке мужских половых гормонов — не опущение в мошонку из брюшной полости одного или даже обоих яичек (крипторхизм). В общем, картина невеселая.

Молекулы половых гормонов существуют в нашем теле недолго. Например, период полураспада эстрадиола — всего 20–25 мин. Также непродолжителен век и кортикостероидов. Для того чтобы их концентрация в крови постоянно поддерживалась на нужной отметке, железы внутренней секреции, и в том числе надпочечники, должны постоянно «выдавать на-гора» новые порции этих гормонов. Помните, как у Алисы в Зазеркалье? Для того чтобы оставаться на месте, надо быстро бежать вперед! Продукты распада кортикостероидов и половых гормонов удаляются вместе с мочой. Поэтому при ее тщательном анализе ранняя диагностика адреногенитального синдрома возможна в самом юном возрасте. Последующее лечение может заметно сгладить его проявление.

 

Преимущества гермафродитов

Теперь, описав достаточно примеров нарушений четкого определения пола у человека, давайте зададимся простым на первый взгляд вопросом — почему это природа вообще разделила род человеческий на отдельно существующие в пространстве половинки — на женский и мужской пол? Мы так привыкли с детства к этому делению, что воспринимаем его уже чуть ли не как единственно возможный вариант решения сексуальных взаимодействий в природе. Действительно, ведь окружающие нас звери, птицы и рыбы, не говоря уже о большинстве прочих менее сложно устроенных существ, как и люди, тоже раздельнополы. Между тем некоторые живые существа демонстрируют нам совсем иное и, вроде бы, куда более разумное решение. И женская и мужская половые системы мирно уживаются у них в одном теле. Такое явление биологи назвали гермафродитизмом.

Легенда рассказывает, что Гермафродитом звали сына греческих богов Гермеса и Афродиты. В прекрасного юношу влюбилась нимфа Салмакида, но тот не отвечал ей взаимностью. Обиженная таким невниманием нимфа подала жалобу в вышестоящую инстанцию — самой Афродите, матери Гермафродита. А поскольку та была богиней любви и по должности была обязана потворствовать влюбленным, то она, недолго думая, со свойственной подчас богам решимостью, слила нимфу и Гермафродита в единое существо — чтобы последний не бегал от девушки.

Гермафродитизм, как вы уже знаете, у людей встречается чрезвычайно редко как тяжелая патология сексуальной детерминации на генетическом или гормональном уровнях. В результате же получается ни то ни ее. Среди животных, однако, попадаются виды, для которых гермафродитизм — жизненная норма. Они обладают обеими половыми системами и способны как к взаимному оплодотворению, так и к самооплодотворению. Так устроены, например, некоторые ракообразные, многие черви и моллюски.

Если пренебречь неудобностью и некоторой неприятностью сравнения себя с мягкотелыми, то легко обнаружить многие преимущества, которые несет гермафродитизм. Например, совершенно очевидно, что обоеполые существа должны быть более плодовиты, чем их раздельнополые соседи по эволюционной лестнице. В самом деле, если при образовании пары только один из партнеров может со временем разродиться, то общее количество потомков в каждом поколении при таком способе воспроизводства будет меньше, чем при образовании гермафродитных пар, когда любой из двух партнеров может стать мамой!

Только представьте себе, как легче было бы в некоторых страна вроде современной Франции справляться с падением рождаемости, если бы через некоторое время после вступления в брак оба молодых человека ложились в родильное отделение! Будь человек гермафродитом, Робинзону Крузо не пришлось бы страдать на свое острове от одиночества, и жалеть, что Пятница не оказался туземкой. Окончив труды по благоустройству своего немудреного быта, Робинзон совершенно сознательно приступил бы к размножению, и менее чем через год познал бы счастье и материнства и отцовства одновременно!

Немного знакомый с биологией скептик может возразить, что возможное при гермафродитизме самооплодотворение чревато накоплением и проявлением генетических ошибок. В самом деле, одна из задач раздельнополого способа размножения — хорошенько «перемешать», «перетасовать» разнородный генетический материал родителей, что приводит к увеличению разнообразия потомства и к маскированию возможных дефектов в генах. Так две книги с одним и тем же текстом, изданные в разных издательствах и в разные годы, вряд ли будут иметь одни и те же опечатки. Если читать их одновременно, можно восстановить исходный текст без искажений. Коррекция примерно такого рода происходит при совместной работе любой пары хромосом, одна из которых достается от отца, а другая от матери. Вспомните — длительная практика политически выгодных близкородственных династических браков нередко подрывала здоровье царствующих фамилий. Чего уж тут говорить о самооплодотворении — самом близкородственном браке, какой только можно вообразить!

Все это так. Однако у настоящих гермафродитов дело до самооплодотворения доходит редко. Например, известен только один вид рыб ривулюсов (Rivulus marmoratus), которые занимаются самооплодотворением. То есть каждая особь оплодотворяет сама себя. Чаще же представители видов гермафродитов выступают последовательно то в роли самца, то в роли самки. Если бы, кстати, такая ситуация была возможна у людей, отпали бы проблемы эмансипации, сексизма — то есть любой дискриминации, вызванной той или иной сексуальной ориентацией и принадлежностью к одному конкретному полу.

Какая уж тут дискриминация при приеме на работу, если даже лучший мастер цеха Сидоров может в принципе по желанию в любое время уйти в декретный отпуск! Наверно, и психологические проблемы внутри семьи решать было несравненно проще, если бы партнеры регулярно менялись сексуальными ролями. Исчезли бы все проблемы сексуальных меньшинств. В случае разводов гермафродитных пар проблему дележки детей тоже было бы решать не в пример проще ведь у каждого из супругов может быть ребенок, которого он самостоятельно родил! В самых же крайних житейских обстоятельствах можно решиться и на самооплодотворение.

Слов нет, преимущества гермафродитизма в приложении к человечеству по сравнению с раздельнополым существованием могут показаться соблазнительными и даже в чем-то выгодными. Однако за редчайшими исключениями все позвоночные четко разделены на самцов и самок, а мы, люди, на мужчин и женщин. В чем же дело?! Чем раздельнополость выгоднее и эволюционно привлекательнее гермафродитизма? Зачем природе потребовалось создавать отдельный мужской пол? Эта загадка волновала еще Чарльза Дарвина, который так писал по этому поводу: «… Если в природе все целесообразно, а это так, ибо нецелесообразное погибает, то зачем возникли мужские особи, которые не воспроизводят себе подобных, как это делают самки»?

 

Противоречивые задачи

Для того чтобы подвести под загадку раздельнополости теоретическую базу, доктор биологических наук, сотрудник Института эволюционной морфологии и экологии животных РАН Виген Артаваздович Геодакян создал собственную эволюционную теорию пола, которую давно и плодотворного развивает. Суть ее положений сводится к следующему.

Любая стремящаяся к самосохранению система (например, биологический вид), находящаяся в нестабильной, меняющейся со временем среде, пытается от этой среды обособиться и в идеале стат совершенно независимой от окружающих условий. Вся эволюция живого на земле — это длинная дорога борьбы за независимость о влияния окружающей среды. Путь пройден немалый — от высыхающих во время отлива медуз в Кембрии пол миллиарда лет назад до современного человека с его батареями парового отопления, кондиционерами и скафандрами.

Для того чтобы добиться столь впечатляющих успехов, живым существам все время приходилось решать две противоречивые задачи. С одной стороны, сохранять и передавать во времени уже сложившуюся информацию о собственном устройстве. С другой стороны, постоянно «тестировать» среду, реагировать на ее изменения, подлаживаться под меняющиеся условия, искать способы ей противодействовать и, в конечном счете, вводить соответствующие коррективы в передаваемую по цепочке поколений информацию. Поскольку куда же от нее, среды, деться?

На заре эволюции, вероятно еще во времена царствования одноклеточных, решение этих столь различных стратегических задач было возложено на два противоположных пола, поскольку отдавать одновременно два противоречивых приказа одному подчиненному глупо и неэффективно. Женский пол взял на себя функцию сохранять и передавать, а мужской — исследовать, тестировать и привносить изменения в уже сохраняемое. Говоря образно, женский пол взял на себя консервативную, а мужской — революционную роли.

До появления человеческой техники тестировать среду, ее состояние, можно было только одним способом — своей собственной жизнью, вернее степенью приспособленности этой жизни к окружающим условиям. Подходишь — проходи, плодись и размножайся. Не подходишь — извини… Для того чтобы лучше выполнять столь непростую миссию, мужской пол обзавелся целым рядом любопытных свойств. У мужских особей выше частота мутаций — своеобразных случайных проб «а что получится, если сделать так…». У них меньше норма реакции — другими словами у особей мужского пола четче и однозначнее проявляются все диетически определяемые признаки. Дескать, достался тебе набор именно этих генов, вот конкретно своей жизнью их и опробуй. У людей этот феномен приводит к тому, что однояйцовые близнецы-мальчики более похожи друг на друга, чем близнецы-девочки. С другой стороны, внешнее (фенотипическое) разнообразие представителей мужского пола больше, чем женского — опять-таки, чтобы среди них было легче тестировать и выбирать. Например, частота ранней детской смертности выше у мальчиков, но зато и среди долгожителей мужчин больше, чем женщин. Среде есть из чего выбирать!

 

Плата за донжуанство

Мужчины чаще лезут на рожон, у них выше поисковая активность и агрессивность. Случайность? Вовсе нет! Именно такое поведение гарантирует качественный «отстрел» средой плохо приспособленных индивидов. Средняя продолжительность жизни у мужчин меньше, чем у женщин. Опять случайность? Тоже нет! Результат страшного давления среды на непластичных мужчин! Отведенный природой срок жизни мужских особей почти всегда оказывается больше, чем реально реализованный. Среднестатистический воробей живет на свободе обычно меньше года, тогда как в клетке, огражденный от убийственного давления среды, спокойно чирикает почте два десятка лет. Впечатляет? Какие воробьи доживут до второго года и обзаведутся, наконец, семьей? Стрелянные, но недострелянные средой обитания. По словам В. А. Геодакяна: «В эволюции половых взаимоотношений возникшая раздельнополость — экономичная форма информационного контакта со средой, специализирующемуся по двум главным линиям эволюции — консервативной и оперативной… Повышенная смертность — выгодная форма информационного контакта со средой». Правда, об этой видовой выгоде поневоле забываешь, когда среда со всеми ее стрессами начинает неимоверно давить именно на тебя…

Московский психолог Николай Козлов в своих «Философских сказках» так емко высказался по этому поводу: «На мужчинах природа экспериментирует, в женщин же складывает то, что себя оправдало. А по жизни оправдывает себя в первую очередь держать нос по ветру, подстраиваться и держаться вместе со всеми». Не будем сейчас спорить с последним утверждением психолога. Важно, что он своей дорожкой приходит к тем же выводам, что и В. А. Геодакян. Мужчины — эволюционный материал для экспериментирования со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Если же вода, медные трубы и огонь окружающей среды успешно пройдены, если среда поставила свой штамп ОТК на данном наборе генов (генотипе), у его носителя есть все шансы активно распространить свои гены в последующем поколении, став владельцем многочисленного гарема или, на худой конец, просто многодетным папашей. В самом деле, вы не задумывались, к чему это природа создала такой перекос между полами в возможности оставлять потомство? Женский пол всегда по этому параметру ограничен. Сколько детей может родить женщина за всю свою жизнь, если только этим делом и будет заниматься? Десятка три? А какой-нибудь отец народа? Падишах или популярный певец без особых моральных ограничений? Тут счет может пойти уже на сотни и даже тысячи потомков. К примеру, у султана Османской империи Маули Исмаила (1640–1727) было 548 детей мужского пола и 340 — женскою. Подобные точные цифры удалось получить, поскольку каждый рожденный в обширном гареме султана ребенок получал небольшой подарок, и эти траты тщательно фиксировались в дошедших до наших дней расходных книгах.

Подобный перекос, только в соотношении половых клеток-гамет, возник уже в мире одноклеточных. Полмиллиарда лет назад одна царственно огромная женская клетка-гамета у примитивных водорослей или каких-нибудь медуз окружалась в воде суетливой толпой мужских гамет. Для репродуктивного успеха им надо было совершать поистине геракловы подвиги: вырабатывать массу энергии для дальнего путешествия, проплывать огромные (с клеточной точки зрения) расстояния, осуществлять поиск желанного партнера, ориентируясь на градиент половых феромонов… По сути, такая же картина сохраняется при оплодотворении в современном мире у большинства живых существ.

Биологи говорят о гаметическом отборе, происходящем до оплодотворения. В результате внутриутробного марафона подавляющее большинство мужских сперматозоидов сходит с дистанции и просто не добирается до яйцеклетки. Тестируют ли они при этом свои жизненные способности? Вполне вероятно. Говорят, что за счет эффекта гаметического отбора частота генетических нарушений в потомстве людей, переживших бомбардировку Хиросимы, оказалась гораздо ниже прогнозируемой.

Представительницы женского пола обладают сравнительно большей нормой реакции — то есть, они более пластичны. Один и тот же генотип может проявляться у них по-разному. Это позволяет ловко уходить от давления среды, хорошо сохранять доставшийся набор генов относительно независимо оттого, что досталось. Другими ело вами, приспосабливаться к любой жизненной ситуации, явно ил подсознательно думая только об одном — о детях. О возможности и необходимости передать им палочку генетической эстафеты.

 

Ответ на стресс

В стабильной среде разница между мужским и женским полом сводится лишь к чисто анатомическим отличиям репродуктивных органов. Иначе говоря, половой диморфизм сведен к минимуму. Однако стоит среде начать меняться, и это опосредованно вызывает расхождение в целом ряде признаков, которые могут иметь приспособительное значение. Вначале начинает меняться мужской пол, опробуя возможные варианты ответа на изменившиеся условия. Затем, после отбора наиболее приемлемых вариантов, за ним начинает подтягиваться более «осторожный» женский пол. Другими словами, любой по-разному выраженный у двух полов признак изменяется во времени от женской его формы к мужской!

Взглянув на половой диморфизм под таким углом зрения, можно четко указать направление эволюционных изменений вида или целой группы. Так, например, у большинства позвоночных самцы крутя нее самок. Это означает, что эволюция этой группы животных идет по пути постепенного увеличения средних размеров тела. Взгляните на график изменения среднего роста людей за последние несколько тысяч лет и вы поймете, почему мужчины в среднем несколько выше женщин. У насекомых ситуация часто обратная — самки меньше самцов. Значит, эволюция этих видов идет по пути уменьшения общих размеров.

Мужской пол является тем «инструментом», с помощью которого вид как бы «ощупывает» окружающие его условия обитания. Любопытный пример, подтверждающий справедливость этого принципа, можно найти среди беспозвоночных, способных размножаться не только половым, но и бесполым способом. В пресных водоемах обитают маленькие, похожие на рачков полупрозрачные существа — коловратки. Они постоянно фильтруют из воды различную мелюзгу — одноклеточные водоросли и инфузорий. Летом коловратки откладывают яйца, которые начинают развиваться без оплодотворения. Такое явление в биологии называют партеногенезом. Оно хорошо изучено и, по сути, является своеобразной формой бесполого размножения. Ясно, что из неоплодотворенных яиц могут развиться только точные генетические копии их мамаш.

Так вот, стоит только относительно стабильным курортным условиям обитания коловраток измениться, и они тут же начинают откладывать яйца, из которых развиваются самцы! Не касаясь сейчас механизма такого удивительного превращения, важно заметить лишь одно — самцы появляются у коловраток в ответ на изменение среды! Вид словно бросает в бой своих разведчиков, чтобы выяснить с их помощью что случилось, и заранее подготовиться к грядущим переменам. У любимых генетиками мух дрозофил, по сути, та же ситуация — в ответ на любые стрессовые воздействия мушки отвечают повышением доли самцов в потомстве. Как им это удается делан, остается пока полной загадкой… Кстати сказать, вооружившись этими знаниями, некий Олег Петрук в тоненькой брошюрке под броским заголовком «Сын или дочь?», изданной в Санкт-Петербурге в 1996 г., совершенно всерьез предлагает будущим папашам, которые мечтают только о сыне, изнурять себя житейскими тяготами, как бы моделируя давление среды, — голодать, недосыпать, испытывать стрессы… Любопытно, многие ли последуют такому совету, учитывая, что доля самцов в потомстве в ответ на неблагоприятные условия увеличивается не вдвое, а всего на несколько процентов?

 

Прогрессивные уроды

Итак, если среда стабильна, половой диморфизм должен уменьшаться. Вы не замечали, как проявляется действие этого закона в современном обществе? Когда во многом искусственная окружающая среда человека комфортна и не зовет ни на ратные, ни на охотничьи подвиги, яркие половые различия начинают как бы стираться. В результате возникает стиль «унисекс», когда без дополнительных указаний не враз и поймешь, кто перед тобой — юноша-подросток или девушка, все прелести которой легко скрывает пушистый свитер.

Футуристическая, поисковая природа изменений, свойственных мужскому полу, ярко проявляется в характере врожденных патологий. У женского пола эти аномалии носят атавистическую природу, то есть напоминают об уже пройденных этапах эволюции. У мужского же пола они направлены в будущее, то есть, как бы продолжают вектор наметившихся изменений. Например, среди новорожденных с тремя почками вдвое больше девочек, чем мальчиков, и наоборот — среди новорожденных «однопочечников» преобладают мальчики. Такая же картина и в случае аномального числа ребер и позвонков. В полном соответствии с ветхим заветом мальчишки с меньшим их количеством рождаются чаще девчонок. Почему так? Все просто! Эволюция всех хордовых и даже их предков шла по пути уменьшения гомологичных органов. Отголоски этого процесса по-разному демонстрируют два пола. Женский показывает что было, мужской — что будет.

Акушеркам хорошо известно, что девочки с врожденным вывихом бедра рождаются в 5–6 раз чаще, чем мальчики. Объяснить этот факт теперь несложно. Дети с таким отклонением от нормы лучше лазают по деревьям. Не вызывает сомнения, что наши далекие обезьяньи предки были асы лазания. Следовательно, увеличенная подвижность тазобедренного сустава — признак атавистический, и чаще проявляться он должен именно у девочек. У закончивших свой жизненный путь мужчин патологоанатомы на вскрытиях иногда находят дополнительные мышцы, которых нет в медицинских атласа; да и магистральные кровеносные сосуды у них порой располагаются не так, как принято. Это природа опробует на мужчинах новые варианты строения тела, которые могут оказаться более удачными, чем уже сложившийся анатомический канон.

Любопытные факты: средняя продолжительность внутриутробного развития мальчиков больше, чем девочек. Вместе с тем девочки на 2–3 месяца раньше мальчиков начинают ходить, на 4–6 месяцев — говорить, их половое созревание происходит года на два раньше, чем у мальчиков. Теперь объяснить эти расхождения совсем несложно. В эволюции человека как вида продолжительность беременности и послеродового развития новорожденных постоянно увеличивалась, что было необходимо для передачи большего объема навыков в процессе обучения. Эта тенденция ярче выражена у мужского пола, поскольку она эволюционно нова. В будущем же следует ожидать подтягивания девочек по перечисленным показателям к мальчикам, если те, разумеется, к этому времени не возьмут новые рекорды.

 

Консерваторы и оперативники

Эволюционная теория пола В. А. Геодакяна позволяет, бросив взгляд через призму разнофункциональной двуполости на такие свойства и признаки человека как темперамент, интеллект и творческие способности, наметить их эволюционные изменения. Становится понятным, почему женщинам проще приспособиться к новой и часто дискомфортной ситуации, чем мужчинам, которые пытаются выбраться из нее за счет поиска нетрадиционных решений. Почему мужчины чаще берутся за новые области деятельности и вчерне решают проблемы, а женщины доводят решения и приобретенные навыки до блеска технического совершенства. Хороший пример — такое, клалось бы, характерное только для женщин занятие, как вязание. Сказывается, его изобрели в XIII веке в Италии мужчины, и уж потом женщины переняли от них этот новый навык. Женщины познают мир интуитивно, прислушиваясь к голосу своей и окружающей природы. Мужчины пытаются строить логические схемы, структуры, которые объясняли бы мир с рациональной точки зрения. При этом, как метко заметил Р. Киплинг: «женская догадка иногда значит больше, чем мужская уверенность».

Консервативную и оперативную составляющие в реакциях мужчин и женщин можно проверить и в прямом эксперименте. Австралиец Ландауэр предлагал испытуемым решать несложную задачу: держа палец на центральной кнопке, дождаться нужного условного сигнала, а затем как можно быстрее убрать палец и нажать им на одну из восьми кнопок, окружавших центральную. Вроде все несложно. Однако в результате многочисленных временных замеров выяснилась любопытная закономерность. Оказалось, что женщины лучше справлялись с первой частью задачи, то есть быстрее убирали пале с кнопки, а мужчины быстрее выбирали одну нужную из восьми возможных — то сеть лучше справлялись с «творческой» составляющей задания!

Вооружившись теорией Геодакяна, можно легко объяснить целый ряд любопытных феноменов, связанных с половым диморфизмом. К примеру, опытный графолог может достаточно легко отличить женский почерк от мужского. Каким образом? Очень просто обычно любой мужской почерк содержит больше отклонений нормы, а женский больше похож на классические прописи — он более регулярен, консервативен, правилен. Скаковые жеребцы превосходят кобыл своими спортивными достижениями. Элементарно! Человек вел отбор по этим показателям в течение столетий, следовательно, признак «скакучести» должен сильнее проявляться именно у самцов. Та же ситуация у баранов тонкорунных пород, которые дают шерсти в 1–1,5 раза больше, чем их подруги овцы. У самцов тутового шелкопряда аналогичный случай — их коконы содержат процентов на 20 больше шелка, чем коконы самок. Половой диморфизм — следствие любого отбора по любым признакам! Под давлением отбора признак вначале меняется у самцов, а затем найденным оптимальным значениям подтягиваются самки.

Стоит ли мужчинам гордиться своей авангардной ролью, которую навязала им логика эволюции? Вряд ли. Ведь они не только становятся первыми подводниками и космонавтами, но и чаще оказываются за решеткой исправительных учреждений и в большей мере страдают от новоявленных болезней и пороков века: атеросклероза, рака, шизофрении, СПИДа, наркомании и алкоголизма. Такова плата за риск и поиск. Надо, впрочем, надеяться, что умудренные жизненным опытом эволюционных изменений женщины не будут спешить принимать и закреплять такие приобретения мужчин.

 

Возможно ли непорочное зачатие?

(кое-что о сомнении и чуде)

В XIX веке мюнхенский зоолог Карл Зибольд открыл явление «непорочного зачатия» у некоторых насекомых. Так размножаются, например, обычные тли. Летом их самки без всяких предварительных контактов с самцами откладывают яйца, из которых благополучно вылупляются самки второго поколения. Те, в свою очередь, снова «беспорочно» дают начало новому поколению самок. За летний сезон таких «неполовых» генераций может быть до десяти. В результате фактически бесполое размножение вредителей идет быстро, буквально лавинообразно! Вот, кстати, почему тли порой так быстро оккупируют полюбившиеся им молодые побеги… Даже одна самка, оказавшаяся в силу случая на подходящем растении, может стать праматерью нескольких поколений насекомых. Времени на поиск брачного партнера и секс тратить не надо!

Зибольд назвал такой «непорочный» тип размножения партеногенезом (греч. parthenos — девственница). Партеногенетическое увеличение численности у тлей может продолжаться вплоть до осени, когда, наконец, в результате укорочения светового дня из некоторых яиц не появляются тли-самцы, которые тут же спешат исполнить свой мужской долг. Кстати, обратите внимание на любопытный факт — в данном случае на определение пола оказывает влияние обычный свет! Самцы спариваются с самками. Оплодотворенные яйца зимуют, и весной из них появляются новые самки тлей.

Прослышав про удивительное открытие Зибольда, его вскоре посетил католический архиепископ, который, несмотря на свой сан, живо интересовался достижениями науки. «Теперь и для девы Марии можно объяснить тот же процесс!», — не скрывал он своего ликования. Зибольд, как истинный ученый, относился к таким смелым предположениям настороженно. Нельзя же, в самом деле, прямо переносить данные, полученные при изучении насекомых на позвоночных, тем более на людей!

Между тем прошло более ста лет, и в 1958 г. сотрудник Зоологического института Армянской академии наук Илья Даревский обнаружил, что все пойманные им на берегу горного озера Севан экземпляры скальных ящериц Lacerta saxicola являются самками. При всем старании самцов этого вида обнаружить не удавалось! Вместе с тем не вызывало сомнений, что ящерицы-самки не очень-то грустили без своих кавалеров. Они откладывали яйца, из которых в срок вылуплялись, опять-таки, одни самки. Этот факт был позже подтвержден в лаборатории, где в террариумах было выращено несколько поколений скальных ящериц, совершенно не ведавших никаких радостей спаривания!

Сначала Даревскому, опубликовавшему свои наблюдения в солидном научном журнале, из профессионалов зоологов мало кто поверил. Слишком уж это было непривычно и беспрецедентно — наземное позвоночное, и вдруг без самцов! Как это так? Может, исследователь что-то там напутал? Вскоре, однако, однополые ящерицы были обнаружены и за океаном. Их открыли на юго-западе США и в северной Мексике зоолог Индианского университета Ш. Минтон и сотрудник Американского Музея Естественной Истории Р. Цвейфель. Обнаруженные ими ящерицы относились к роду бегунов (Cnemidophorus). Этот род включает около 40 видов, из которых 12 представлены только самками! К 1973 г. исследователям удалось подобрать подходящие условия содержания этих удивительных ящериц в неволе, и в результате они получили 7 поколений партеногенетически размножающихся ящериц-бегунов. То есть 7 поколений подряд самки откладывали яйца без всякого участия самцов, и затем из таких неоплодотворенных яиц благополучно вылуплялись ящерки-малыши. Они были точными копиями своих мамаш. Совпадали характер окраски, размер и форма чешуй, и даже разновидности отдельных белков у потомства были точно такие же, как у ящериц-мамаш! Этот пример, кстати, хорошо демонстрирует главное преимущество полового размножения — с его помощью создается биологическое разнообразие.

Американские ученые долго ломали голову, откуда такие однополые ящерицы могли взяться, и как именно у них происходит процесс размножения. Выяснилось, что диплоидные яйца ящериц-бегунов перед тем как пройти редукционное деление (мейоз) удваивают все свои хромосомы. То сеть становятся тетраплоидными. Затем следует мейоз, и число хромосом уменьшается вдвое, то есть яйца снова становятся диплоидными! Из них и развиваются ящерицы-малыши. Без всякого участия ящериц-папаш. По одной из версий, однополые ящерицы возникли в результате межвидового скрещивания различных видов ящериц-бегунов. Напомню, что таких видов много — несколько десятков. Обычно потомки межвидовых браков бесплодны. Вспомните хотя бы мулов — гибридов ослов и лошадей. Они вполне жизнеспособны и работящи, но не дают потомства. Исследователи предполагают, что самцы, родившиеся от межвидовых браков ящериц-бегунов, погибли, не оставив потомства, а часть самок «вывернулась» из этой ситуации. Приступив к партеногенезу. Вполне вероятное объяснение! Выходит, партеногенез у позвоночных все-таки возможен? Да, это факт! Если так, то быть может, он случается, хотя бы изредка, и у млекопитающих?

Различные варианты механизмов партеногенеза биологам хорошо известны. В одних случаях в будущей яйцеклетке не проходит редукционное деление — мейоз. В результате яйцеклетка остается диплоидной — то есть, содержит двойной набор хромосом. Сперматозоиды для ее развития оказываются не нужны. Неоплодотворенная диплоидная яйцеклетка начинает делиться, возникает личинка, зародыш, а потом и молодая особь, которая будет точной копие своей матери. По сути, такой тип партеногенеза можно рассматривать как естественно протекающий в природе процесс клонирования организмов! В других случаях мейоз в будущей яйцеклетке проходит. В результате число хромосом уменьшается вдвое. Однако и тут при партеногенезе дело обходится без оплодотворения! Гаплоидное ядро яйцеклетки (с одиночным набором хромосом) начинает делиться. В результате появляются два ядра, каждое из которых содержит гаплоидный набор хромосом. Затем такие ядра сливаются друг с другом! Диплоидный набор хромосом восстанавливается, и в дальнейшем из такого, опять-таки неоплодотворенного сперматозоидом яйца, развивается впоследствии новая особь. Еще один механизм партеногенеза только что был описан на примере американских ящериц-бегунов.

Партеногенез оказался достаточно распространенным явлением в мире живой природы. Он был обнаружен у многих растений, беспозвоночных и даже позвоночных, за исключением млекопитающих. У обычных медоносных пчел, например, самцы-трутни появляются в конце лета именно благодаря партеногенезу. Если яйцо пчелы, проходя по яйцоводам самки, оплодотворяется сперматозоидами самца, хранящимися в течение всей ее жизни в особом резервуаре, на свет появляется рабочая пчела женского пола. Все ее клетки диплоидны. Если же такое яйцо не оплодотворяется, из него развивается гаплоидный трутень-самец. Стоп! Может, это и есть модель непорочного зачатия, которое упоминается в Библии!?

К сожалению, хромосомное определение пола у перепончатокрылых насекомых происходит не так, как у людей. Как вы уже знаете, особи женского пола у млекопитающих обладают двумя X хромосомами. Генотип самки — XX. Генотип самца — XY. Следовательно, если даже предположить, что созревающая в яичнике женщины яйцеклетка начала развиваться путем партеногенеза, в результате возникнет диплоидная клетка с хромосомами XX. Хромосоме Y просто неоткуда взяться! Значит, в результате такого «непорочного зачатия» (читай — партеногенеза) на свет может появиться только девочка — точная копия своей матери. А Христос, как известно, был мужчиной.

Впрочем, в конце XX века индийский биолог Чандра из Бангалора выдвинул любопытную гипотезу определения пола, которая проливает свет на проблему непорочного зачатия. Согласно взглядам Чандры, развитие зародыша по мужскому пути у млекопитающих и у человека определяется лишь дозой «полового» гена, копии которого присутствуют и в X, и в Y хромосоме. Как вы уже знаете, в «женских» клетках одна из X хромосом инактивируется и превращается в компактное тельце Барра. В результате, в таких клетках работает только одна копия «полового гена», которой оказывается недостаточно, чтобы «запустить» развитие клеток и организма в целом по мужскому сценарию. В клетках с хромосомами XY активны две копии этого гена. Именно поэтому из клеток с таким генотипом развиваются особи мужского пола. Следовательно, если предположить, что в женской яйцеклетке с хромосомами XX произошла дупликация гена, ответственного за половую детерминацию, то есть количество таких генов увеличилось (в принципе, мутации такого рода в хромосомах случаются), то согласно гипотезе Чандры такая яйцеклетка могла дать начало мужской особи! Разумеется, при этом надо еще допустить, что такая мутантная яйцеклетка будет способна к партеногенезу.

Не кажется ли вам, что получается слишком много допущений? Хотя, впрочем, чего не бывает… Вот, например, английские исследователи обнаружили в конце XX века трех девушек, у которых клетки тела имели хромосомный набор XY (синдром Сваера). Вероятность появления таких аномалий очень низка — порядка 1/100000. Предполагается, что в одном из «половых» генов таких девушек произошла мутация, которая сделала этот ген или его белковый продукт неактивными. Почему бы не допустить, что бывают и другие хромосомные или генные мутации, которые могут заставить клетки с двумя «женскими» хромосомами XX развиваться по мужскому пути? Относительно недавно биологи обнаружили такую ситуацию, при которой мужчины обладают двумя женскими половыми хромосомами XX (синдром Ла Шапеля)!

Специалистам известны и другие случаи, когда на свет появляются мальчики с хромосомным набором XX. Вероятность такого рождения, которое ведет к появлению стерильных мужчин, оценивается примерно как 1/10000. Причины возникновения такой ситуации совершенно неясны. Выдвигалась гипотеза, согласно которой изначальный хромосомный набор, возникающий при оплодотворении в таких случаях, был XXY (то есть, при синдроме Клайнфельтера). Затем, на самых первых этапах деления клеток зародыша, хромосома Y терялась, успев, однако, оказать свое влияние на определение пола. К сожалению, это объяснение не выдерживает критики, поскольку известно, что гены Y хромосомы оказывают влияние на половую детерминацию зачатков половых желез у зародыша человека на втором месяце внутриутробного развития. В это время зародыш состоит уже из миллиардов клеток, и все они потерять свою Y хромосому никак не могут. Так что в целом мужчины с двумя XX хромосомами остаются биологической загадкой.

Из этого следует, что данные современной науки о хромосомном определении пола у людей не должны поколебать уверенности верующих людей в возможности всевозможных «чудес». Что же порой бывает, когда неверие закрадывается в их души, ярко демонстрирует следующий курьезный пример. В центре одного из древнейших городов Англии — Йорке — стоит величественный собор. Летом 1984 г. одно из его крыльев было закрыто лесами — шли ремонтные работы. 8 июля один из местных проповедников использовал их как оригинальную кафедру. Стоя прямо на досках, он обратился к своей пастве с необычной проповедью. В ней он, в частности, усомнился в одном из догматов католической церкви и подверг критике возможность непорочного зачатия. На дворе ведь заканчивался XX век, и надо было казаться современным. На следующий день прямо на месте злополучной проповеди случился пожар, в результате которого треснуло и частично расплавилось знаменитое Окно Роз, изображавшее древние символы борьбы за власть Йорков и Ланкастеров. Случайность? Быть может, хотя такие случайности обычно производят на верующих большее впечатление, чем данные современной науки.

 

Как вы могли заметить из содержания предыдущих глав, различные нарушения пола у человека чаще всего вызываются добавочными половыми хромосомами. Для специалиста посчитать число хромосом в клетках любого многоклеточного организма относительно несложно. Для этого достаточно окрасить по специальной методике делящиеся клетки, в которых эти хромосомы отчетливо видны. Если в соматических (неполовых) клетках человека число хромосом отличается от 46, это заведомо говорит о серьезном генетическом нарушении. Кстати сказать, добавочными могут быть не только половые, но и некоторые другие хромосомы. Однако о последствиях таких нарушений поговорим чуть позже. Пока же надо разобраться, какими вообще бывают повреждения наследственного материала (ДНК).

Проще всего это сделать, снова прибегнув к надежной аналогии. Давайте представим себе геном человека в виде многотомного издания. Каждый толстый том соответствует одной хромосоме. Все содержимое любого тома разбито на параграфы, которые соответствуют генам. Каждый ген имеет вид длинной строчки текста, слова в котором идут друг за другом без интервалов и абзацев. Буквы — это нуклеотиды. Не важно, что их не 4, как в ДНК, а 33. Суть дела это не изменит.

Замена или потеря даже одной-единственной буквы в «тексте ДНК» способна привести к серьезным последствиям. В результате одна аминокислота в белке может быть заменена другой. Структура белка станет немного иной, и, как следствие, изменится его функция, работоспособность. В подавляющем большинстве случаев не в лучшую сторону. Современной медицине и молекулярной биологии известно уже множество примеров, когда единичные замены аминокислот в белках приводят к тем или иным врожденным генетическим заболеваниям у человека. Такие минимальные изменения в ДНК называются точечными, или точковыми мутациями. Их можно уподобить опечаткам в отдельных словах. Некоторые из них способны изменить смысл слова или даже фразы.

Знаками препинания в ДНК (точками) служат определенные сочетания букв-нуклеотидов. Именно они позволяют понять, где в ДНК заканчивается информация об одном белке, и начинаются сведения о другом. Бывает, что в результате точечных мутаций такая «точка» появляется в пределах одного гена. Последствия трагичны: дойдя до такого «знака препинания», синтез данного белка прекращается, и вместо длинной полноценной белковой цепочки получается какой-то ее огрызок!

Обычно мы начинаем читать любую фразу с первой буквы предложения. Если эта буква и потеряется, большой беды не будет. Наш мозг услужливо восстановит смысл, указывая, что, к примеру, слово «лектростанция» — это привычная электростанция без первого «э»! У клетки мозгов нет, поэтому, если она начнет читать «текст» любого гена не с первого знака, а со второго или с третьего, произойдет катастрофа! В цитоплазму клетки поступит информация о совершенно другом белке. Между тем, такие сбои (биологи называют их «сдвигом рамки считывания») иногда случаются. Их тоже можно рассматривать как своеобразные мутации.

Аналогия ДНК с текстом хороша тем, что она весьма наглядно демонстрирует, какие «опечатки» в ДНК в принципе бывают. Изменение отдельных букв уже упоминалось. Пропуск слов? Пожалуйста! В результате различных сбоев из ДНК пропадают порой небольшие «кусочки». Такие мутации называются делениями (лат. deletio — уничтожение). Добавление лишнего «слова» называется вставкой — инсерцией (англ. to insert — вставить). Если одно «слово» или «фраза» ДНК удваивается, такое изменение называют дупликацией. Иногда кусочек ДНК меняет свое положение — то есть вырезается из одного места, а затем вставляется в другое. Такую мутацию называют транслокацией (лат. trans — через и locus — место).

ДНК порой проделывает фокусы, которые в обычных текстах даже и не встретишь. Например, одно «слово» (отрезок ДНК) может перевернуться на 180 градусов и в таком виде, «кверху тормашками», быть встроенным на свое место. Подобная мутация называется инверсией (лат. versum — вращать, поворачивать).

Все мутации, происходящие с отдельными генами, называются генными, как и врожденные заболевания, которые такими мутациями вызываются. Обнаружить генные мутации, разглядывая окрашенные хромосомы под микроскопом, не удастся. Слишком уж малы эти молекулярные изменения для того, чтобы их можно было выявить с помощью визуального контроля.

Итак, точечные и другие генные мутации — это своеобразные «опечатки», которые происходят на уровне отдельных слов и фраз в «текстах» ДНК. К сожалению, генными мутациями не ограничиваются сбои в генетическом материале. Есть и другие.

Как вы помните, хромосома — это компактная форма хранения нити ДНК, которая возникает в процессе деления клетки. По своему строению она напоминает длинный моток шерсти. Не удивительно, что даже небольшой участок хромосомы может содержать десятки, сели не сотни разных генов. При этом с отдельными хромосомами, в принципе, могут происходить все те же неприятности, которые случаются и с отдельными отрезками ДНК. Хромосомы теряют одни свои кусочки (делеция) и обретают новые (инсерция). Две негомологичные хромосомы могут поменяться двумя участками (транслокация) либо с потерей одного из них, либо без потери. Инверсии тоже случаются. Подобные мутации называют хромосомными аберрациями. Как вы помните, хромосома в нашей аналогии равноценна отдельному книжному тому. С этой точки зрения хромосомные аберрации — это редакторские и типографские ляпсусы на уровне отдельных страниц, параграфов и глав. Если вам досталась книга, в которой не хватает нескольких страниц, или они вставлены вверх ногами, или вообще стоят не на своем месте — вы имеете дело с типичной хромосомной аберрацией. Недуги, которые вызывают такие изменения, называются хромосомными заболеваниями. К ним относятся и врожденные болезни, вызванные добавочными хромосомами. Бывает, что при выдаче томов собрания сочинений в магазине вам случайно недодали один том (отсутствие одной хромосомы). Или вы получили два экземпляра одного тома (дисомия), или даже три экземпляра (трисомия). Возможная ситуация? Именно так обстоял дело со многими описанными выше нарушениями определения пол.

Как ни грустно констатировать, но различные хромосомные болезни являются достаточно распространенными заболеваниями современном мире. По статистике, среди новорожденных они встречаются с вероятностью 1/250. Иначе говоря, в результате каждой тысячи родов на свет появляется в среднем четыре ребенка с хромосомными болезнями. Частота хромосомных аберраций у эмбрионов еще выше. Она составляет 3,5–4,0 %. Известно также, что до 20 % спонтанных абортов вызвано различными хромосомными аномалиями плода. Печальный анализ показывает, что 5–6 % детей, гибнущих после рождения в течение нескольких дней, обладают различными хромосомными аномалиями.

Наконец, существуют сбои на уровне всего генома — геномные мутации. Как известно, соматические клетки человека диплоидны. Они обладают двумя гаплоидными наборами хромосом. В рамках аналогии с текстом можно считать, что это два разных издания собрания сочинений одного и того же автора. Различия существуют, но при отсутствии грубых опечаток они не принципиальны. У растений и у некоторых животных отмечены случаи, когда возникают жизнеспособные особи, все клетки которых обладают многократно повторенным гаплоидным набором хромосом. Например, таких наборов может быть три (триплоиды) или четыре (тетраплоиды). Полиплоидные растения обычно выше и мощнее своих «диких» диплоидных родственников. Кстати, многие культурные растения, которые мы выращиваем и едим, именно полиплоиды.

Напрашивается любопытная аналогия. Что, если сказочные люди-великаны — это редко встречающиеся полиплоидные особи человека, у которых не 46, а, к примеру, 69 или 92 хромосомы? К сожалению, такая гипотеза — чистая фантастика. Жизнеспособны, полиплоидных людей не бывает, хотя некоторые клетки тела человек ка действительно могут содержать больше, чем два гаплоидных набора хромосом. Полиплоидными, например, является часть клеток печени. Триплоидные или тетраплоидные зародыши человека иногда возникают, но они гибнут на самых ранних стадиях эмбриогенеза. Более того, как вы уже убеждались, наличие хотя бы одной добавочной хромосомы сверх положенных 46 приводит у человека к тяжелым синдромам; чего уж ожидать от дублирования всех!

Добавочными могут быть не только половые, но и некоторые другие хромосомы гаплоидного набора человека — так называемые аутосомы. Давайте кратко познакомимся с такими ситуациями и вызванными ими последствиями.

 

Лишние аутосомы

 

Синдром Дауна

Во второй половине XIX века на протяжении более десяти лет Дж. Лангдон-Даун — английский врач психиатрической лечебницы в графстве Суррей — наблюдал за умственно отсталой девочкой. У нее было плоское лицо с широкой переносицей и приплюснутым носом, пухлые губы и большой язык. Углы ее глаз у переносицы прикрывали заметные кожные складки, отчего лицо пациентки производило впечатление «монголоидности». Менструации отсутствовали, как и волосяной покров под мышками. Стопы и кисти девушки были непропорционально маленькими, словно детскими, припухлыми. Ее мизинцы были укорочены и немного искривлены. Она была физически слабым, безынициативным человеком, с возрастом так и не научилась читать и писать. Вместе с тем, даже делая скидку на психическую неполноценность, ее можно было назвать душевным и отзывчивым существом, способным чувствовать и эмоционально воспринимать мир.

В 1866 г. Даун в одном из медицинских журналов того времени подробно описал все эти признаки, с которыми многие врачи, впрочем, сталкивались порой и до него. Возможно, особое внимание Дауна именно к этой пациентке объяснялось ее возрастом. Она благополучно пережила 25-ти летний рубеж и при относительно маленьком росте в 130 см весила к тому времени 85 кг. Обычно же дети с такими признаками редко доживали до 10 лет, поскольку почти в половине случаев заболевание сопровождалось тяжелыми пороками сердца. Позже комплекс описанных признаков получил название «синдрома Дауна».

Причины этого странного врожденного заболевания долгое время оставались неясными. Догадка, что оно как-то связано с хромосомами, впервые возникла у А. Блейера — сотрудника медицинской, школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США). Он выяснил, что у растения ослинника в результате нарушений деления иногда появляются клетки с одной лишней хромосомой. Блейер предположил, что такие дефекты могут редко возникать и при созревании половых клеток человека. На удивление, как говорится, «ткнув пальцем в небо», он попал в точку! В 1950 г. его гипотезу подтвердили исследователи шведского института генетики. Они обнаружили, что у 95–96 % людей с синдромом Дауна в каждой клетке тела можно обнаружить не 46, а 47 хромосом! Лишней хромосомой оказалась 21-я — одна из самых маленьких хромосом человека. Таким образом, синдром Дауна можно считать классическим примером трисомии по 21-й хромосоме.

Позже выяснилось, что в остальных случаях часть этой хромосомы (так называемый участок q22) оказывается встроенной в одну из других хромосом клетки. Как вы помните, такие «перемещения» кусочков хромосом называют транслокациями. Чаще всего в роли «рецепторов» оказываются хромосомы № 13, 14, 15 или 22. Иногда даже на самой хромосоме № 21 упомянутый участок q22 оказывается повторенным дважды. Результат тот же — синдром Дауна. Кстати, у некоторых людей, которые выглядят нормально, одна из хромосом может содержать добавочный фрагмент 21-й хромосомы. В этом случае у носителей данной хромосомной мутации вероятность появления в потомстве детей с болезнью Дауна будет гораздо выше, чем в среднем в обществе.

Эти наблюдения навели исследователей на мысль, что именно в определенном участке 21-й хромосомы и находятся гены, которые являются ответственными за проявления синдрома Дауна. Среди таких генов, в частности, уже обнаружено несколько, наличие которых частично объясняет специфику данного синдрома.

Например, это ген, кодирующий белок α-А-кристаллин, входящий в состав хрусталика. Известно, что при синдроме Дауна часто возникают катаракты. Наверное, их появление и развитие как-то связаны с ненормальной работой гена кристаллина. Во-вторых, это ген, кодирующий один из белков мозга (Р-амилоид). Этот белок обнаружен в больших количествах в так называемых сенильных бляшках, возникающих в мозге при болезни Альцгеймера, которая вызывает старческое слабоумие. В мозге больных синдромом Дауна такого белка тоже много, и, наверное, с этим как-то связана их умственная полноценность. В-третьих, среди генов участка q22 обнаружен онкоген ets-2, который вызывает лейкемию — рак крови. У больных с синдромом Дауна это смертельно опасное заболевание возникает в 20–50 раз чаще, чем в среднем в обществе. Наконец, в участке q22 21-й хромосомы находится ген, кодирующий фермент (супероксиддисмутазу), который борется в нашем теле со свободными радикалами, содержащими атомы кислорода. Как известно, кислород — мощный и опасный для клеток окислитель. Упомянутый фермент не позволяет ему окислять в клетках что попало. Возможно, нарушения в работе этого гена (и, как следствие, сбои в работе фермента) приводят к ускорению процессов старения. Даже в наше время лишь четверть больных синдромом Дауна доживает до 50 лет.

Таким образом, покров тайны, всегда висевшей над синдромом Дауна, начинает понемногу сползать. В самом деле, почему наличие лишней хромосомы (а не ее отсутствие!) приводит к таким драматическим последствиям? По житейской логике, запас карман не тянет. Вероятно, увеличение активности работы генов (три копии вместо двух) так же вредно, как и ее ослабление в результате мутаций. Вместе с тем, многое еще остается неясным. Например, почему часто синдром Дауна связан с врожденными сердечно-сосудистыми дефектами, особенно с различными пороками сердца?

Характерный признак синдрома — длинная срединная поперечная складка, идущая через всю ладонь. Связь же наследственных признаков с гребешковыми валиками кожи на ладонях остается областью малоизученной.

Исследователи иногда отмечают местное и сезонное увеличение частоты рождений детей с синдромом Дауна. Впрочем, до сих пор не ясно, какие именно факторы влияют на такие «вспышки». Ясно, что они должны изменять поведение хромосом в мейозе — мешать им правильно расходиться. Возможно, таким фактором является какой-либо вирус. Американские ученые отметили влияние фтора на частоту возникновения синдрома Дауна. При его концентрации в питьевой воде 0,1–0,2 % частота синдрома составляет 0,39 на 1000 родов. При концентрации фтора 1,0–2,6 % — уже 0,58 на 1000 родов. Разница очевидна! И все же, самой важной причиной, прежде всего влияющей на частоту рождения детей с синдромом Дауна, является возраст матери. Если он не превышает 30–35 лет, вероятность появления на свет такого ребенка от совершенно здоровых родителей может составлять 1/700–1/900. Возможно, частота появления зародышей с синдромом Дауна даже выше, поскольку половина таких эмбрионов спонтанно абортируется. После 35 лет вероятность рождения детей-даунов начинает стремительно расти, и уже к 40 годам роженицы она составляет 1/50. После 45 лет — 1/25. То есть, из каждой согни детей, рожденных пожилыми женщинами, 2–4 ребенка наверняка будут обладать лишней 21-й хромосомой. Связь синдрома Дауна с возрастом родителей была подмечена врачами давно, не случайно некоторые из них в самом начале XX века считали этот синдром последствием «истощения утробы». В 80 % случаев вызывающая синдром лишняя 21-я хромосома содержится в яйцеклетке и лишь в 20 % — в сперматозоиде. Возможно, соотношение «дефектных» гамет у обоих полов одинаково, но сперматозоиды с лишней хромосомой обладают пониженной подвижностью, и поэтому реже достигают готовой к оплодотворению яйцеклетки.

В наше время синдром Дауна достаточно надежно выявляется с помощью пренатальной диагностики, о методике проведения которой рассказано в главе «Диагностика генетических заболеваний», учитывая увеличение вероятности рождения детей с этим синдромом у немолодых родителей, такие пары при планировании семьи обязательно должны обращаться в медико-генетические консультационные центры.

 

Синдромы Патау и Эдвардса

С вероятностью 1/5000–1/7000 на свет появляются младенцы с лишней хромосомой № 13. В 1960 г. пороки развития, вызванные такой нежелательной добавкой к геному, были описаны врачом Патау. С тех нор комплекс аномалий, вызванный трисомией по 13-й хромосоме, носит название синдрома Патау. Чаще всего речь идет именно о целой добавочной хромосоме, которую обычно передает будущему плоду мать. Однако иногда, как и в случае синдрома Дауна, аномалии развития, характерные для синдрома Патау, могут возникать в результате хромосомных транслокаций, то есть переноса части хромосомы № 13 в другие хромосомы диплоидного набора.

Младенцы с синдромом Патау обычно недоразвиты, хотя рождаются почти в срок; в процессе беременности таким плодом часто возникает многоводие. Характерный признак синдрома — пороки развития головного мозга и черепа. Лоб у младенцев с синдромом Патау обычно скощенный, окружность черепа меньше, чем в норме, переносица запавшая. Дети с синдромом Патау всегда страдают глубокой идиопатией. В процессе эмбрионального развития у них часто возникают расщелины неба и верхней губы. Обычны нарушения строения глаз вплоть до почти полною отсутствия глазных яблок. Уши часто деформированы и низко расположены. Лишняя хромосома № 13 оказывает неблагоприятное действие и на развитие многих внутренних органов, в частности сердца, кишечника, почек и поджелудочной железы. В результате в трех из четырех случаев при синдроме Патау у детей возникают дефекты перегородок сердца, кисты почек и другие подобные аномалии. Девочки иногда рождаются с двурогой маткой. У детей с синдромом Патау, независимо от пола, нередко наблюдаются лишние пальцы на руках или ногах (полидактилия).

Совокупность врожденных дефектов при синдроме Патау настолько сильно влияет на жизнеспособность младенцев, что к первому году жизни доживает лишь около 5 % из них. Усилиями современной медицины удается продлить срок жизни таких детей до 5, и даже до 10 лет, однако эффективных радикальных способов борьбы со столь серьезным генетическим нарушением не существует, и вряд ли стоит надеяться на их появление в ближайшем будущем.

Последствия трисомии по хромосоме № 18 известны в медицинской литературе как синдром Эдвардса. Частота его возникновения примерно такая же, как и синдрома Патау — один случай на 5–7 тысяч новорожденных. По неясным пока причинам девочки рождаются с добавочной 18-й хромосомой в три раза чаще мальчиков. Возможно, эмбрионы мужского пола с добавочной хромосомой № 18 чаще гибнут в процессе внутриутробного развития. Картина, возникающая при синдроме Эдвардса, во многом напоминает ситуацию при синдроме Патау: роды обычно проходят в срок, но новорожденные оказываются недоразвитыми; они медленно развиваются, как физически, так и психически. Лишняя хромосома № 18 приводит к порокам развития лицевой части черепа, сердца, костной системы и половых органов. Такие дети с трудом принимают пищу из-за скошенного подбородка, неразвитых челюстей и маленького рта. Лишь половина новорожденных с синдромом Эдвардса доживают до двухмесячного возраста, до 90 % младенцев с трисомией-18 погибают в течение первого года жизни. Все новорожденные с синдромом Эдвардса демонстрируют глубокую степень дебильности.

 

Синдром кошачьего крика

В 1963 г. французский исследователь Лежен описал у новорожденных детей врожденную аномалию, которую он назвал синдромом «кошачьего крика». Дело в том, что страдающие им дети имели мяукающий тембр голоса. Такая необычная особенность определялась особым строением их голосовых связок. Позже, в процессе взросления ребенка, этот характерный признак обычно исчезает, и неопытные матери, воспитывая своею первенца, не всегда обращают внимание на этот тревожный симптом. Им обычно просто не с чем сравнивать характер плача своего ребенка. Вот как описывает такую ситуацию американский врач Обри Милунски.

«Одна молодая женщина по имени Мэри (в то время ей было 27 лет) решила проконсультироваться со мной по весьма необычному поводу. За две недели до этого она пригласила в дом водопроводчика для мелкого ремонта. Ее ребенку было тогда четыре недели от роду. Занимаясь починкой раковины на кухне, водопроводчик спросил, не завела ли Мэри себе котенка. Мэри возмутилась, потому что за мяуканье котенка водопроводчик принял крик ее ребенка. Однако в последующие две недели ее внимание все больше и больше привлекал к себе крик ребенка, который и в самом деле чрезвычайно напоминал крик кошки. Поскольку Мэри к тому же испытывала большие трудности при кормлении ребенка, она решила, что необходимо посоветоваться с врачом.

Она начала с жалоб на то, что ребенок очень плохо ест, но скоро стало ясно, что главное, чем она была озабочена, — это его ненормальный крик. Ее беременность протекала совершенно нормально. Случаев наследственных болезней в истории семьи не было. Приступив к обследованию ребенка, я нашел, что он отстает в весе. Его крик действительно весьма напоминал крик кошки. Кроме того, лицо у него было крупнее обычною, глаза слишком широко расставлены, мизинцы на обеих руках слегка искривлены. Прослушивались также шумы в сердце.

Клинический диагноз, который я весьма неохотно и с горечью поставил, был синдром „кошачьего крика“, в то время еще очень трудно распознаваемый. Анализ хромосом ребенка подтвердил диагноз, а вместе с ним и горькие прогнозы о тяжелой умственной отсталости, которые и проявились в ближайшие месяцы и годы».

Горечь Милунски при постановке диагноза была вполне понятна. Для детей с синдромом «кошачьего крика» обычно характерна задержка умственного и физического развития. Синдром вызван нехваткой (делецией) части хромосомы № 5, которую они могут получить от одного из родителей. Порой подобная деления возникает как хромосомная мутация на самых ранних этапах развития зародыша. Как и в случае других хромосомных аномалий, борьба с последствиями синдрома весьма затруднена.

Завершая краткое описание последствий нарушения числа аутосом (неполовых хромосом) у человека, надо заметить, что наверняка сбои в процессе деления половых клеток приводят к появлению и других трисомий, то есть к образованию оплодотворенных яйцеклеток с одной или несколькими добавочными хромосомами. Однако, скорее всего, такие нарушения элиминируются еще в процессе внутриутробного развития, внося свой горький вклад в статистику недоношенных беременностей, заканчивающихся самопроизвольными абортами. Так сама природа борется с генетическими нарушениями, спонтанно возникающими в каждом новом поколении.