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».

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.

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.

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 (

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.

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.

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.

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.