Аркадий Эйзлер - Анатомия страсти

Сравнивая последовательность митохондриальной ДНК с возникшими в ней со временем мутациями, ученые могут не только определить степень родства современных людей, но и приблизительно вычислить время, необходимое для накопления мутаций в той или иной популяции. Так можно вычислить и эпоху, когда мутация еще не существовала, а предковая популяция людей была генетически однородной.

Но ученых интересовала не только эволюция женских хромосом. Исследователи Стенфорда изучили развитие Y-хромосомы, передающейся от отцов к сыновьям и определяющей мужской пол наследников. При исследовании этих хромосом у более тысячи мужчин из двадцати одной страны ученые были поражены неожиданными результатами, обнаружив на Y-хромосоме значительно меньше генетического многообразия, чем на митохондриях. Исследователи пришли к выводу, что «Адам», или, более точно выражаясь, праотец современных мужчин, пятьдесят-семьдесят тысяч лет назад тоже жил в Африке (Nature Genetics, 26)..

Почему же выжили мужские наследники именно этого основателя сильной половины человечества?

Существуют только предположения и домыслы. Возможно, Y-хромосома имела преимущества, которые обеспечили лучшие шансы для выживания или более высокую степень фертильности. Возможно так же, что эти хромосомы перешли по наследству от родственников, которые обладали какими-то исключительными возможностями, способностями или приоритетами, предоставившими им лучшие шансы для размножения.

В любом случае исследования показали, что современный человек – уроженец Африки, и именно оттуда он примерно сорок четыре тысячи лет назад начал победоносное шествие в Азию и на другие континенты, не склоняя головы перед селекционными процессами эволюции, а используя их на благо себе.

А вот и новое сенсационное сообщение микробиологов, предопределяющее судьбу сильной половины человечества. Речь идет не о сиюминутных, подобных апоптозу, междоусобицах, а о битвах, исход которых запрограммирован на миллионы лет вперед. К удивлению исследователей, гордая своим долголетием Y-хромосома может прекратить свое существование на нашей планете. Ученые предсказывают ее саморазрушение в течение следующих десяти миллионов лет под напором женской хромосомы Х (Graves, J.A.M. 2004. The degenerate Y chromosome – can conversion save it? Reproduction Fertility and Development, 16). Даже простой обыватель вздрогнет, узнав такую новость, несмотря на то, что это предсказание может сбыться в будущем, не укладывающемся в рамки наших понятий о времени.

Ни одна Ярославна не полезет на крепостную стену оплакивать не долетевших до зачатия носителей генной информации своего супруга, но все же факт, что она в ближайшие пару-тройку миллионов лет может остаться вообще без супруга, волнует не только ее, но и всю мировую общественность, напуганную отсутствием перспектив в нашем вечном движении вперед.

Еще в 2002 г. журнал «Neu Scientist» вопрошал: «Мужчины на пути самоуничтожения» (The Descent of Man, Neu Scientist, 2002)?! Почему? Потому что Y-хромосома разрушается. В связи с чем? Да потому, что она уже в течение трехсот миллионов лет не имела «сексуальных отношений». Разъясним: основой размножения живых существ является способность хромосом обмениваться частями ДНК при образовании половых клеток в процессе так называемого мейоза, особого способа деления клеток, – деления созревания, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом в половых органах мужчин и женщин.

Перед этим делением аналогичные хромосомы отца и матери объединяются, обмениваясь частями ДНК. В этот момент, называемый «рекомбинацией», характеристики родителей смешиваются, закладывая основу нового организма. Возникающие комбинации могут быть лучше или хуже приспособлены к условиям окружающей среды. Их можно рассматривать и как ремонтный механизм, при котором ошибочный отрезок или сечение хромосомы может заменяться соответствующим «здоровым» участком аналогичной хромосомы. Зачаточные клетки с хромосомами, имеющими ошибочные сечения, с большой степенью вероятности самоустраняются из конкуренции еще до оплодотворения, например, при движении сперматозоидов. Ремонтный механизм функционирует только тогда, когда существуют аналогичные хромосомы. Но для большей части своей длины Y-хромосома не может найти аналога, с которым она могла бы обменяться частями.

Всего у человека двадцать три пары хромосом, содержащих ДНК, но лишь одна из них является половой, содержащей дополнительную часть ДНК. Изначально, предполагают ученые, части ДНК свободно менялись местами в Х– и Y-хромосомах, которые 80–130 000 000 лет назад полностью разделились и перестали обмениваться ДНК. Одна часть стала принадлежать исключительно Х-, а другая – исключительно Y-хромосоме, которая затем довольно быстро эволюционировала, теряя при этом входящие в ее состав гены. Конечно, некоторые гены в Y-хромосоме сохраняются потому, что они уникальны и жизненно важны. Тем не менее объем и скорость дегенерации этой хромосомы заставляют ученых предположить, что возможно и полное ее исчезновение под воздействием все учащающихся ошибок, которые накапливаются не только вследствие мутаций, но также под действием эндогенных ретровирусов или агрессивных частей ДНК, проникающих повсюду, даже в гены. Согласно данным 2000 г., мужская хромосома, наиболее чувствительная к влияниям окружающей среды, является «проводником экологической информации в геном». Под воздействием неблагоприятных факторов – радиации, ультрафиолетового излучения, загрязнения воды, почвы и воздуха вредными веществами – происходит необратимая деградация Y-хромосомы, т.е. изменение и разрушение генов. Работы целого ряда ученых экспериментально подтвердили, что подобные воздействия вызывают мутации и делеции (удаление) генов. Согласно одним данным, Х-хромосома содержит около трех-четырех тысяч генов, в то время как мужская половая Y-хромосома состоит всего из двадцати шести – тридцати трех генов (изначально она содержала более полутора тысяч), по другим – сейчас в типичной Y-хромосоме около двухсот генов, в то время как в Х-, с которой они когда-то были идентичны, их тысяча сто.

По сравнению с Х-хромосомой Y-хромосома сегодня выглядит действительно жалко – даже по размеру она значительно меньше и похожа на маленькую букву «v» (Mittwoch 1964; Goodfellow et al., 1985; Groves, Rebec, 1992), что и проявляется в форме некоторых заболеваний, характерных только для мужчин: например, невозможность различать цвета, гемофилия, некоторые душевные заболевания.

Продолжающееся уменьшение Y-хромосомы, а затем и ее полное разрушение может привести к сильной модификации мужского пола. В связи с этим следует ожидать появления в большом количестве гомосексуалистов, бесплодных мужчин, мужчин с женским типом поведения, а затем – недоразвитых женоподобных существ, не способных к деторождению, т.е. людей с одной Х-хромосомой (ХО). Дегенерация Y-хромосомы уже выявлена у 5–15% бесплодных мужчин. Еще в 1997 г. было выявлено, что даже микроструктурные изменения в половых хромосомах могут привести к бесплодию. Люди с одной Х-хромосомой уже есть: это пораженные синдромом Шершевского-Тернера, встречающимся как у мужчин, так и у женщин. У людей с этим заболеванием верхняя часть туловища, как у мужчин, а нижняя – как у женщин (Mittwoch 1964; Villee 1967; Groves, Rebec 1992). В настоящее время этот синдром встречается у одного из трех тысяч мужчин. Есть опасения, что из-за постепенного разрушения Y-хромосомы и нарушения сперматогенеза возможно почти полное прекращение появления на свет мальчиков. Впрочем, не стоит думать, что это приведет к полному исчезновению мужчин: скорее всего, в игру вступит следующая пара неполовых хромосом, обретя свойства половых.

Сходные процессы наблюдаются и у женщин. Неблагоприятные антропогенные факторы могут привести к быстрому разрушению, а потом и исчезновению одной из Х-хромосом, в результате чего будет возрастать число лесбиянок, бесплодных и мужеподобных женщин, а затем недоразвитых женщин с одной Х-хромосомой (опять-таки синдром Шершевского-Тернера). Процесс разрушения генов в половых хромосомах у женщин идет медленнее, чем у мужчин. По данным ученых, представленным в 2002 г., количество мутаций генов у женских особей как человека, так и животного в четыре-шесть раз меньше, чем у мужских. Одна из причин более медленной дегенерации, возможно, связана с наличием у женщин двух Х-хромосом, которые дублируют друг друга – у мужчин же любые изменения в Y-хромосоме проявляются уже в следующем поколении мальчиков.