Обнаружены следы механизма посткоитального выбора отца
Пётр Смирнов
Самка способна распознавать сперму самцов, пытающихся её оплодотворить, и «настроить» свои половые пути на выбор одного из них. Возможно, таким же образом самки могут регулировать пол своих детей, выбирая сперматозоиды с нужными хромосомами. Впрочем, механизм этой реакции лишь предстоит понять.
Ученые обнаружили, возможно, еще один этап в длинных брачных играх млекопитающих. Последняя работа специалистов из британского Шеффилдского и испанского Мурсийского университетов подсказывает, что репродуктивная система самок способна «чувствовать» сперму и активно реагировать, изменяя микроокружение в матке. Возможно, это молекулярный механизм выбора отца своего потомства между несколькими самцами, причем стоящий уже после этапа соития.
Раньше считалось, что борьба за право оплодотворить яйцеклетку — целиком мужская привилегия, попросту говоря — кто лучший пловец, тот и победил. В условиях посткоитального выбора отца право выбора предоставляется яйцеводам матери, отбирающим самого здорового донора спермы и отрицающим остальных претендентов.
По мнению руководителя работы, доктора Али-резы Фазели из Шеффилдского университета, полученные им и его коллегами результаты существенно меняют современные представления эволюционной биологии. В частности, она объясняет такую широкую свободу поведения самок в животном мире, которые зачастую спариваются с несколькими самцами.
В первом в своем роде исследовании, опубликованном в Journal of Proteome Research, международная команда ученых нашла доказательства существования химической системы распознавания в яйцеводах свиней. Выбор модели не случаен — репродуктивная система свиней практически идентична человеческой.
Ученые четко показали, что появление спермы в половых путях самки запускает каскад химических реакций, ведущих к производству специфических белков, а следовательно, — к изменению микроокружения в яйцеводах. Исходя из более ранних представлений, ученые сочли бы, что это необходимо для хранения спермы, оплодотворения и раннего эмбрионального развития. Но в свете новой теории, речь, возможно, идёт о запуске системы распознавания и селекции, позволяющая самкам определить наличие разных видов спермы, и только уже затем запустить транспорт, связывание и активацию сперматозоидов для оплодотворения.
Наличие какого-то механизма выбора спермы ученые предполагали и раньше, в первую очередь, в результате анализа наблюдений за промискуитентными, то есть склонными к беспорядочным половым связям, животными. Яркий пример подобных — бабуины.
Самки бабуинов в каждом репродуктивном цикле зачастую спариваются с несколькими самцами. И несмотря на то, что биологически разные яйцеклетки могут быть оплодотворены разными самцами, потомство, как правило, принадлежит лишь одному из них. Непонятно, впрочем, зачем тогда самкам спариваться и с остальными.
Для более детального анализа ученые исследовали свойства клеток яйцеводов в культуре. С помощью минимально инвазивной техники, то есть с минимальным влиянием на внутренние процессы, биологи оценили изменения секретируемых клетками репродуктивного тракта белков в ответ на введение спермы. И хотя пока изучены свойства не всех обнаруженных исследователями белков, факты, противоречащие новой гипотезе, обнаружены не были.
Не исключено, что вновь открытый механизм способен определять и пол ребенка.
Миллионы сперматозоидов, готовых оплодотворить яйцеклетку, отличаются друг от друга генетической информацией, и пол ребенка определяется именно половой хромосомой, которую несет сперматозоид — X или Y. Если с яйцеклеткой сольется сперматозоид Y, то в результате родится мальчик, а если X, то получившийся набор половых хромосом XX даст девочку.
Логично предположить, что так же, как материнский организм выбирает между сперматозоидами разных самцов, он может выбирать и между мужскими половыми клетками одного отца. Подобные явления были замечены ранее. Известно, например, что после Первой и Второй Мировой войн рождаемость мальчиков практически в два раза превышала рождаемость девочек.
Справедливости ради стоит сказать, что рождаемость мальчиков и в обычное время выше. Традиционно это объясняют тем, что Y-сперматозоиды — более быстрые пловцы, чем «женственные» X.
Другая сторона работы ученых — разрешение давно волнующего иммунологов вопроса о выживаемости сперматозоидов. Ведь иммунитет матери, созданный для того, чтобы различать свое и чужое, не реагирует на вторгающиеся в репродуктивный тракт мужские половые клетки, несущие чужеродную генетическую информацию. А в реальной жизни сперма не только защищается, но и некоторое время хранится в половых путях.
Если традиционная точка зрения полагает, что сперматозоиды уходят от иммунного ответа, то, по мнению Фазели, на самом деле ситуация прямо противоположна.
Он считает, что иммунная система матери как раз распознает сперматозоиды, но не как «врага», а как «друга».
В репродуктивном тракте матери располагаются иммунокомпетентные клетки, и именно они, по мнению Фазели, неспецифично (без образования антител) распознают сперматозоиды и ингибируют активность остальных иммунных клеток в этом регионе на время.
Открытие ученых должно, в первую очередь, повлиять на индустрию экстракорпорального оплодотворения, при котором в яйцевод или матку подсаживается уже готовый эмбрион. Исходя из новых данных, ученые получат возможность управлять репродуктивной системой, подготавливая её к приему зародыша. Подобная проблема знакома и ученым, занимающимся репродуктивным клонированием млекопитающих, и несмотря на то, что работы с человеческими эмбрионами запрещены, теоретический базис потихонечку продолжает накапливаться.
Другое приложение — разведение домашних животных, ведь если самки самостоятельно способны выбирать лучшего отца для своего потомства, то роль селекции и избирательной «вязки» становится весьма сомнительной.
В любом случае, детальный механизм выбора пока еще не удалось установить, а потому далеко идущих выводов пока делать не стоит.
Цивилизация
