Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи
Алексей Алексенко продолжает публикацию цикла «Зачем живые любят друг друга» о загадках размножения и других парадоксах биологии. В этой главе речь пойдет о том, почему самцов и самок не всегда бывает поровну
Глава девятнадцатая, в которой не хватает мальчиков
У людей моего поколения, родившихся в СССР, в голове часто бывает довольно много мусора. Например, популярные песни «эпохи застоя». В одной из таких песен, которую в 1960-х исполняла прекрасная певица Мария Пахоменко, речь шла о том, как на танцах бедным девушкам трудно найти кавалера, «потому что на десять девчонок по статистике девять ребят». Я даже хотел использовать эту строчку в названии главы, но потом понял, что никто, кроме дремучих бумеров, уже не помнит такой ерунды.
Однако описанная статистика верна и сейчас: в прошлом году в России на тысячу женщин приходилось 867 мужчин. Конечно, женщин может быть больше просто потому, что они дольше живут, притом что мальчиков рождается даже чуть больше, чем девочек. Но из этого можно понять, что природе не так уж легко обеспечить равное соотношение полов, даже если этого требует неумолимый принцип Фишера.
Напомним про этот принцип: Рональд Фишер первым сообразил, что в каждом поколении ровно половина генов получена от отцов, а другая половина от матерей. Это значит, что если самцов в популяции меньше самок, то те, кто родит самцов, в следующем поколении получат генетический выигрыш. Этот баланс интересов и приводит к точному соотношению полов 1:1. И именно такое соотношение обеспечено хромосомным механизмом определения пола XY (или ZW, если вы птица). На протяжении нескольких глав мы копались в этом механизме и имели много возможностей восхититься его совершенством. Однако все это хорошо работает только в первом приближении, а в реальной жизни всегда возникают проблемы.
Вот, например, одна сложность. Мы говорим, что соотношение 1:1 — продукт баланса интересов генов. Каких именно? Ответ: ансамблей генов, заключенных в хромосомах родителей. Именно добытое в борьбе равенство материнского и отцовского вкладов в следующее поколение требует, чтобы в репродуктивный период вступило равное число самцов и самок. При таком соотношении все эти ансамбли генов получат равные шансы независимо от того, попали ли они в самца или самку. Однако некоторые участники ансамблей имеют и собственный интерес: если ген находится на половой хромосоме, ему равное соотношение полов, вообще говоря, ни к чему, потому что для половых хромосом никакого равного вклада нет — все Y происходят от отцов, а ⅔ X от матерей. А ведь именно гены этих хромосом как раз и заняты больше других определением пола. Так отчего бы им не взбунтоваться против остальных генов, которые лишь пользуются плодами их работы?
В самом простом варианте этот бунт выглядит довольно бессмысленно. Если вы, будучи геном, сидите на Y-хромосоме и решили обеспечить свое будущее, наделав побольше спермиев с Y-хромосомой, то, конечно, в первом поколении потомков ваших копий станет много, но затем этим потомкам надо будет с кем-то скрещиваться, а такому количеству самцов будет нелегко найти себе партнеров. Разумеется, остальным генам организма такое придется не по душе, и уж они найдут способ с вами справиться (а если не найдут, популяция вскоре потеряет всех самок и вымрет). Таким образом, вы, как это порой бывает с оппозиционерами, либо отправитесь на свалку истории, либо будете жить в непрерывной борьбе с большинством, что глупо и обременительно.
Как ни странно, этот глупый вариант действительно наблюдается в природе и получил название «мейотический драйв». В 2007 году взбунтовавшийся ген — его назвали Dox, Distorter on X — был обнаружен на Х-хромосоме одного из видов дрозофилы. Он не дает мухе производить спермии с Y-хромосомой, смещая равновесие в сторону самок. Дай ему волю, он бы сместил его окончательно и привел бедняжку-муху к вымиранию, но, как и следовало ожидать, один из аутосомных генов (Nmy) противостал бунтовщику: он подавляет его активность, возвращая соотношение полов к норме.