Лев Толстой, секс и рекомбинация — продолжении серии «Зачем живые любят друг друга»
Алексей Алексенко продолжает цикл публикаций «Зачем живые любят друг друга» — о загадках размножения и других парадоксах современной биологии. В третьей главе рассматриваем роль секса в жизни Льва Николаевича Толстого.
В предыдущей главе у нас промелькнуло следующее описание полового размножения, если отвлечься от всех сложностей и свести многообразие жизни к удобной абстракции: «два мешка с генами слились в один, гены перемешались, потом один мешок опять разделился на два, со случайным набором генов в каждом». Хватило всего пары строк, и если уж в таком небогатом материале приходится искать разгадку преимуществ секса, вполне логично ухватиться за это самое перемешивание генов.
Занудство требует отметить, что «мешки с генами» существуют разве что у некоторых простейших (например, мешком с генами является макронуклеус инфузорий — это для тех, кто в теме), а при половом размножении случайным образом перемешиваются не гены, а хромосомы. На одной хромосоме генов может быть довольно много, и они, как выражаются генетики, «сцеплены», то есть имеют некоторую тенденцию передаваться потомкам вместе и не совсем случайным образом. Однако — и это серьезный аргумент в пользу того, что мы наконец нащупали что-то важное, — природа специально позаботилась о том, чтобы абстракция «случайного перемешивания» как можно точнее описывала реальность. Любой классический генетик-экспериментатор подтвердит вам, что опытным путем обнаружить «сцепление генов» не так уж просто: даже если гены находятся на одной хромосоме, но достаточно далеко друг от друга, в потомстве они нередко ведут себя так, как будто их наугад вынимали из пресловутого мешка. За этот эффект отвечает специальный механизм, который называют «рекомбинацией», а в других контекстах — «кроссинговером».
Вот теперь мы можем, наконец, перейти к обещанной теме этой главы — Льву Николаевичу Толстому.
Идея бесцеремонно использовать великого писателя для иллюстрации биологических идей принадлежит не мне. К ней в далеком 1979 году прибегал мой преподаватель, несравненный Алексей Павлович Акифьев (1938–2007). Именно с этого примера он начинал свой рассказ о генетической рекомбинации и кроссинговере. Итак, у классика русской литературы было 13 детей, из них девять достигли зрелости, и к началу XXI столетия они произвели около трех сотен потомков. Эти потомки проживают в России, Швеции, Германии, Франции и США, среди них есть ученые, бизнесмены, писатели и даже один депутат Законодательного Собрания Российской Федерации. Некоторые носят бороды. Но вот кого среди них нет, так это копии Льва Николаевича Толстого. И причина этого досадного факта именно в рекомбинации.
Рекомбинация — это то, что происходит в результате секса. В общих чертах процесс выглядит так: две клетки, мамина и папина, встречаются и сливаются друг с другом. Затем сливаются их ядра. На этой стадии мамины и папины хромосомы в клетке перемешаны, но никак не взаимодействуют между собой. Однако перед тем, как дать начало следующему поколению, происходит еще кое-что важное: похожие хромосомы папы и мамы находят друг друга, слипаются по всей длине, а затем разрываются в одинаковых местах и соединяются крест-накрест. Это и есть кроссинговер, или рекомбинация. После этого клетка может поделиться, так что похожие хромосомы — теперь уже не мамины и не папины, а мозаичные, состоящие из перетасованных кусочков, — разойдутся в дочерние клетки. В этих клетках будет уже вдвое меньше хромосом, чем в родительской, где мамины и папины хромосомы были перемешаны — зато ровно столько, сколько было в слившихся когда-то клетках мамы и папы. Вот теперь можно начинать новый цикл: искать партнера для слияния и повторять все еще раз.