Управление полом
Английский король Генрих VIII очень хотел сына. Но с сыновьями ему не везло: из шести детей от его первой жены, Екатерины Арагонской, выжила только дочь Мария (впоследствии королева Англии). По разным политическим соображениям было крайне важно, чтобы в Англии появился законнорождённый принц-наследник. Тогда Генрих развёлся, попутно поссорившись с Папой Римским и проведя церковную реформу, и женился второй раз. Вторая жена, Анна Болейн, вместо долгожданного сына принесла дочь Елизавету, ещё одну будущую королеву. Потом Анна ещё дважды беременела сыновьями, но беременности заканчивались неудачно. Генрих был переменчивого и крутого нрава, так что стоит ли удивляться, что Анну в конце концов казнили. Сына король получил только от третьей жены. Возможно, Генрих VIII втайне сожалел о том, что нет способа заранее задать пол ребёнку, чтобы получить на выходе гарантированного мальчика.
Современные родители избавлены от подобных династических хлопот. Но всё же и они порой огорчаются из-за того, что вместо страстно желаемого мальчика появляется девочка или наоборот. Некоторые даже начинают искать помощи у экстрасенсов и знахарей либо прибегают к странным ритуалам, вычитанным в жёлтой прессе, — всё для того, чтобы «запрограммировать» пол будущего ребёнка. Советы эти и ритуалы выглядят довольно дико. Но если посмотреть беспристрастно с биологической точки зрения — есть ли способы повлиять на пол ребёнка?
У нас, как и у большинства млекопитающих, пол определяется половыми хромосомами Х и Y. В момент оплодотворения с яйцеклеткой, которая всегда несёт одну Х-хромосому, сливается сперматозоид, в котором может быть или Х-хромосома, или Y. Если у сперматозоида была хромосома Х, то у эмбриона окажутся две Х-хромосомы, это значит — девочка. Если у сперматозоида был Y, то получится XY — мальчик. Y-хромосома несёт в себе гены, от которых зависит «мужское» развитие; в отсутствие «игрека» получается женский пол. Конечно, можно представить, как мы уже после оплодотворения манипулируем хромосомами или перенастраиваем гены у зародыша, чтобы получить тот пол, который нужно. Но это сложно и хлопотно; кроме того, так мы будем вмешиваться в уже запущенную молекулярно-генетическую программу. Проще было бы получить нужный пол, отбирая оплодотворённые яйцеклетки с ХХ- или ХY-хромосомами или же помогая Х- или Y-сперматозоидам выиграть гонку во время оплодотворения.
Половые клетки образуются из специальных клеток-предшественников, которые, как и все другие наши клетки, несут двойной набор хромосом, от матери и от отца. Но при созревании яйцеклеток и сперматозоидов их клетки-предшественники делятся так называемым мейотическим давлением, когда число хромосом уменьшается в два раза. Яйцеклетки при таком делении всё равно получают по Х-хромосоме, а вот у сперматозоидов половина получает Х-, половина — Y-хромосому.
Считается, что у Х- и Y-сперматозоидов равные шансы достичь яйцеклетки, так что здесь всё решает случай. Тем не менее многим животным как будто удаётся повлиять на статистическое соотношение полов 50:50, обусловленное комбинацией половых хромосом. Для начала стоит упомянуть, что есть на свете ящерицы, у которых пол потомства зависит не только от хромосомного набора, но и от температуры, при которой развиваются эмбрионы. Так происходит, например, у бородатых агам Pogona vitticeps*. Половые хромосомы у агам (а также у некоторых других рептилий, у птиц и некоторых насекомых) называются Z и W, и пол они определяют иначе, чем «наши» X и Y: у самок хромосомы разные — Z и W, а у самцов одинаковые — Z и Z. Если яйца агам созревают при температуре ниже 32оС, детёныши вылупляются в соответствии с хромосомным раскладом. Если же температура становится выше 32оС, то генетические самки так и остаются самками, но при этом и ZZ-эмбрионы превращаются в самок. То есть генетически они самцы, а физиологически и анатомически — самки. Всё дело в том, что гены, определяющие у агам пол, по-разному проявляют себя в зависимости от внешних условий.
*Среди рептилий есть виды (аллигаторы, гаттерии, некоторые черепахи), которым половые хромосомы вообще не нужны, у них всё зависит от температуры, при которой развиваются яйца.
Но это рептилии, а что у млекопитающих? Есть целый ряд исследований, которые говорят о том, что состояние самки влияет на пол потомства. Во-первых, определённую роль играет тестостерон, который синтезируется и в женском организме. Эксперименты с животными показали, что если у самки повышен уровень тестостерона в яичниках, то она будет рожать больше самцов. Предположительно, как об этом пишут исследователи из Оклендского университета (Новая Зеландия) в статье 2008 года в журнале «Biology of Reproduction», во время созревания яйцеклеток гормон действует на них так, что при оплодотворении они отдают предпочтение преимущественно Y-сперматозоидам. Во-вторых, есть данные, что на соотношение полов в потомстве влияет диета самки. Например, в статье 2007 года в «Biology of Reproduction » исследователи из Миссурийского университета (США) писали, что, если самок мышей кормить жирной пищей с повышенным содержанием насыщенных жиров, доля самцов в потомстве повысится с 48% до 60%. (Если жирной едой кормить самцов-отцов, на пропорцию полов это никак не влияет.) Также число самцов среди потомков увеличивается, если после зачатия у самки был повышен уровень глюкозы в матке. Предположительно, всё это создаёт благоприятные условия для развития именно мужских эмбрионов.