Хромосомы и пол

Продолжение. См. No 3/2002

Процесс оплодотворения

Процесс оплодотворения:
а–г – проникновение сперматозоидов в яйцеклетку;
д–з – слияние ядер половых клеток.
1 – мембрана яйца; 2 – студенистая оболочка; 3 – бугорок оплодотворения; 4 – оболочка оплодотворения; 5 – центриоль

Эта древняя связь выделительной системы с органами размножения доставила человеку немало психологических проблем, поскольку сексуальная активность невольно ассоциировалась в головах людей с чем-то постыдным, запретным и не подлежащим публичному обсуждению. Только представьте себе, как складывалась бы вся сексуальная культура человека, будь органы размножения связаны не с органами выделения, а, например, с органами слуха или зрения.

К концу второго месяца развития будущие семенники начинают выделять два гормона: уже упоминавшийся тестостерон и так называемый антимюллеровский гормон. Тестостерон стимулирует образование из вольфовых протоков семенников. Антимюллеровский гормон в свою очередь угнетает развитие мюллеровых каналов. В результате внутреннее и внешнее развитие зародыша начинает идти по мужскому пути.

У будущих девочек антимюллеровский гормон не выделяется, поэтому их развитие идет по женскому пути: из мюллеровых каналов у них развиваются внутренние женские органы размножения. Не правда ли, создается впечатление, что для развития по мужскому пути требуются некоторые усилия, а по женской линии оно идет как бы само собой. Не случайно в опытах над животными было показано, что если лишить эмбрион будущего семенника, то независимо от своей мужской хромосомной конституции он развивается в самку! Это может означать, что женский пол является эволюционно более древним, а особи мужского пола, не способные к рождению потомства, являются лишь необходимым довеском к женским организмам.

Таким образом развитие мужской и женской половых систем до определенного момента идет по общему пути. Это отражается и в строении внешних половых органов человека. У мужчин, например, имеется зачаточная матка – небольшая двурогая полость, открывающаяся в мочеполовой канал.

Еще в эмбрионе созревающие в женских половых железах яйцеклетки приступают к редукционному делению – мейозу. По сравнению со сперматозоидами таких клеток, прародительниц следующего поколения, оказывается совсем немного – несколько десятков тысяч. Более того, из этих претенденток лишь несколько сотен превратятся позже в зрелые яйцеклетки яичника. Остальные по неизвестным причинам дегенерируют.

Вообще в судьбе яйцеклеток много таинственного. Например, начавшееся на эмбриональной стадии редукционное деление затем тормозится на годы и заканчивается фактически лишь в момент оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом! Зачем нужна такая долгая пауза, совершенно неясно.

Вторая тайна созревающих яйцеклеток – их постепенное дозревание в фолликулах яичника. Как известно, в ходе менструального цикла в яичнике обычно созревает лишь один фолликул, из которого примерно к четырнадцатому дню цикла выделяется готовая к оплодотворению яйцеклетка. Остальные фолликулы, находящиеся тут же рядом, по соседству, ожидают своей очереди. Как же определяется эта очередность? Иначе говоря, почему данный фолликул «решает», что именно ему пора готовить свою яйцеклетку к выходу в свет? Совершенно неясно!

Однако кое-что о созревании яйцеклеток известно. Так, например, в процессе мейоза из одной материнской диплоидной клетки образуются четыре гаплоидных (мейоз проходит в результате двух последовательных делений). При образовании сперматозоидов зрелые спермии получаются одинаковыми. При образовании яйцеклеток образуется одна большая клетка (именно она и способна к оплодотворению) и три крошечные клеточки, называемые «полярными тельцами». Такой перекос понятен – яйцеклетка должна накопить как можно больше питательных веществ для дальнейшего развития, поэтому делить их поровну между несколькими клетками, образующимися в результате мейоза, просто невыгодно.

По сравнению с созреванием яйцеклеток образование сперматозоидов идет достаточно просто. Мейоз в стволовых «мужских» клетках начинается лишь во время полового созревания подростка. Зато потом этот процесс идет с завидной регулярностью до глубокой старости. Каждую секунду у мужчины образуется около 1,5 тыс. зрелых сперматозоидов. Этим могут определяться особенности сексуального поведения. Еще Ч.Дарвин замечал, что «разборчивость со стороны самки, по-видимому, почти такой же закон, как страстность самца». Возможно, эта страстность и разборчивость базируются на простом различии в численности зрелых половых клеток, которые нужно эффективно использовать для продолжения рода.

Итак, ключевым моментом детерминации пола является формирование соответствующих половых желез у эмбриона на втором месяце беременности. Этот факт был установлен еще в 1912 г. американским исследователем Уиманом. Существуют ли гены, которые определяют эту детерминацию? В 1986 г. исследователь Д.Пейдж сделал доклад, в котором рассказал о выделении из Y-хромосомы человека участка длиной в полмиллиона нуклеотидов, который, с его точки зрения, и является «геном мужества». Именно он определяет самую раннюю половую дифференцировку у человека и млекопитающих.

По-видимому, речь идет о каком-то одном белке-регуляторе, поскольку точечные мутации в выделенном Пейджем участке ДНК приводят к сбою в определении пола. В частности, изредка удается обнаружить внешне вполне нормальных женщин с «мужским» хромосомным набором XY. Иначе говоря, несмотря на наличие у них Y-хромосомы, их развитие продолжает упорно идти по женскому пути.

Продолжение следует