Война полов на генном уровне

Отклонения численности рождающихся мальчиков и девочек наиболее хорошо изучены у людей, однако стройной теории, описывающей влияние тех или иных факторов на соотношение полов, нет. Ученые предполагают, что секрет таких отклонений скрыт в борьбе половых хромосом родителей, но детальный механизм явления по-прежнему остаётся тайной.

Развитие механизма полового размножения миллионы лет назад открыло природе путь совершенствования и распространения необычайного разнообразия видов. Существовавшие до этого организмы размножались делением – простым копированием клеток, в результате чего новые организмы (в большинстве своём одноклеточные) были идентичны предкам. Изменения могли происходить лишь в результате случайных мутаций, что существенно замедляло эволюцию и распространение жизни в новые природные зоны.

Комбинация генов родительских организмов в этом плане гораздо эффективнее. В результате полового размножения на свет каждый раз появляются новые особи с неповторимым сочетанием признаков, доставшихся им от двух родительских организмов.

Они могут гораздо эффективнее адаптироваться к новым природным условиям по сравнению с бесполыми и передают свои новые генетические признаки потомству.

Потомство может получить еще более удачное сочетание генетических признаков и развить успех предков, особи же с неудачным сочетанием признаков не могут адаптироваться к окружающим условиям и, соответственно, передать наследственную информацию потомству.

Для достижения стабильности вида природа стремится поддерживать соотношение мужских и женских особей в соотношении 1:1, производя равное количество половых клеток с женскими и мужскими половыми хромосомами.

Однако замечено, что такое соотношение часто не соблюдается и в среднем мальчиков рождается немного больше, чем девочек. Это соотношение еще больше расходится во время военных лет, когда мужское население резко сокращается, в полигамных обществах, где распространены гаремы. Выявлены соотношения между зависимостью полов и условиями жизни, возрастом родителей и условиями жизни и ряд других.

Считается, что природа тем самым «перестраховывается», производя на свет больше мужских организмов, более подверженных преждевременной смерти и повреждениям по сравнению с женскими.

Тем не менее, сам механизм противостояния мужских и женских половых хромосом, в ходе которого зародыш приобретает половые признаки, до сих пор установлен не был.

Учёным из Университета Атланты удалось выяснить генетику половой регуляции – пока лишь на примере мушек-дрозофил.

В дикой природе их популяция разделена на самцов и самок в строгом соотношении 50/50. Однако некоторые лабораторные линии этих насекомых отличались большим количеством женских особей в популяции в сравнении с мужскими.

Свою работу ученые под руководством генетика Тао Юня начали с того, что сравнили ДНК мужских особей из линий, производящих до 90% женского потомства, с ДНК самцов из линий с равным соотношением самцов и самок в потомстве.

Они обнаружили различие в гене, находящемся в Х-хромосоме, который получил название Dox. Мушки, имеющие Dox в своей ДНК, производят женский – содержащий Х-хромосому – наследственный материал, способный каким-то образом подавлять мужские половые клетки. Это, естественно, приводит к появлению большего количества самок в потомстве. Напротив, в линии потомства, не имеющей Dox, мужские половые клетки проявляли способность оплодотворять клетку и производить на свет мужское потомство, выравнивая таким образом соотношение мужских и женских особей в потомстве.

Однако существует и обратный генетический механизм, «защищающий» мужские половые клетки.

В ряде экспериментов команда исследователей обнаружила в другой хромосоме ген, способный подавлять действие Dox. Он получил имя Nmy. Линии мушек, несущие оба гена, производили на свет одинаковое количество самцов и самок. Те линии, в ДНК которых ген Nmy встречался реже, как правило, становились родителями дочерей.

Несмотря на то что до сих пор ученые не располагают сведениями, есть ли подобные гены у других видов животных, Тао рассказал Science, что открытие может объяснить часто наблюдаемое явление – инактивацию мейотической-Х-хромосомы, – в ходе которого одна из Х-хромосом как бы «выключаются» на время воспроизведения половых клеток.

По его мнению, это отключение может являться одним из механизмов срыва воспроизведения гена Dox и предотвращения доминирования женских особей в потомстве.

Дэвен Пресгрейвз из Рочестерского университета в штате Нью-Йорк отмечает важность результатов работы, так как, по его мнению, прямым её следствием является возможность накопления генетических модификаций в женской половой хромосоме. Эти изменения могут привести к появлению на свет новых видов, не способных к размножению в среде остальной популяции. Таким образом, появление новых видов может быть побочным продуктом борьбы двух генов, один из которых пытается подавить другой.