Самцы отрастили плаценту

Взгляды родителей на судьбу ребенка зачастую расходятся. Один может видеть в нём будущего музыканта, а другой – выдающегося астронома. К счастью, при выборе секций и кружков мнение чада всё-таки учитывается.

На самом деле конфликт родительских интересов начинается намного раньше – с самого момента слияния половых клеток (сперматозоида и яйцеклетки) и образования зиготы, из которой впоследствии разовьётся весь организм.

На этой стадии по неизвестным пока причинам происходит так называемый импринтинг генов – полное «выключение» их работы; при этом сами гены остаются сохранными и при передаче следующим потомкам вновь будут «конкурировать» с другими. Возможен и промежуточный вариант, когда импринтингу подвергаются регуляторные участки генома – так называемые энхансеры и сайленсеры; в таком случае активность гена частично сохраняется, однако она оказывается либо подавлена, либо, наоборот, усилена против «нормального» организма.

Именно этому механизму млекопитающие обязаны существованием полноценной плаценты, считает Кэрол Эдвардс из Кембриджского университета и её коллеги.

Поскольку в исследованиях эволюции зверей без анализа однопроходных и сумчатых не обойтись, в команду ученых вошли и австралийские биологи. Работа учёных опубликована в последнем выпуске PLoS Biology.

Генетики попробовали уточнить исторический момент возникновения импринтинга, «поражающего» обычно целые участки материнской и отцовской хромосом. Практически это происходит с помощью метилирования – присоединения метилового остатка к первым нуклеотидам самого гена. В результате считывающие последовательность ДНК ферменты попросту не могут «подобраться» к интересующему их участку хромосомы.

Зачем природе понадобился конфликт полов, до сих пор остается достоверно не выясненным. По мнению Эдвардс, причина этого феномена в «эгоизме» родителей, желающих получить максимум выгоды от своих биологических вложений. С точки зрения современного прочтения эволюционной теории, каждая особь, будучи заинтересованной в доминировании своего вида, ещё больше настроена на распространение собственных генов, в том числе и за счет ресурсов другого организма.

То есть любой самец заинтересован в том, чтобы его потомство получило максимум питания и заботы, вне зависимости от того, как это скажется на организме матери.

И если на организм своей партнерши повлиять он уже не в силах, генетический материал, передаваемый сперматозоидами, способствует росту плаценты – очень дорогого с точки зрения затрачиваемых организмом матери ресурсов органа – у своих будущих дочек, внучек и праправнучек.

Плацента пришла на замену желтку яйца, содержащему необходимый запас питательных веществ для эмбрионального роста. Наибольшее развитие она получила у млекопитающих, а точнее, у одного их подкласса – плацентарных млекопитающих, хотя эволюция знает и другие примеры объединения кровеносной системы матери с трофическими системами плода с помощью пуповины.

Миллионы лет, разделяющие возникновение подобия плаценты у рыб и специализированного эмбрионального органа у млекопитающих, позволяют считать эти случаи независимыми, подчеркивая схожесть путей эволюции для всех организмов.

Возможно, недавнее появление класса млекопитающих позволит эволюционистам разобраться с происхождением не только плаценты, но и импринтинга. С точки зрения биологов, утконоса, кенгуру и носорога трудно объединить в один класс. И хотя все они способны кормить своих детенышей молоком, удельный вес каждого этапа развития потомства сильно меняется, постепенно смещаясь в сторону хорошо развитой плаценты и продолжительного вскармливания.

Оказывается, ровно так же меняется и импринтированность генов, участвующих в развитии эмбрионального органа.

Эдвардс и её коллеги доказали, что участок Dlk1-Dio3 импринтируется только у плацентарных, подтвердив высказанную гипотезу о связи фундаментального и пока плохо изученного генетического механизма с филогенетическим развитием всего класса.

Впрочем, историческую роль полов в появлении этого органа установить уже вряд ли удастся. Пока придётся довольствоваться гипотезой о заинтересованности мужского пола в эксплуатации женской утробы.