Каким же образом белок SRY переключает развитие с женского на мужское? Белок гена мужского пола связывается с рауляторной частью гена так называемой мюллеровской ингибирующей субстанции (МИС). МИС представляет собой белок, который подавляет развитие мюллеровских протоков, то есть будущей женской половой системы. Вполне возможно, что МИС давит активность гена ДСС. (Схема действия гена SRY на молекулярном уровне показана на иллюстрациях.)
Ветеринары знают, что если у коровы развиваются два плода, один из которых мужского пола, а второй женского, то второй рождается «интерсексуалом». Особенностью развития плодов у коровы является то, что у телят имеется общее кровообращение через общую плаценту. Таким образом, происходит внутриутробное подавление развития женского плода под действием фактора, выделяемого тестикулами бычка.
Словом, половая принадлежность определяется на молекулярном уровне путем тончайшего взаимодействия белка с ДНК. Нарушение этого взаимодействия ведет к гермафродитизму разной степени выраженности.
Ясное дело, что подобное квантовомеханическое взаимодействие возникло не сегодня. И нет ничего удивительного в том, что у сумчатых Австралии ученые обнаружили тот же ген SRY, белок которого на 82—86 процентов сходен по аминокислотному составу с человеческим. Интересно, что для поисков «сумчатого» гена ученые использовали ДНК-пробы гена человека. Были также проверены белки кролика и мыши. У всех, начиная с сумчатых, имеется очень консервативный, то есть практически не меняющий своей аминокислотной последовательности, участок связывания с ДНК длиной 80 аминокислот. Замены семи аминокислот на этом участке ведут к реверсии мужского пола. Все семь этих аминокислот «инвариантны», неизменны на протяжении всей эволюции млекопитающих.
Осталось только рассказать, почему тестикулы снаружи. Не вдаваясь в детали, скажем, что при созревании яйцеклеток синтеза ДНК не происходит. Совсем иное дело — сперматогенез, то есть образование спермиев. Тут синтез ДНК осуществляется весьма бурно, что и требует от самцов больших затрат материальных и энергетических ресурсов с использованием аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), содержащей большое количество энергии.
А что произошло бы с тестикулами, в которых идет бурное расщепление АТФ и других трифосфатов в ходе синтеза ДНК? Они перегревались бы, находясь внутри тела (как яичники). А это чревато! С одной стороны, гибелью нежных спермиев. При крипторхозе — скрытости тестикулов, или их неопущении мужчины чаще всего оказываются бесплодными. С другой стороны, перегрев приводил бы к повышению частоты мутаций, причем самых неблагоприятных. При том же крипторхозе повышена частота рака яичка.
Есть и еще одно подтверждение высказанной мысли. Подсчеты количества сперматозоидов показывают, что их максимальная концентрация отмечается на пике зимы, к концу же лета разница по сравнению с зимними месяцами составляет целых 20—25 процентов. То есть в теплую погоду сперматогенез падает. Что отражается затем и на количестве детей, рождающихся в сентябре и апреле-мае (последних меньше, поскольку у их отцов было меньше спермы). Такие вот дела.
Гипотеза Черной Королевы
Не так давно в Эдинбурге получили ягнят без... баранов. То есть на уровне крупных млекопитающих (за четыре года до этого без самцов получили крысят) повторено то, что у лягушек было достигнуто тремя десятилетиями раньше. Во всех этих случаях ученые обошлись без самцов, стимулировав развитие яйцеклетки без оплодотворения ее спермием. Так, может, недалеко и до непорочного зачатия?
Молекулярная механика определения мужского пола не объясняет, зачем он вообще нужен! Было время, когда в природе, как и в СССР, секса не было, то есть не было разделения на два пола, поскольку обходились великолепно и одним. На одном полюсе был один пол, а на другом — в случае с инфузорией туфелькой — их было целых восемь! Кого заинтересует «восьмиполие» туфельки, того можно отослать к любому учебнику зоологии беспозвоночных, в котором рассказано о макро- и микронуклеусах — большом и малом ядрах — этого интересного простейшего.
Однако биология пола оказалась несколько сложнее. В конце сороковых годов выяснилось, что и простейшие кишечные палочки, у которых и генов-то раз, два и обчелся, имеют некое подобие полового процесса: две клетки конъюгируют, образуя цитоплазматический мостик (прекрасно видный под электронным микроскопом), по которому из одной клетки в другую начинает переходить нить ДНК. Причем ДНК, как показал генетический анализ, переходит только из той клетки, у которой есть так называемый фактор F, или «фертильности» - плодовитости.
Так, кишечная палочка рекомбинирует или «тасует» свой генетический материал, в результате чего появляются новые наследственные комбинации. Рекомбинация ДНК осуществляется и в наших клетках, причем только тех, которые дают в конечном итоге половые гамсгы — спермин и яйцеклетки.
Значит, разделение на два пола необходимо для рекомбинации генов? Вовсе нет, поскольку рекомбинация столь же успешно происходит и при образовании одних только овоцитов, то есть яйцеклеток. Точно так же, как и развитие организмов партеногенетическим путем без участия самцов: у некоторых растений, всех низших классов позвоночных, даже у индюков удается экспериментально стимулировать развитие неоплодотворенных яиц, в результате чего вылупляются вполне жизнеспособные птицы, вырастающие до нормальных размеров.
