Сексуальная селекция на молекулярном уровне

Это только внешиние проявления естественного отбора. Фото Олега Ласточкина (НГ-фото)

Сорок лет назад три ученых получили Нобелевскую премию за созданную ими этологию – науку о поведении животных, с помощью которой они объясняли дивергенцию (эволюционное расхождение) видов различием поведения особей в брачный период. Сегодня мы знаем, что поведение также регулируется генами. Это лишний раз подчеркивает прогресс, достигнутый биологией.

В 2010 году сотрудники университета в городе Сиракузы, что в штате Нью-Йорк, с помощью генно-инженерных методов сумели ввести в спермии двух видов дрозофилы гены зеленого и красного светящихся протеинов. Благодаря этому ученые получили возможность проследить судьбу спермиев, полученных самкой от самцов двух видов, разошедшихся в своем эволюционном развитии четверть миллиона лет назад.

До сих пор об этом приходилось только догадываться – почему процесс и получил название криптического, то есть «потаенного». Одна из работ на эту тему, появившаяся в середине августа 2013 года, посвященная тому, как самка делает выбор, называлась «Криптический выбор» (Сryptic choice). В ней говорилось, что механизмом выбора является нечто в жидкости половых путей самки, что резко снижает активность «чужих» спермиев.

В новой статье, появившейся в журнале Current Biology, описываются результаты исследований сотрудников того же университета, которые вместе со своими финскими коллегами из университета города Йиваскила использовали разработанный ранее метод. Впервые ученые воочию увидели, как реально осуществляется репродуктивная изоляция – весьма туманно изложенный механизм «раздела» видов в ходе репродукции-самовоспроизведения.

Теперь ученым необходимо разобраться в молекулярных механизмах «предпочтения», отдаваемого клетками половых путей самки в случае конспецифического осеменения, то есть при спаривании с самцами двух близких видов. Известно, например, что от случки ослов и лошадей рождаются бесплодные лошаки и мулы. Один из ученых-«революционеров» отчаянно борется за признание его идеи, что род Homo возник в результате гибридизации самок шимпанзе… с африканскими кабанами-бородавочниками.

В свете давних споров о происхождении видов, которое и поныне весьма туманно, новый метод может оказаться весьма информативным. Можно представить себе выделение специфических белков и их генов, которые отвечают за «допуск» к яйцеклетке спермиев своего вида, после чего будут исследованы более сложные организмы с большими геномами. Все это имеет важное теоретическое и практическое значение.

Биологическая теория нуждается в конкретных молекулярных данных, что позволит поставить изучение видообразования на практические рельсы. Ученые уже назвали новый подход посткопуляционной секс-селекцией, или отбором, происходящим в самках после соития. Новый метод имеет и большое практическое значение, например для создания эффективных мужских «противозачаточных» вакцин, не наносящих вреда ни мужчинам, ни женщинам.

Известно, что у некоторых бесплодных женщин иммунные клетки влагалища эффективно «обездвиживают» спермии одного мужчины, но весьма толерантны к таковым от другого. Об этой интересной особенности писал еще древнеримский философ Лукреций Кар в своей книге «О природе вещей». Новый метод позволит отделить зерна молекулярного воздействия на спермии от иммунных «плевел», что поможет справиться с еще одним видом бесплодия.

Вполне возможно, что он также прояснит и другие механизмы клеточной подвижности и миграции, наблюдаемых как в ходе эмбрионального развития, так и при раковом метастазировании. Последнее особенно важно, поскольку онкологи терпят фиаско именно в силу того, что раковые клетки распространяются по всему организму, причем их долгий путь начинается с первых маленьких шажков по выселению из опухоли.