Представьте себе мир, где женщина может родить дочь, которая станет её точной генетической копией. Никакого мужского участия — только её собственная яйцеклетка, запустившая механизм развития без оплодотворения. Звучит как научная фантастика? Отчасти. Но в природе такой способ размножения существует уже миллионы лет. Биологи называют его партеногенезом — от греческих слов «parthenos» (девственница) и «genesis» (рождение). И пока человечество спорит об этичности клонирования, японские учёные уже вырастили мышей-самок от двух матерей, которые прожили дольше своих обычных сородичей.
Девственное рождение в мире животных
Партеногенез — не выдумка писателей-фантастов. Он встречается у растений, насекомых и даже у некоторых позвоночных. Зоологи насчитывают около 70 видов животных, способных к девственному размножению. В основном это ящерицы, например, знаменитые комодские вараны. Эти гигантские рептилии обитают на островах Океании уже около 3,8 миллионов лет и, как считают археологи, ещё в те далёкие времена, когда скалы составляли единый материк, они освоили партеногенез как способ сохранения популяции в экстремальных условиях.
Среди рыб есть уникальный пример — серебристый карась, живущий в озёрах Кавказа. В его популяциях нет самцов вообще. Каждая рыба — самка, и каждая мечет икру, из которой развиваются только женские особи. Точные копии матерей. У домашних кур тоже изредка появляются неоплодотворённые яйца — правда, полноценные цыплята из них развиваются крайне редко.
Но до недавнего времени считалось, что высшие животные, особенно млекопитающие, на такое не способны. Их репродуктивная система слишком сложна, чтобы обходиться без мужских половых клеток. Однако в 2001 году в зоопарке Генри Дорли в Омахе, штат Небраска, произошло событие, заставившее учёных пересмотреть свои взгляды.
Акула-девственница из зоопарка Омахи
В резервуаре, где не было самцов, малоголовая рыба-молот произвела на свет детёныша. Сначала зоологи предположили самое простое: самка сохранила сперму от давней встречи с самцом. Такое у акул действительно бывает. Но детёныш вскоре погиб, наколовшись на шип ската, и генетический анализ показал неожиданное: в клетках молодой акулы-самки не было никакого генетического материала, кроме материнского. В отсутствие самцов у рыбы-молота включился резервный механизм сохранения вида — партеногенез.
С тех пор подобные случаи фиксировали у акул не раз. Но с млекопитающими всё равно оставалась проблема. Их зародышу для нормального развития плаценты нужны гены от обоих родителей — и от матери, и от отца. Это явление называется геномным импринтингом. Без отцовских генов плацента просто не формируется. Или формируется неправильно, что приводит к гибели зародыша.
До 2004 года биологи считали это непреодолимым препятствием. Но группа исследователей Токийского сельскохозяйственного университета под руководством доктора Томохиро Коно доказала обратное.
Как японцы переписали законы биологии
Учёные взяли яйцеклетки двух мышей-самок и с помощью специальных технологий «обманули» геномный импринтинг. Они добились слияния женских половых клеток, а затем пересадили полученную бластоцисту в организм обычной мыши-матери. Зародыш начал развиваться.
Так на свет появилась мышь-самка, у которой не было отца. Учёные назвали её Кагуя — в честь лунной принцессы из японской сказки. Кагуя прожила 793 дня, тогда как обычные мыши живут 600–700 дней. Она оказалась не просто жизнеспособной, но ещё и принесла обычное потомство — уже с участием самца.
Впоследствии та же группа исследователей вывела ещё 13 «биматернальных» мышей. Они пережили своих обычных сородичей в среднем на 186 дней при одинаковых условиях содержания. Меньший вес, меньшие размеры, но значительно большая продолжительность жизни. Японские учёные опубликовали свои выводы в 2010 году в журнале «Human Reproduction». Их заключение было сенсационным: мужские гены увеличивают потенциал роста организма, но при этом сокращают жизнь потомка. Женские — наоборот.
Две мамы вместо папы: что говорят генетики
Ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, профессор Техасского и Геттингенского университетов Константин Крутовский уверен: женщины гипотетически могут размножаться без мужчин. И вот почему.
У женщин — две Х-хромосомы: одну они получили от отца, вторую — от матери. В каждой Х-хромосоме — примерно 1,4 тысячи генов. Итого — 2,8 тысячи генов, что вполне достаточно для передачи наследственной информации потомку. У мужчин — Х-хромосома от матери и Y-хромосома от отца. В Y-хромосоме — всего около 200 генов, из которых только 72 кодируют белки. Итого — примерно 1,6 тысячи генов.
Крутовский считает: женщина может использовать яйцеклетку, которая не прошла редукционное деление при формировании гаплоидных гамет. Такая диплоидная яйцеклетка теоретически способна развиться в точную копию матери. При человеческом партеногенезе будут рождаться только девочки. У мужчин, в случае вымирания всех женщин на планете, аналогичной возможности нет. Но есть нюанс: главный двигатель эволюции — генетическое разнообразие. Постоянное точное копирование одной и той же особи на небольшом историческом отрезке неминуемо приведёт человечество к гибели.
Биматернальное потомство: спасение или тупик?
«Биматернальный» способ воспроизводства, открытый японцами, даёт возможность женским половым клеткам одной особи получить дополнительный генетический материал от другой. В таком случае будет рождаться дочь от двух матерей, имеющая гены обеих родительниц. Это практически такое же генетическое разнообразие, как при обычном оплодотворении.
Но технически процесс очень сложен. И пока речь идёт только о мышах. К 2015 году около 70 стран законодательно запретили клонирование человека по этическим и физиологическим причинам. Партеногенез — другая история, но он тоже вызывает множество вопросов. Если женщина сможет родить без мужчины, что станет с институтом семьи? Если можно будет создавать «биматернальных» детей, изменится ли само понятие родства?
Эволюция не терпит копий
Природа создала половое размножение не случайно. Смешение генов — главный двигатель эволюции. Именно благодаря ему возникают новые признаки, которые помогают видам выживать в меняющемся мире. Партеногенез — тупиковый путь. Он позволяет сохранить популяцию в экстремальных условиях, но делает её генетически однородной, а значит — уязвимой.
Насекомые, ящерицы и даже акулы могут позволить себе такую роскошь. Человек — вряд ли. Мы слишком сложны, слишком зависим от социальных связей и слишком дорожим разнообразием, чтобы рискнуть стать видом клонов. Поэтому, даже если наука однажды позволит женщинам рожать без мужчин, это останется экспериментом — медицинским, юридическим, этическим. Но не эволюционным.
