В нашем журнале (см. «Наука и жизнь» № 2, 1964 г. ) была опубликована статья кандидата биологических наук Н. Воронцова «Соотношение полов. Цифры». В ней приводились любопытные дачные о том, что соотношение самцов и самок у разных видов животных и в разном возрасте существенно отличается от отношения 1:1, казалось бы, статистически неизбежного по хромосомной теории образования пола (см. схему и подпись к ней в заголовке). Итак, число рождающихся самцов и самок у всех изученных в этом отношении видов животных неодинаково. Не открывает ли это обстоятельство пути к отысканию способов регулирования формирования пола, способов получать пол животного «по заказу»? Ведь это имело бы огромное практическое значение в животноводстве. Например, для птицефабрик, специализирующихся на производстве яиц, желательно, чтобы из яиц выводились преимущественно курочки. То же и для молочнотоварных ферм: желательно, чтобы рождались преимущественно телочки, но не бычки. Автор статьи «Соотношение полов. Цифры» лишь задает этот вопрос, но не отвечает на него. Ибо ответ еще неизвестен современной науке. Сегодня мы публикуем статью сотрудника Института биофизики Академии наук СССР кандидата технических наук В. Геодакяна, который высказывает предположение о существовании механизма обратной связи, регулирующего соотношение полов в зависимости от условий, в которых существует популяция — совокупность особей какого-то вида животных, населяющая определенную территорию. Это предположение, возможно, окажется ключом к открытию тайны механизма образования пола и регулирования соотношения полов. Только ли случай предопределяет пол будущего существа? Или, может быть, помимо случая, помимо чисто статистических закономерностей, вероятность встречи Х-хромосомы яйцеклетки с Х- или У-хромосомой сперматозоида (см.схему) при оплодотворении определяется еще и иными законами? Ответ на этот вопрос дают статистические исследования частоты распределения семей с разным соотношением полов в потомстве. возьмем, к примеру, данные о частоте семей, в которых из двух детей оба мальчика, обе девочки или есть и мальчик и девочка. Если предположить, что рождение мальчика или девочки — дело чистого случая, то вероятность рождения первого мальчика (или первой девочки) равна 1/2. Вероятность же рождения двух мальчиков или двух девочек подряд уже вдвое меньше и равна произведению 1/2×1/2 = 1/4 Вероятность же семьи, в которой есть и девочка и мальчик, равна сумме вероятностей появления мальчика или появления девочки, то есть 1/4 + 1/4 = 1/2. Значит, семьи, в которых есть девочка и мальчик, должны встречаться вдвое чаще тех, в которых только мальчики или только девочки. Подобным образом можно подсчитать теоретически ожидаемую частоту семей с любым количеством мальчиков и девочек и сравнить эту величину с наблюдаемой в жизни и отмеченной статистикой. Такие исследования были проведены. Они показали, что семьи с однополым потомством (только мальчики или только девочки) встречаются чаще, чем можно было бы теоретически ожидать. Семьи же с равным соотношением полов в потомстве в жизни более редки, чем в теории. Но это означает, что на определение пола зародыша влияют какие-то иные, действующие, помимо фактора случайности, обстоятельства. Если присмотреться к статистическим данным, характеризующим соотношение полов (то есть число самцов, приходящихся на сто самок) при рождении у различных животных, то обращает на себя внимание несоответствие между цифрами, полученными разными авторами. Причем несоответствие это наблюдается в основном у домашних животных — там, где человек искусственно меняет соотношение полов в зрелом возрасте. Наоборот, в случаях, когда соотношение полов взрослых особей не нарушается, число новорожденных самцов, приходящихся на 100 новорожденных самок, тоже остается удивительно постоянным (см. таблицу). При этом, как правило, самцов рождается несколько больше, чем самок. Избыток самцов при рождении пытались объяснить более высокой жизнеспособностью мужских зародышей. Однако предпринятые исследования привели к противоположному выводу. Число зародышей мужского пола, погибших по тем или иным причинам в чреве матери, намного выше, чем число женских зародышей. Если учесть еще и это обстоятельство, то оказывается, что соотношение полов при зачатии не только не выравнивается, но еще более отклоняется от 1:1, достигая соотношения в пользу самцов, равного почти 2:1 (для человека, для хомячка). Столь значительные отклонения можно объяснить двояко. Или сперматозоиды, несущие Х- и У-хромосомы при оплодотворении, содержатся в сперме не в равных количествах, или у разных по половым хромосомам сперматозоидов неодинаковы шансы оплодотворить яйцеклетку. По данным статистических исследований, соотношение полов новорожденных у человека, среднее для всех рас, равно 106, то есть на 100 девочек рождается 106 мальчиков. Однако наблюдается много любопытных отклонений от этой величины. В народе существует поверье, что во время больших войн рождается больше мальчиков. Между прочим, это соответствует действительности, Многочисленные данные демографической статистики неопровержимо свидетельствуют о том, что во время и после длительных войн заметно увеличивается рождаемость мальчиков. В годы первой мировой войны, например, в воюющих европейских странах рождалось на 1—2, 5 процента больше мальчиков, чем в «мирные» годы. Максимальныйприрост наблюдался в Германии, где соотношение полов новорожденных повысилось до 108, 5. То же явление наблюдалось и в годы второй мировой войны. В Англии и Франции, например, к 1943 году это соотношение увеличилось на 1, 5–2 процента по сравнению с «мирными» годами. Для объяснения этого явления, названного «феноменом военных лет», выдвигалось много гипотез. Одни авторы считают, что во время войны вступают в брак более молодые люди, а с понижением среднего возраста родителей связано повышение доли мальчиков в потомстве. Другие связывают это с повышением количества первородящих, которые также чаще рождают мальчиков. Третьи объясняют изменение рождаемости полов отдыхом матерей от беременности, большим интервалом между родами. Четвертые, наконец, сводят причину к изменениям в питании — уменьшению потребления мяса и других белков. Ни одна из этих гипотез не собрала достаточного количества доказательств. «Феномен военных лет» до сих пор остается загадкой, давая подчас пищу для мистических объяснений. Другая группа непонятных явлений — это зависимость соотношения полов от возраста родителей. Уже давно было замечено, что чем выше возраст матерей, тем меньше процент рождения ими мальчиков. Один из примеров тому—результат обследования двух групп матерей, в первой из которых возраст женщин составлял 18–20 лет, а во второй — 38–42 года. В первой группе на каждые 100 девочек родилось 120 мальчиков, а во второй — лишь 90. Отмечено также, что число рождений мальчиков максимально при первых родах и падает при последующих. Эти закономерности подтверждены у человека, собак, мышей и крыс. Есть данные, которые говорят о том, что величине соотношения полов зависит и от возраста отца: чем старше отец, тем меньше у него вероятность иметь сына. Вообще данные по соотношению полов у человека очень многосторонни. Разделы монографий по генетике, посвященные этому вопросу, представляют собой перечень необъясненных фактов, загадок, порой весьма курьезных. В некоторых работах, например, устанавливается связь соотношения полов в потомстве с комплекцией и темпераментом родителей, даже с профессией их. Есть сообщение о высокой частоте рождения мальчиков в семьях долгожителей — при этом играет роль долголетие и отца и матери. Итак, факты говорят о том, что соотношение полов при рождении не является постоянной величиной, а представляет собой переменную, способную варьировать в широких пределах. Очевидно, что для каждой популяции животных поддержание определенной и оптимальной величины соотношения полов взрослых, размножающихся особей играет жизненно важную роль. Неблагоприятные условия жизни могут изменить соотношение полов в ту или другую сторону. Единственная возможность восстановить его оптимальную величину— это соответственное изменение соотношения полов у новорожденных. То есть, если в популяции по той или иной причине осталось мало самцов, то среди новорожденных должны преобладать самцы, и наоборот: при нехватке самок должны рождаться самки. Исследования американского биолога Кристиана (см. статью Реми Шовсна «Мыш» против Мальтуса«, «Наука и жизнь» № 6, 1964 г. ) показали, что у популяции животных имеются тонкие механизмы, регулирующие количество особей в популяции. Но качественные параметры популяции, и в первую очередь такой существенный, как соотношение полов в ней, не менее важны, чем количество особей. Естественно предположить поэтому, что должен существовать и механизм, поддерживающий оптимальное соотношение полое в популяции. Каким же образом может передаваться информация о нарушении оптимального соотношения полов? Что является связующим звеном в цепи обратной связи между популяцией в целом и каждой отдельной особью ее? Каковы материальные носители этой информации? Все эти вопросы сливаются, в сущности говоря, в один: каким образом данная конкретная пара особей получает информацию о состоянии целой популяции, необходимую для того, чтобы произвести на свет потомство преимущественно того или иного пола? Для того, чтобы ответить на него, выдвигается гипотеза о существовании — выражаясь языком кибернетики— механизма отрицательной обратной связи, регулирующего соотношение полов у новорожденных в зависимости от соотношения полов взрослых особей. Любое отклонение от оптимального соотношения полов взрослых особей вызывает изменение в соотношении полов потомства, причем такое изменение, которое приводит к восстановлению оптимального соотношения полов. Регулирующую роль при этом играет интенсивность половой деятельности. Ведь она непосредственно связана с соотношением полов взрослых особей. Чем меньше остается животных данного пола, тем выше интенсивность их половой деятельности. Вместе с тем любые отклонения от нормы могут привести к определенным физиологическим, а в конечном итоге к физико-химическим изменениям в организме — например, к изменению содержания половых гормонов в крови и семенной жидкости, которые, в свою очередь, могут влиять на пол потомства. В природе в основном встречаются «равновесные» отклонения. Если в популяции почему-либо изменяется соотношение полов взрослых особей, то это диаметрально противоположным образом сказывается на самках и самцах. Если для одних интенсивность половой деятельности растет, то для других она падает. Но в искусственных условиях могут возникнуть и «неравновесные» отклонения. Например, при раздельном содержании полов в животноводстве. При этом интенсивность половой деятельности у обоих полов малая. Анализ статистических данных в случаях «неравновесных» отклонений позволяет сделать заключение о том, что решающее значение в регулировании соотношения полов в потомстве имеет состояние самца. Ибо при спаривании после раздельного содержания в потомстве увеличивается, как правило, доля самок. Если бы механизм регулирования действовал в организме самки, увеличивалась бы, напротив, доля самцов. Такое предположение о существовании механизма отрицательной обратной связи легко объясняет приведенные выше данные демографической и медицинской статистики: «феномен военных лет», зависимость соотношения полов при рождении от возраста родителей и прочее. Действительно, во всех случаях, когда почему-либо интенсивность половой деятельности мужского пола высокая, в потомстве наблюдается избыток мужских рождений, при низкой же интенсивности — избыток женских. Это не зависит от причин, обусловливающих высокую или низкую интенсивность. Они могут быть вызваны как естественными, так и искусственными нарушениями соотношения полов зрелых особей в популяции. В человеческом обществе причиной может быть война, для сельскохозяйственных животных — раздельное содержание полов, применение искусственного осеменения и пр. С другой стороны, интенсивность половой деятельности может быть связана с уровнем гормональной активности организма, на которую влияют, например, наследственные качества, возраст, питание и прочие факторы. В простом виде действие механизма отрицательной обратной связи можно увидеть, например, у пчел. В пчелином семействе из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из не оплодотворенных — самцы. Во многих исследованиях указывается на тесную связь половых гормонов — андрогенов и эстрогенов — с соотношением полов при рождении. В одной из посвященных этому вопросу работ указывается, например, что обработка петухов андрогенами — мужскими половыми гормонами — вызвала резкое увеличение количества курочек в потомстве этих петухов. Имеются данные, согласно которым у людей, страдающих некоторыми эндокринными нарушениями — в частности, больных подагрой, — в потомстве преобладают дочки. В потомстве же лысых мужчин, а в развитии лысины известную роль играют половые гормоны, наоборот, в полтора раза больше мальчиков, чем девочек. Окончательной ясности в этом вопросе нет, но влияние половых гормонов на соотношение полов потомства несомненно. Итак, все сказанное выше показывает, что регулирование соотношения рождающихся самцов и самок в принципе возможно, во всяком случае, в природе оно осуществляется. Дальнейшие исследования этого механизма на биохимическом уровне могут привести к решению проблемы искусственного регулирования соотношения полов. Знакомство же с механизмом обратной связи, возможно, подскажет практикам принцип выбора экономически оптимального соотношения полое в стаде сельскохозяйственных животных.
Источник: http://finefeed.ru/journals/article/78/ |
Меню сайта
