Занимательная биология

Самки образуют однотипные гаметы — всегда с икс-хромосомой. Мужские и женские гаметы сливаются и производят на свет в равном соотношении два разных типа зигот. В одних из них только икс-хромосомы. Это будут самки. В других — сочетание хромосом иное: икс и игрек. Это будут самцы.
Такой же генетический механизм заведует определением пола и у человека. Мужчины гетерогаметны. В их генотипе две разные половые хромосомы: икс и игрек. Поэтому и спермии разнотипны: половина несет икс-хромосому, половина — игрек. Женщины обладают двумя икс-хромосомами. Их яйцеклетки однотипны: все с икс-хромосомами. Когда яйцеклетка сливается со сперматозоидом, несущим икс-хромосому, рождаются девочки. А когда со сперматозоидом, наделенным игрек-хромосомой, — мальчики.
Поскольку число сперматозоидов с икс- и игрек-хромосомами одинаково, мальчики, рассуждая теоретически, должны рождаться так же часто, как и девочки. На самом же деле, по статистике, на сто девочек рождается сто семь мальчиков.
А если произвести подсчеты на девять месяцев раньше — в момент зачатия, то можно увидеть, что мальчиков среди зародышей еще больше. Примерно сто четырнадцать на сто девочек.
Как все это можно объяснить?
Предполагают, что сперматозоиды, несущие игрек-хромосому, легче сперматозоидов с икс-хромосомой. Ведь она значительно больше своего обозначенного буквой «игрек» партнера. Поэтому игрек-сперматозоиды добираются до яйцеклетки быстрее икс-сперматозоидов и чаще оплодотворяют ее. Оттого и мальчиков среди ранних зародышей больше, чем девочек.
Но затем, во время утробного развития, гибнет больше мальчиков, чем девочек. И соотношение новорожденных приближается к цифрам сто семь на сто.
Девочки и женщины вообще более жизнестойки, чем мальчики и мужчины. По-видимому, обязаны они этим двум икс-хромосомам. Маленькая игрек-хромосома, вероятно, не компенсирует полностью всех свойств потерянной мужским полом икс-хромосомы.
Во всяком случае, и после рождения смертность среди мальчиков, а позднее и среди мужчин бывает выше, чем среди представителей «слабого» пола. Поэтому соотношение сто семь к ста с возрастом изменяется в обратном направлении — в сторону преобладания числа женщин над числом мужчин.
  
Болезни только для мужчин
 
Помимо основной своей задачи — определения пола — икс- и игрек-хромосомы выполняют и другие функции. Природа ведь очень экономна! Кроме генов, влияющих на развитие половых признаков, в них располагаются и обычные гены, не имеющие никакого отношения к вопросам пола и размножения.
Икс-хромосома крупнее игрек-хромосомы и несет в себе гораздо большее число генов. Это значит, что многие гены, расположенные в икс-хромосоме, отсутствуют в игрек-хромосоме. С другой стороны, и у игрек-хромосомы есть свои специфичные гены, которых нет в икс-хромосоме. Признаки, развитие которых определяют эти гены, называют сцепленными с полом.
Некоторые наследственные болезни и дефекты принадлежат к этой очень интересной группе врожденных свойств. Например, дальтонизм, или цветная слепота. Человек с таким дефектом будет очень опасным водителем, потому что не способен отличить красный цвет от зеленого.
Ген дальтонизма располагается в икс-хромосоме. Он рецессивен. И поэтому понятно, что дальтониками бывают, как правило, мужчины и очень редко женщины. Каждый мужчина, получивший этот ген от матери, не сможет, как ни будет стараться, отличить красное от зеленого. Ведь в игрек-хромосоме нет доминантного аллеля, подавляющего развитие дальтонизма.
Но женщина станет дальтоником только тогда, когда получит два гена цветной слепоты: один от матери, которая сама может и не страдать цветной слепотой, и от отца-дальтоника. Ведь ген дальтонизма рецессивен и в паре со своим доминантным аллелем нормального зрения бездействует. Только когда в одном генотипе встретятся два рецессивных гена дальтонизма, они проявят себя в фенотипе женщины.
Точно так же наследуется и другая более опасная болезнь — гемофилия. У людей, больных гемофилией, кровь не свертывается на воздухе. Самый небольшой порез ведет к изнурительному кровотечению и нередко даже к гибели. (Как известно, гемофилией болел сын свергнутого русским народом царя Николая II.)
Все гемофилики — мужчины. Но получают они свои вредоносные гены от матерей вместе с икс-хромосомой. Причем сами матери гемофилией не страдают, потому что несут рецессивный ген гемофилии только в одной из половых хромосом. Теоретически, однако, возможно, что от брака мужчины-гемофилика и женщины — носительницы гемофилии могут родиться женщины, гемозиготные по рецессивным генам гемофилии. Эти женщины будут больны гемофилией. Но такие браки очень редки. И до сих пор женщины, страдающие гемофилией, науке, кажется, не известны.
Начиная рассказ о сцепленных с полом признаках, я сказал, что игрек-хромосома тоже несет некоторые специфические гены, которых нет у икс-хромосомы. Эти гены, как и сама игрек-хромосома, передаются только от отца к сыну. Например, такая безвредная аномалия — перепонка между пальцами ног. Женщинам этот дефект не угрожает. Мужчины же могут получить его по наследству только от отца. И передадут его всем своим сыновьям.
Помимо генов, локализованных в половых хромосомах, с полом связана еще одна категория наследственных признаков. Так называемые признаки, ограниченные полом. Не путайте их с признаками, сцепленными с полом. Это совсем другая группа врожденных свойств. Определяющие их гены располагаться могут в любых хромосомах, не только в половых.
Гены, ограниченные полом, хотя и присутствуют у обоих полов, проявляют себя, однако, в фенотипе только какого-нибудь одного пола, для которого они специфичны. Например, молочные свойства коров. Быки обладают всеми генами, влияющими на молочность их потомков, но сами молока не дают.
Другой пример — вторичные половые признаки. Скажем, борода у мужчины. Безбородая мать несет все гены, от которых зависят форма и степень развития бороды у ее сыновей.
Один из самых интересных генов, ограниченных полом, это ген, вызывающий раннее облысение у человека. У мужчин он доминантный, у женщин — рецессивный. Поэтому лысых мужчин гораздо больше, чем лысых женщин. Ведь чтобы рано облысеть, мужчине достаточно получить по наследству только один ген лысости, а женщине — обязательно два.
Дети мужчины, гетерозиготного по гену лысости, и женщины, гетерозиготной по тому же гену, приобретут наследственный дефект в разном соотношении в зависимости от их пола. Среди сыновей будет три четверти лысых и одна четверть густоволосых. А среди дочерей, наоборот, лишь одна четверть с дефектом.
Конечно, облысение бывает и ненаследственным. От болезни или других причин.
  
Глава V
 
От и до
 
  
Человек родился
 
Человек рождается раньше, чем появляется на свет. На девять месяцев раньше, когда один   [28] из 200 миллионов отцовских сперматозоидов, напрягая все свои микросилы, устремляется (со скоростью 7,5 сантиметра в час!) к материнской яйцеклетке и, прорвав кордоны ее оболочки, буквально вливается в нее. Счастливый миг! Через полчаса их ядра объединяются навсегда, в одно единое и новое диплоидное ядро — человек родился.
Он еще только одноклеточная зигота: без рук, без ног, без всяких органов. Но все его будущее, зависимое от наследственности, все хорошие и плохие качества, свойства характера, ума и телосложения отныне определены. Слияние ядер гамет и соединение генов отца и матери дают жизнь новой индивидуальности, весь путь развития которой запрограммирован в новых сочетаниях хромосом и ДНК.