Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма - Дина Эмера Страница 16

– питание развивающихся детенышей, и мы знаем, какие гены в этом замешаны. Давайте снова поговорим о курином яйце. Оно необходимо, чтобы обеспечить эмбрион пищей, большая часть которой находится в желтке. Желток содержит белки, жиры и даже некоторые углеводы, а также необходимые минералы, такие как фосфор и кальций (как и молоко). Один из самых важных протеинов в желтке – вителлогенин. Вырабатываемый в печени кур, он является важным источником белка, а также привносит в желток множество других питательных веществ. Ученые просканировали геномы живых амниот и обнаружили три гена вителлогенина. У рептилий и птиц, чье потомство все еще зависит от яичного желтка, эти гены отлично себя чувствуют. Но у млекопитающих гены вителлогенина постепенно утратили свою функцию. Утконос, откладывающий яйца, в которых есть желток (но не так много, как у птицы и рептилии), имеет только один функционирующий ген вителлогенина. У сумчатых и плацентарных млекопитающих, которые вообще не полагаются на желток для питания своих детенышей, этого гена нет. Единственное свидетельство наличия вителлогенина в геномах сумчатых и плацентарных – это сломанные кусочки этих древних и ныне исчезнувших генов.

Эти гены остались бы с нами, если бы предки млекопитающих не нашли другой способ кормления развивающихся зародышей. Поговорим о генах казеина. Казеин – один из самых распространенных белков в грудном молоке (он также есть в творожке, который ела маленькая мисс Маффет из детской песенки[43]). Как и вителлогенин, казеины являются важным источником белка и также содержат фосфор и кальций, необходимые для развития эмбриона. Хотя казеиновые белки встречаются только у млекопитающих, они принадлежат к гораздо более обширному и древнему семейству белков, участвующих в регуляции кальция в костях. Таким образом, казеины, вероятно, впервые возникли в результате дупликации и специализации одного из тех древних генов, регулирующих кальций. У млекопитающих есть три гена казеина, и все млекопитающие имеют все три копии. Это означает, что эти важные гены присутствовали у самых первых млекопитающих, живших около 200 миллионов лет назад, но мы думаем, что они также присутствовали в геноме некоторых наших предков, живших до того, как млекопитающие появились на сцене.

Что мы знаем о предках млекопитающих? Они откладывали яйца со скорлупой, похожей на пергамент, и смазывали их и свою кожу маслом и по́том для водонепроницаемости. Изучение окаменелостей показало, что тела и яйца наших предков становились меньше по размеру по мере того, как они переходили к теплокровности. Скорее всего, прямые предки млекопитающих вели ночной образ жизни, питались насекомыми и были такими же маленькими, как мыши или крысы. Чем меньше животное, тем меньше яйцо, которое оно откладывает, но в маленьком яйце может быть недостаточно желтка для развития теплокровных эмбрионов. Казеины могли бы решить эту проблему. Если бы потовые железы начали выделять казеины и другие необходимые питательные вещества (например, кальций), этот секрет мог бы проходить через проницаемую яичную скорлупу к развивающемуся внутри эмбриону.

Если наполненный питательными веществами секрет полезен для эмбриона, он наверняка подойдет и для вылупившихся детенышей. Скорее всего, детеныши наших предков вылуплялись все раньше и менее развитыми, потому что размер яиц становился меньше. Первоначально, вылупившиеся детеныши просто слизывали выделения с животов своих мам, как это делают сегодня маленькие утконосы. Но со временем у предков сумчатых и плацентарных млекопитающих появились соски, для более безопасного способа передачи молока ребенку. Лужица молока на животе мамы – слишком хорошая среда для развития бактерий, которые могли навредить малышу, именно по этой причине мы всегда убираем молоко в холодильник.

Казеин – лишь один из множества уникальных ингредиентов, содержащихся в грудном молоке. Офтедал объясняет, как они появились. Белок, который необходим для производства лактозы, одного из основных сахаров в молоке, напоминает древний антибактериальный белок, который более 350 миллионов лет назад секретировался кожными железами ранних наземных обитателей, похожих на амфибий. Ген этого антибактериального белка продублировался и начал изменяться очень давно (около 300 миллионов лет назад, как и гены казеина). Возможно, так возник первый молочный сахар. Поскольку казеин и другие питательные вещества начали передаваться ребенку непосредственно из кожных желез матери, потребность в генах вителлогенина и в желтке уменьшалась, и постепенно они исчезли совсем.

Такое объяснение эволюции молочной железы довольно упрощено, есть детали, которые я не упомянула, а еще есть моменты, которые не до конца изучены. Ведь апокринная потовая железа – довольно простая железа, и на пути превращения в молочную железу она должна была стать основой более сложной древовидной структуры развития. Но «многочисленные последовательные» шаги к развитию лактации уже не кажутся такими уж невозможными.

Подводя итог, можно сказать, что наша грудь, скорее всего, изначально представляла собой простые потовые железы, которые смазывали и защищали кожу и яйца наших предков от влаги и микробов. После дупликации и специализации определенных генов (казеинов) к поту постепенно добавлялись питательные компоненты, которые сначала передавались эмбриону в яйце, а затем непосредственно вылупившимся детенышам. С появлением сосков передача молока стала более безопасной, ведь молоко доставлялось свежим и чистым. После того как основный состав молока сформировался, разные виды млекопитающих начали изменять рецепт, чтобы удовлетворить особые потребности своих новорожденных.

Молочные железы и лактация, несомненно, сыграли важную роль в эволюционном успехе млекопитающих. Но как только начался этот сокровенный обмен между матерью и ребенком, начал зарождаться и генетический конфликт. Во введении я рассказывала, что у матерей и детей нет одинаковых эволюционных интересов, поскольку их набор генов не идентичен. В седьмой главе, посвященной раннему материнству, мы увидим, что процесс грудного вскармливания – отличное поле для проявления такого конфликта.

Постоянная грудь

Если бы я выстроила в ряд сотню взрослых самок млекопитающих, вы бы сразу обратили внимание на множество различий между ними. Некоторые млекопитающие совсем крошечные (самое маленькое – свиноносая летучая мышь, длина которой от двух с половиной до пяти сантиметров, а вес не превышает 2 граммов), а некоторые – просто огромные (самое крупное – самка синего кита, длиной 30 метров и весом 180 тонн, кстати, мама-кит производит более 650 литров молока в день для своего детеныша). Вы бы точно заметили удлиненную морду гигантского муравьеда, оранжевые и черные полосы на тигрице, шипы и клюв ехидны. Но черта, которую мы обсуждали в этой главе, осталась бы незамеченной. У большинства млекопитающих грудь не видна, за исключением небольшого набухания во время беременности и кормления, различия во внешнем виде грудей разных видов оставим в стороне. Но есть одно исключение – люди. Женская грудь – такая же отличительная черта, как морда муравьеда или полоски тигра.

Уже упоминалось, что в период полового созревания в груди происходят два важных изменения – развивается