Все записи
16:25  /  20.11.15

45172просмотра

О генах и ориентациях

+T -
Поделиться:

Генетики разобрались в еще одном смелом сексуальном эксперименте природы.

Не стихают споры праздных людей о том, закодирована ли сексуальная ориентация в генах, или все это сплошное баловство и распущенность. Мы посвятили этой важной теме несколько заметок на нашем ресурсе и, видимо, будем снова и снова возвращаться к ней, пока полностью не удовлетворим читательский интерес. Но в сегодняшней заметке речь пойдет не о людях, – у людей тут все очень сложно и запутано – а о существах, у которых, как ни странно, все еще гораздо сложнее. По крайней мере, на первый взгляд.

Речь о птичке под названием турухтан. Турухтаны живут на болотах и заливных лугах по всей Европе, на вид – ну птичка и птичка. У птиц самки нередко отличаются от самцов; вот и наблюдая за турухтанами, вы сразу заметите, что они бывают разные. Но, понаблюдав еще внимательнее, с удивлением отметите, что турухтаны бывают не двух (мальчики и девочки), а почему-то трех типов. А затем вас ждет уж совсем потрясающее открытие: птички всех трех типов, оказывается, могут ловко прыгать на самку и заниматься с ней любовью.

Давайте разбираться. Вот это – самец, у него черный или коричневый воротник из перьев.

Такой самец ведет себя очень традиционно: завоевывает территорию, охраняет ее и любит всех самок, которые на этой территории проживают. По-нашему его можно было бы назвать традиционалистом, или натуралом; но биологи называют таких самцов «независимыми».

А вот другой самец. У него воротник уже не темный, а белый.

Ведет он себя по-другому: дом и семью (то есть гарем) не заводит, а шляется по окраинам чужих территорий и спаривается с разными самками по мере возможности (то есть пока самки ему дают, а независимые самцы заняты своими хозяйственными делами). Такого самца называют «саттелитом». Независимые самцы отличают саттелитов и бьют их не так зверски, как себе подобных. Видимо, наличие саттелитов на территории способно привлекать самок или как-то иначе повышать социальную ценность недвижимости, приобретенной «независимым».

Наконец, есть и третий тип самца-турухтана: внешне – вылитая самка. Англоязычные биологи называют его faeder (это старо-английское слово значит «отец», то есть можно перевести его, например, как «тятя»).

«Тяти» используют уж совсем своеобразную стратегию любви. Они (пользуясь сходством с самкой) норовят присутствовать при половом акте «независимых». Стоит независимому самцу отвлечься от эротики, «тяти» тотчас ловко прыгают на самку и начинают ее активно любить. Самке по барабану, она уже про себя решилась на все и назад отыгрывать не будет. А независимый самец, вернувшись на ложе любви, видит перед собой серую самочью спину и как ни в чем не бывало громоздится сверху, дабы продолжить начатое. Ему и невдомек, что произошла подмена, и настоящая самка – та, что внизу, – получит сперму не от него, а от мерзкого женоподобного извращенца, затесавшегося посерединке. А его благородная сперма отправится сами понимаете куда. Согласитесь, даже в самых похабных анекдотах человеческая фантазия редко доходила до таких гнусностей.

Биологи долго смотрели на этот разврат, как завороженные, но в конце концов вспомнили, что надо для приличия хоть что-нибудь исследовать. Ровно двадцать лет назад они наконец-то установили, что различия во внешнем виде и поведении самцов турухтана определяются одним-единственным геном *. «Ген» тут помянут не в современном смысле, а в менделевском – то есть способ спаривания наследовался как простой неделимый признак. Что уж совсем странно, поскольку такие различия и в цвете перьев, и в наличии воротника, и в любовных практиках вряд ли могут сводится к единственной мутации.

И вот на этой неделе ученые – сразу две исследовательские группы – доложили, что наконец-то разобрались в загадке птичек-извращенцев. Для этого пришлось расшифровать весь геном турухтана, но результат того стоил.

Все разнообразие романтических приключений турухтана действительно закодировано единственным кусочком одиннадцатой хромосомы этой птицы. Но кусочек немаленький: он включает в себя аж 125 разных генов. В частности, у «саттелитов» и «тять» есть мутация в белке, который разлагает тестостерон. В результате белок получается слишком уж активный, и тестостерона у них мало, не хватает на обычное агрессивное территориальное поведение. А еще в том же кусочке находится ген МС1R, который у очень многих животных отвечает за окраску. Да чего там только нет, в огромном куске ДНК, кодирующем больше сотни белков. Такие штуки еще называют «супергенами».

Но почему же этот кусок ведет себя как единое целое? А потому, что в истории турухтанов случилось два редких генетических события. 3,8 млн лет назад у какого-то турухтана здоровенный кусок хромосомы (вот как раз этот кусок, о котором идет речь) перевернулся задом наперед. В результате он стал совсем не похож на аналогичный кусок «дикой» хромосомы и потерял способность с ней рекомбинировать. Гены в нем так и остались навсегда объединенными в единый готовый набор. Почему у нас, людей, есть «мальчики» или «девочки», но не бывает существ промежуточного типа? Потому что Х и У хромосомы настолько непохожи, что никогда не рекомбинируют между собой, и их гены не перемешиваются. Вот и у турухтана этот кусочек хромосомы начал вести себя подобно половой хромосоме. Именно он определил тип «тяти», самое древнее из турухтановых извращений.

Почему тяти, с их странными половыми практиками, не вымерли? Похоже, что их количество балансирует на уровне 1% от всех самцов. Видимо, когда «независимых» вокруг много, бисексуальная стратегия «тять» позволяет им эффективно передавать свои гены потомству, не тратя ресурсы на охрану территории и драки с другими самцами. Надо полагать, это преимущество сохраняется до тех пор, пока бисексуалов не слишком много. Стоит им устроить толкотню, возможности спаривания с самкой для каждого в отдельности падают, и таким образом пропорция странного супергена удерживается на низком уровне.

Так бы перевернутый суперген и болтался в генофонде турухтана с низкой частотой, если бы не еще одно эволюционное событие – примерно 0,5 млн лет назад. В этот раз небольшой кусок супергена опять перевернулся, приняв прежнюю ориентацию. С тестостероном у нового мутанта – а это как раз «саттелиты» – все по-прежнему было плохо, а вот воротник из перьев у самцов снова стал вырастать. Только белый. А вместе с ним выработалась и новая стратегия размножения: one-night stand без предохранения.

«Саттелитов» в популяции куда больше, чем «тять», но тоже фиксированная доля. Видимо, это потому, что успешность их стратегии размножения тоже зависит от частоты признака. Если этих блудников станет слишком много, кто будет заботиться о птенчиках, отгонять незваных гостей? Но какое-то количество этих приятных, покладистых и любвеобильных парней **, видимо, только украшает турухтановую популяцию: настоящим независимым мужчинам приятно выпить с ними пивка и поболтать о бабах, в этом они эксперты, в ущерб бытовым хозяйственным навыкам. Потому новый признак тоже не исчез, а закрепился на определенной частоте.

 

Таким образом, на примере этой странной птицы мы видим, насколько природа в своих сексуальных экспериментах смелее и изобретательнее нас. Над этим выводом мы предлагаем поразмышлять самым поверхностным и легкомысленным из читателей.

А читателям вдумчивым, наверное, полезнее задуматься о том, как наблюдение над птичками-извращенцами неожиданно дало примеры действия весьма отвлеченных эволюционно-генетических концепций, вроде «супергенов» и «частотно-зависимого отбора».

Особенно любопытно, что классический пример «частотно-зависимого отбора» – это как раз распределение полов: когда отношение мальчиков к девочкам отклоняется от 1:1, преимущество в распространении генов получает тот пол, которого меньше. Оказывается, этот фокус может действовать и в куда более экзотических, не поощряемых моралистами, формах полового поведения.

О том, как приложить все эти наблюдения к человеческим проблемам – почему кто-то больше любит с мальчиками, кто-то с девочками, а кто-то с кем угодно, но непременно в костюмах персонажей Дж. Р. Р. Толкиена – ученые подумают позже, как только у них выдастся свободное время. Между тем, про историю с турухтанами можно прочитать по-английски в Nature.

_____________

* Если кто-то из читателей въедливо интересуется генетикой, поясним: гены faeder (инверсия) и sattelite (частичная инверсия) доминируют над independent (отсутствие инверсии), то есть для странного полового поведения птичек достаточно одной копии мутантного супергена. Признаки частично ограничены полом: у самки гетерозиготность по faeder приводит к уменьшенному размеру тела. У самок, гетерозиготных по faeder или sattelite, отсутствует реакция повышения агрессивности в ответ на инъекцию тестостерона. О фенотипе мутантных гомозигот faeder/faeder данные отсутствуют ввиду их крайней редкости.

** Вспомните, например, Барни Стинсона из сериала «Как я встретил вашу маму».

Комментировать Всего 8 комментариев

Алексей, мое изучение генетики закончилось в школе, хотя и на 5. С тех пор, генетика прошла "от сохи до атома". Мне непонятно, если геи не оставляют потомства, то как может наследоваться ген ("Еще о природе..." я читал, но там не совсем ясно).

Например, так, как у муравьев наследуются все гены, управляющие поведением рабочих особей. Или см. комментарий Сергея Кондрашова.

Не вяжется как-то. Если мы говорим о рецессивных и доминантных генах то процент геев был бы выше. Но, в любом случае, любое проявление гена ведет к тому, что носитель гена не оставляет потомства. Ген должен исчезнуть как результат естесственного отбора.

Я ничего не понял, к сожалению. Какое отношение рецессивность и доминантность имеет к частоте, например.

Что касается исчезновению гена в результате отбора, повторю еще раз: почему не исчезает ген, определяющий превращение пчелы в рабочую особь? Потому что он полезен для улья в целом. Вот тут немножко об этом есть: http://snob.ru/selected/entry/65145 

Ну как с горохом. Т.е. если ген гомосексуализма рецессивный, то геев была бы четверть от всего "списочного состава".

А по поводу пчел я могу Вам ответить как пчеловод. Матку можно вывести из любого оплодотворенного яйца.  На этом, кстати, и построен искусственный вывод маток. Если из семьи удалить матку, то она вместо рабочей пчелы выводит матку только за счет изменения кормежки. Будующая матка буквально плавает в маточном молочке и растет в расширенной ячейке. Т.е. это не вопрос генетики, а чисто вопрос гормонов.

четверть от всего "списочного состава".

Это только если частоты аллелей равны. Частоты генотипов –  квадраты частот аллелей (гомозиготы) или удвоенное произведение частот (гетерозиготы). 

Слова все знакомые, но сложные конструкции из них ускользают от понимания. Вы с Егором Гайдаром риторику не у одного преподавателя проходили :)))

Если Вы будете общаться со мной как с генетиком, то это мартышкин труд. Вы вспомните школьный курс, сократите наполовину и на этом уровне. Если нельзя на таком уровне объяснять, то лучше не надо.