Исключения лишь подтверждают правила

Иногда доминирование бывает неполным. Действительно, некоторые гены ведут себя так, будто первый закон для них не закон. В этом случае гетерозиготные обладатели генов-аутсайдеров получают по наследству промежуточные свойства. Так при скрещивании некоторых растений с красными и белыми цветками гибриды первого поколения бывают с розовыми цветками.

Или вот голубые андалузские куры. Когда скрещивают черных кур с белыми курами андалузской породы, все гибриды первого поколения рождаются голубыми. Этот очень красивый тон их перья приобретают от смешения мельчайших черных и белых крапинок.

Но голубых кур нельзя разводить в чистоте. Они представляют собой гетерозиготов белой и черной окраски, и поэтому при скрещивании друг с другом дают расщепление 1: 2: 1.

Здесь первой и третьей цифре соответствуют сходные по окраске с родителями гомозиготные черные и белые потомки. А средней двойке – голубые гетерозиготы.

Формула один к двум и к одному типична для всех случаев промежуточного наследования.

Генетиками изучено уже немало типов различных отклонений от нормального расщепления. Все они происходят от различного рода взаимодействий между генами. Ведь многие гены по-разному проявляют себя в зависимости от присутствия в генотипе других генов. И, как всякое исключение из правил, эти отклонения только подтверждают общие законы менделизма.

Например, нередко во втором поколении наблюдают такой необычный тип расщепления: девять к семи. Опытный генетик, встретившись с подобным соотношением признаков, сразу решит, что имеет дело с комплементарными генами – генами, которые проявляют себя в фенотипе только в комплексе друг с другом. Каждый из них в отдельности бессилен что-нибудь «решить».

Пример – белоцветный душистый горошек. При скрещивании двух разных его сортов в потомстве вдруг появляются красные цветки!

Казалось бы, этот неожиданный «пассаж» противоречит всем основам менделизма. Ведь красные цветки у душистого горошка доминируют над белыми. А менделизм утверждает, что доминантные признаки не могут быть получены от родителей, обладающих лишь их рецессивными аллелями.

Но более внимательное исследование показало, что никакого нарушения правил менделизма здесь нет. Просто цветки душистого горошка окрашиваются в красный цвет только тогда, когда в генотипе растения встречаются два комплементарных гена, ответственных за красный цвет. Обозначим их – один буквой «С», другой – буквой «Е». Только растение с наследственной конституцией, в которой присутствует хотя бы один ген большое «С» и один – большое «Е», разовьет на своих стеблях красные цветки.

Два белоцветных сорта душистого горошка, послужившие моделью для нашего скрещивания, обладали соответственно таким набором генов: два «С» – больших, два «е» – малых и два «с» – малых, два «Е» – больших.

Типы сочетаний генов в первом и втором поколении иллюстрирует наша схема. Гены «С» и «Е», хотя и доминантные, но поодиночке они не оказывали никакого действия. Поэтому цветки у каждого родительского растения были белые.

Но в генотипе гибридов первого поколения оба комплементарных гена встретились и в союзе друг с другом проявили себя. Цветки у гибридов получились красные.

Во втором поколении девять гибридов обладают тоже обоими доминантными генами, и поэтому цветки у них красные. Другие семь из шестнадцати возможных вариантов лишены одного из доминантных аллелей. У них нет либо гена «С», либо гена «Е». Поэтому цветки у них белые. Вот отчего и получилось странное соотношение: девять к семи.

Гены-супрессоры, когда присутствуют в генотипе, тоже нарушают установленное вторым законом менделизма нормальное расщепление. Они не дают некоторым доминантным генам проявить свое действие. Нарушители порядка супрессоры сами тем не менее наследуются по всем правилам менделизма, как обычные гены.

Скажем, доминантный ген «А» вызывает у растения красную окраску цветков, а его рецессивный аллель «а» – белую. Но если при оплодотворении в зиготу попадет ген-супрессор «Н», то выросшее из нее растение с генотипом «НА» тоже будет иметь белые цветки.

Отношение 13: 3 типично для вариантов, в которых принимают участие супрессоры.

Интересный образец совместного действия генов представляет давно уже открытое правило наследования гребня у петухов. У разных пород кур есть четыре формы гребня: простой, гороховидный, ореховидный и розовидный. В образовании каждого из них принимают участие две пары генов.

Простой гребень развивается, когда в зиготе встречаются обе пары рецессивных аллелей: «rrpp».

Один доминантный ген (назовем его геном «P») приводит к образованию гороховидного гребня. Другой доминантный аллель (ген «R») – розовидного гребня. А оба вместе они выступают совсем в новом качестве: в роли созидателей ореховидного гребня.

Есть и другие типы генных взаимодействий. Например, эффект эпистаза, когда один доминантный ген подавляет проявление другого доминантного гена. Или эффект полимерных, то есть множественных, генов. В этом случае несколько разных генов вызывают развитие одного признака. Либо наоборот, плейотрипия. При ней один ген оказывает влияние на развитие разных признаков.

Все эти весьма нередкие уклонения от классической нормы происходят оттого, что взаимодействие между генами регулярно проявляется в наследственности. Влияние каждого гена всегда зависит от его, так сказать, окружения: от других генов генотипа. Но чтобы не усложнять чрезмерно нашу тему, не будем говорить о всех типах такого взаимодействия.

Расскажем только о множественных, или полимерных, генах и множественных аллелях. Несмотря на сходство в названиях, эти два типа генных ассоциаций совсем не одинаковы. В первом случае несколько разных генов определяют развитие одного какого-нибудь признака. Обычно признака не качественного, а количественного. Такого, например, как рост, вес и вообще размеры животного и растения, их плодовитость или раннеспелость.

Множественные же аллели обеспечивают проявление разных, хотя и однотипных, признаков. Например, наследование групп крови у человека зависит от нескольких аллельных генов.

Всем аллелям одной серии отведен в хромосоме общий для них всех участок – локус. Но если он занят одним аллелем, другому уже тут нет места. Поэтому, хотя множественных аллелей и много, в каждой хромосоме располагается всегда только один из них.

Иное дело – множественные гены. Они составляют разные пары аллелей, занимают разные локусы и часто в разных хромосомах. Поэтому, когда мы имеем дело с множественными аллелями, расщепление во втором поколении происходит по правилам моногибридного скрещивания, в отношении 3: 1.

При множественных генах расщепление идет по полигибридной схеме. Однако у них своя формула соотношений для гибридов второго поколения. Пятнадцать к одному, когда полимерных генов два. И шестьдесят три к одному, когда три полимерных гена принимают участие в развитии одного признака.

Когда полимерных генов четыре, расщепление пойдет уже по тетрагибридной схеме. В этом случае у каждого гибрида первого поколения согласно формуле 2n будет уже не восемь, а шестнадцать разных типов гамет. А расщепление во втором поколении даст соотношение 1: 256!

Вот почему при наследовании количественных признаков все потомство часто бывает внешне однотипным. Ведь многие количественные признаки зависят даже не от трех и не от четырех полимерных генов, а нередко от десяти и даже большего их числа. А когда полимерных генов десять, число их однотипных по внешности комбинаций приближается к 60 тысячам! Это значит, что уклоняющиеся формы практически почти не будут встречаться в потомстве.

Поэтому вначале казалось, будто наследование количественных признаков подчинено каким-то иным правилам, чем те, которые открыл Мендель. Что это не так, впервые доказал в 1910 году генетик Нильссон-Эле. Теперь ни у кого уже нет сомнений, что количественные признаки так же, как и признаки качественные, следуют всем законам менделизма.

Открытие Моргана

Согласно третьему закону Менделя, или правилу независимого распределения, гены, принадлежащие к разным парам аллелей, то есть определяющие разные признаки, наследуются независимо друг от друга. Значит, при оплодотворении возможны самые разнообразные их комбинации и сочетания друг с другом. Это если разноаллельные гены расположены в разных негомологичных хромосомах, которые при делении клетки свободно расходятся по гаметам, образуя самые разнообразные комбинации.

Мы, следовательно, допускаем, что каждая пара аллелей наследуется независимо от всякой другой аллельной пары именно потому, что расположены они в разных хромосомах. Это допущение основано на эмпирически найденной Менделем закономерности и наблюдениях за поведением хромосом в мейозе.

Принимая его, мы должны были бы, естественно, сделать и второе вытекающее из него допущение. Число генов должно соответствовать числу хромосом. Только в этом случае разные аллельные пары смогут свободно комбинироваться, вести себя независимо друг от друга.

Однако простые наблюдения противоречат этому поспешному выводу. Число хромосом у разных животных и растений в общем невелико, а число генов огромно. На каждую хромосому приходятся сотни и тысячи генов.

Значит, сотни и тысячи генов, расположенных в одной хромосоме, должны передаваться потомкам все вместе, единым комплексом. Значит, также, помимо независимого распределения аллельных пар по гаметам, должна иметь место и зависимая, комплексная их передача.

Первое – независимое – распределение наблюдается в том случае, когда разные пары аллелей располагаются в разных хромосомах. Второе – зависимая, или комплексная, передача – должно происходить, если все интересующие нас гены локализованы в одной хромосоме.

И такая зависимая передача разнородных признаков, или, как говорят генетики, сцепление генов, действительно была открыта в 1906 году Бэтсоном и Пеннетом. В опытах с душистым горошком они, к удивлению своему, обнаружили, что дигибридное расщепление некоторых признаков идет не по правилам менделизма. Не было независимого распределения: некоторые гены передавались попарно.

Бэтсон и Пеннет не смогли объяснить открытое ими отклонение от независимого менделевского расщепления. Этот странный эффект правильно истолковали американские генетики Морган и его сотрудники Бриджес и Стертевант.

Морган и его сотрудники исследовали маленькую, размером в несколько миллиметров, плодовую мушку дрозофилу. Уже в 1901 году они научились разводить ее в лаборатории. Лучшего подопытного животного для генетических исследований нельзя было и желать.

Мушка эта неприхотлива, очень плодовита: одна самка дает несколько сотен потомков. Очень скороспела: сразу же, выйдя из оболочек куколки, способна размножаться. Развивается дрозофила чрезвычайно быстро: за 14 дней из яйца вырастают личинка, куколка и взрослая муха. Значит, одно поколение от другого у дрозофилы отделяют всего две недели.

Кроме того, если мух усыпить эфиром, их можно разбирать, как семена, перекладывая и переворачивая кисточкой и рассматривая в лупу.

Раскрыть причины сцепления генов Моргану помогли скрещивание дрозофил.

Черная, с недоразвитыми крыльями муха в союзе с серой и с нормальными крыльями мухой произвела на свет серых длиннокрылых потомков. Значит, длиннокрылость и серый цвет доминирует над недоразвитыми крыльями и черной окраской.

Пока все соответствует первому закону Менделя.

Но когда гетерозиготного самца скрестили с черной короткокрылой самкой, обладающей рецессивными признаками, ожидаемого для дигибридного скрещивания расщепления не вышло. Вместо четырех типов разных сочетаний двух признаков получили только два: черных мух с зачаточными крыльями и серых с нормальными крыльями. То есть мух, во всем подобных родителям.

Впечатление такое, будто черный цвет и недоразвитые крылья наследуются как один неразделимый признак. Так же прочно сцеплены друг с другом гены серого цвета и нормальных крыльев.

Может быть, каждая пара сцепленных признаков определяется одним геном? Тогда все понятно.

Но экспериментаторам с самого начала стало ясно, что это не так. Ведь в их многочисленной коллекции разнотипных дрозофил были мухи и с иным сочетанием спаренных признаков.

Например, мухи серого цвета с зачаточными крыльями и черные длиннокрылые.

Значит, в других мушиных семьях и генеалогических линиях признаки объединяются совсем в иной последовательности. Значит, они все-таки могут по-разному комбинироваться. Значит, каждому из них соответствует свой ген.

В тех случаях, когда гены наследуются неразделимо, они, следовательно, локализованы в одной хромосоме и вместе с ней переходят единым блоком из поколения в поколение.

Ну, а как объяснить тогда механизм их перекомбинации и соединения друг с другом в иные неразделимые комплексы?

Решить эту загадку помогла предложенная Морганом теория кроссинговера, или перекреста хромосом.

Но сначала еще несколько слов о сцеплении генов. Итак, открытый Менделем закон независимого распределения генов действует тогда, когда гены расположены в разных хромосомах. А закон Моргана, то есть закон сцепления, – когда лежат они в одной хромосоме. Оба эти закона лишний раз доказывают, что именно в хромосомах располагаются гены. А не в каких-нибудь иных клеточных структурах.

У дрозофилы изучено уже более ста генов. Все их, в зависимости от того, как они сцепляются друг с другом, можно разбить на четыре группы – именно столько и хромосом в гаметах дрозофил! Значит, каждая группа соответствует одной из хромосом. Правда, бывают перекомбинации и среди них, но только после кроссинговера, о котором сейчас и пойдет речь.

Кроссинговер

Исследователи установили не только, какие гены к какой группе принадлежат. Они очень тонкими и остроумными методами выяснили место каждого гена в хромосоме и их последовательность друг за другом.

Порядок расположения удалось установить по силе сцепления между ними. Морган вполне естественно решил, что гены близкие соседи сцеплены сильнее. И чем дальше они расположены друг от друга в хромосоме, тем слабее связь между ними и тем чаще они наследуются независимо друг от друга. Не все вместе, а порознь переходят в разные гаметы при делении клетки. С генами, расположенными очень близко, это редко бывает.

А отчего же все-таки случается? Как гены из одной хромосомы переходят в другую?

Морган решил, что во время мейоза, когда гомологичные хромосомы попарно сближаются друг с другом, конъюнгируют, некоторые из них взаимно обмениваются аналогичными участками. Это и называют кроссинговером, то есть перекрестом хромосом.

Значит, нарушение сцепления между генами одной хромосомы происходит оттого, что хромосома разрывается. Обрывок ее вместе с оторвавшимися от своей группы генами переходит на соответствующее место в другую гомологичную хромосому. Заменяет в ней такой же участок с генами, которым вторая хромосома вознаграждает свою потерпевшую убыль сестру.

Чем дальше расположены в хромосоме гены друг от друга, тем легче им разделиться во время кроссинговера. И гораздо труднее им это сделать, когда они близкие соседи. Поэтому Морган и решил, что частота нарушения сцепления между генами может служить мерой расстояния между ними. Чем чаще встречаются нарушения, тем больше расстояние.

Сначала эта остроумная гипотеза показалась генетикам слишком фантастичной. Но позднее ее подтвердили многие бесспорные наблюдения и эксперименты. Теперь никто в ней не сомневается.

Перекрест хромосом может быть и двойным и тройным. И даже большее число хиазм, то есть участков обмена, возникает в мейозе между двумя из четырех гомологических тетрад, или хроматид. Бывает, что и три, а то и все четыре хроматиды принимают одновременное участие в кроссинговере.

Биологический смысл кроссинговера совершенно ясен: он призван предоставить в распоряжение эволюции максимальное число разноизменчивых, разноликих вариантов, обильный материал для естественного отбора.

Генов непомерно больше, чем хромосом. Следовательно, сотни и даже тысячи генов, сцепленные вместе в каждой хромосоме, без кроссинговера не принимали бы участия в перекомбинации признаков в зиготах нового поколения. Это, бесспорно, сильно ограничило бы возможности рекомбинационной изменчивости и вместе с тем и эволюционные ресурсы.

Но природа нашла выход, изобретя перекрест хромосом.

Мальчик или девочка?

Все живые существа и все растения, даже бактерии, разделены природой на два пола: мужской и женский. Биологический смысл такого разделения вполне ясен: создать по возможности больше разных вариантов для естественного отбора. Когда животное или растение размножается вегетативно или партеногенетически, без оплодотворения, все его потомки обладают одинаковой наследственностью, во всем схожей с материнской. При таком размножении все дети получают только материнские хромосомы и гены. Никакой их перекомбинации не происходит. И лишь мутации вносят некоторое разнообразие в однотипные ряды потомков-близнецов.

Для эволюции, которая формирует новые виды и типы, черпая материал для видообразования из арсеналов изменчивости, этого мало. Ведь чем больше разнородных образцов в живой природе, тем шире поле деятельности у естественного отбора, творящего новые виды.

Половое размножение призвано пополнить весьма скудные без него ресурсы видообразования.

После мейоза, предшествующего половому размножению, парные хромосомы навсегда расходятся по разным гаметам. А затем родительские гаметы, происходящие из разнородных генеалогических линий, сливаются воедино, чтобы дать жизнь новому организму. Они приносят в его клетки разносортный наследственный материал – отцовский и материнский.

Получается тогда, что наследственность, а значит, и свойства каждого из братьев и сестер совсем не одинаковы. И во многом непохожи они на наследственность и свойства родителей: произошла перекомбинация хромосом, и новые сочетания генов вступили в игру. Значит, естественный отбор получил более разнородный и более необходимый ему материал.

Итак, два пола лучше обслуживают эволюцию, чем один. Когда же и как организм получает от природы тот или иной пол?

Есть животные, которые приобретают свой пол очень странным, хотя и простым, способом. Одного из таких оригиналов нашли в океане. Это морской червь бонеллия. Самки бонеллии размером со сливу, и у них странный, раздвоенный на конце хоботок. Самцы же карлики даже в сравнении со сливой: длиной всего в несколько миллиметров. У них нет хоботка. Они живут в матке у самки, обремененные только одной заботой: оплодотворить яйца.

Из яиц выходят личинки и уплывают.

Поплавав немного, личинки опускаются на дно – эти развиваются в самок. А те, что сядут не на дно, а на хоботок взрослой самки, превратятся в самцов. По-видимому, особые выделения хоботка обязывают их к этому.

Станет ли юная бонеллия самцом или самкой, зависит только от случая. От того, куда сядет личинка. Поэтому соотношение полов у бонеллии непостоянно и часто бывает то избыток самок, то самцов.

Гораздо более стабильно это соотношение, когда действует генетический механизм определения пола. Такой механизм функционирует у большинства животных и растений. Он очень несложен.

Просто один из двух полов, обычно мужской (но иногда и женский), получает в час зачатия как знак своего мужского или женского достоинства одну особую хромосому. Ее называют игрек-хромосома. Гомологичный ее партнер именуется икс-хромосомой.

Икс-хромосома – нормальная хромосома. Тогда как игрек обычно маленькая, как бы недоразвитая и несет гораздо меньшее число генов, чем икс-хромосома.

У большинства животных мужской пол гетерогаметен, это значит, что в его генотипе две разные половые хромосомы – икс и игрек. Поэтому самцы таких животных обладают двумя разными типами гамет: половина из них несет икс-хромосому, половина игрек-хромосому. Женский же пол гомогаметен, потому что клетки самок обладают двумя икс-хромосомами. Но у птиц, бабочек и некоторых рыб, наоборот, самки наделены разными непарными половыми хромосомами, то есть гетерогаметны, а самцы – гомогаметны. У них одинаковые парные половые хромосомы.

При образовании гамет (у гетерогаметных самцов) после мейоза в 50 процентов всех спермиев попадают только икс-хромосомы. В другие 50 процентов – только игрек-хромосомы.

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.

Развитие начинается сразу: оплодотворившись, яйцеклетка вскоре делится пополам. Через десять часов – снова митоз и – деление: будущий человек сложен уже из четырех клеток.

Через неделю их сто. Весят они около грамма, и груда клеток, именуемая отныне эмбрионом, в поперечнике… с наперсток? Нет, меньше. Много меньше даже булавочной головки – 0,2 миллиметра!

Тут происходит нечто очень важное: весьма значительное в жизни человека событие – переселение в матку.

Яйцеклетка, покинув женский яичник, сначала попадает вроде как в граммофонную трубу, широким раструбом своим приникшую к яичнику^[29]. Прорвав его оболочку, яйцеклетка устремляется в мир бесконечных превращений, ожидающих ее за порогом овариума, то есть яичника.

Эту трубу называют фаллопиевой. Другим концом своим она врастает в матку. Так вот, в фаллопиевой трубе, или, иначе говоря, в яйцеводе, сперматозоид настигает яйцеклетку и, слившись с ней, рождает человека.

Через неделю зародыш, скользя вниз по фаллопиевой трубе, переселяется в матку. Здесь его наружные клетки срастаются с рыхлой поверхностью матки и образуют плаценту, или детское место. Это губчатый кусок плоти служит человеку в первые девять месяцев его жизни и легкими, и желудком, и печенью, и почкой.

В плаценте кровеносные сосуды тесно соприкасаются с кровью матери (но не смешиваются с ней!). Из крови в кровь от матери к ребенку, диффузно распространяясь, течет кислород: им зародыш дышит. Текут и питательные вещества – уже через час после того, как мать их переварит. Через плаценту эмбрион выбрасывает прочь ненужные ему продукты. Она же, как хороший фильтр, не пускает к нему микробов и ядовитые вещества.

Но, увы, к сожалению не все. Никотин и алкоголь, сифилис и вирусы краснухи^[30] обходят сторожевые посты плаценты и часто прорываются к беззащитному еще зародышу, поражая его своей отравой на всю жизнь. Между 28-м и 49-м днем после зачатия зародыш особенно восприимчив ко всяким химикалиям и ядам, и, зная об этом, мать не должна тогда принимать даже лекарства, если может без них обойтись.

По-видимому, именно в эти роковые дни талидомид, патентованное снотворное, изуродовал десятки тысяч детей, лишив их конечностей. Безрукие и безногие они рождались после того, как их беременные матери, поверив крикливой рекламе западного бизнеса, принимали успокаивающие таблетки с талидомидом.

К концу третьего месяца плацента уже вполне зрелая и функционирует в полную силу. А до этого, пока она еще зреет, происходят такие события.

Через месяц зародыш – длиной с ноготь мизинца и обретает уже зачатки рук и ног и вместе с ними… хвост и жабры. Ну, не совсем жабры, а так называемые жаберные щели – атавистический дар наших предков-рыб. Потом они зарастают, частично преобразуясь в зобную и щитовидную железы, в уши и ткани лица. А хвост, хоть он и настоящий, тоже потихоньку деградирует, и остается от него только копчик.

Но скелета у месячного зародыша еще нет. Есть только сердце (оно начинает пульсировать на 18-й день и бьется без отдыха до самой смерти!)^[31] и зачатки легких, печени, почек, нервов, глаз и ушей.

Два месяца. Перед нами уже законченный человек. Вернее – крохотный гомункулюс: росту в нем всего 2–3 сантиметра. Но все его органы (даже пальцы на руках и ногах) в общем сформированы.

Три месяца. Эмбрион еще подрос: 5–6 сантиметров. Уже первые кости подпирают мышцы, и нервы, как провода, окутывают его всего. Можно определить даже пол: женский он или мужской. И с этого знаменательного момента эмбриона называют плодом.

Четыре месяца. Плод может комфортабельно поместиться на ладони: его длина 10–16 сантиметров, а вес – 40–50 граммов. Плацента толстым блином сдвинулась к матке (до сих пор она окружала зародыш). Маленький человечек, как в целлофан, укутан в прозрачную и тонкую-тонкую зародышевую оболочку. Видно, как он словно парит в ней и, морща личико, «дышит» околоплодной жидкостью, набирая ее в легкие и извергая из них. Это тренировка для легких: на самом же деле плод дышит сейчас не ими, а пуповиной, которая через плаценту снабжает его кровь кислородом. (Возможно также, что, «вдыхая» околоплодные воды, человечек получает из них необходимые ему вещества и отдает ненужные.)

Мать уже чувствует, как он там толкается ножками у нее внутри (впрочем, двигаться эмбрион начал еще на третьем месяце, но тогда околоплодная жидкость амортизировала толчки, и мать их не замечала).

Я сказал «видно», что вытворяет человечек у мамы внутри. Но как и кто это видел?

Леннарт Нильсон, шведский фотограф! Десять лет жизни без всякого сожаления потратил он на то, чтобы снять на пленку все эволюции эмбриона от зачатия до рождения. Изобретал разные аппараты и добился своего: в одной из клиник Стокгольма Нильсон, приспособив микрокамеру и микроосветитель на конец трубки цистоскопа, которым осматривают изнутри мочевой пузырь, снял тысячи уникальных кадров прямо в недрах матки, откуда люди делают первый шаг в мир. Поэтому многим из того, что знаем сейчас о первых днях нашей жизни, мы обязаны упорству и изобретательности Леннарта Нильсона.

…Пять месяцев. Человек весит около фунта и проявляет свой дурной или хороший нрав. Он уже слышит громкие крики из шумного мира, в котором живет его мать, по-своему их пугается, или, напротив, если характер у него агрессивный, сердится и грозит. Он уже чутко реагирует на мамины настроения и, по-видимому, даже на ее нежные слова и ласки.

Если случатся преждевременные роды, то человечек может и выжить. Правда, судьбой дан ему на это лишь один шанс из ста. Но все-таки, если врачи не пожалеют сил, такое возможно: одна пятимесячная девочка в Дании родилась в весе цыпленка: 675 граммов! Ее сразу уложили в купель с питательным раствором, и она выжила.

Шесть месяцев – человечку уже тесно в маме, и он готовится покинуть ее. Поворачивается вниз головой – так удобнее выбраться. Но впереди еще восемь-десять долгих и беззаботных недель, полных не омраченного насилием удовольствия (так уверяет Фрейд). Потом начнутся всякого рода подавления инстинктов и желаний, а пока, в непокинутом еще раю, безмятежно блаженствуя и предвкушая радости удовлетворенного аппетита, будущий младенец… сосет большой палец.

Семь месяцев – плод открывает глаза! И хотя там, где он живет, очень темно, смотрит, не смыкая век, словно не терпится ему увидеть красочные картины, которые скоро откроет перед ним жизнь.

Семь месяцев и вес не меньше килограмма – два непременных условия, которые дают врачу надежду (не очень, впрочем, надежную), употребив все свое искусство, спасти жизнь недоношенного ребенка.

Через месяц такой надежды почти не будет. А еще через месяц человек родится и выживет без помощи врача. Первый вдох младенца – самый трудный: в его легких нет воздуха, и они поникли стенками, как пустой мешок.

И тогда человеку, чтобы, открыв рот, он наполнил их, дают первый шлепок. И он кричит, потому что не любит, когда обижают. Этот крик, говорят матери, – первый и последний плач их ребенка, который не волнует, а радует.

Он родился не один!

Случается, что яйцеклетка, дробясь, распадается на две, четыре или больше половинок – тогда маму и папу радуют своим неожиданным появлением так называемые однояйцевые, или идентичные – во вс<