Роберт Мартин - Как мы делаем это. Эволюция и будущее репродуктивного поведения человека

В 2006 году в Филдовском музее в Чикаго открылся новый отдел постоянной экспозиции, посвященный эволюции жизни на Земле. С тех пор я никогда не упускаю возможности совершить путешествие во времени, пройдя мимо экспонатов этого отдела. Один из моих любимых – превосходно сохранившаяся самка ископаемого ската, найденная в Вайоминге в озерных отложениях возрастом около 50 млн лет. Профессиональное препарирование образца позволило освободить от породы не только скелет взрослой рыбы, но и скелет детеныша, развивавшегося у нее в утробе. Среди скатов и акул живорождение, свойственное лишь немногим другим рыбам, встречается нередко. Много лет назад в Музее естествознания в Лондоне я впервые увидел навсегда запечатлевшиеся в моей памяти ископаемые остатки другой беременной самки – представительницы ихтиозавров, похожих на дельфинов рептилий, населявших моря и океаны 250–90 млн лет назад, в эпоху динозавров. Ископаемых образцов беременных ихтиозавров известно уже немало. Среди позвоночных, не только млекопитающих, есть и много других примеров живорождения. Из современных позвоночных, не относящихся к млекопитающим, способность вынашивать детенышей в своем теле свойственна не одной сотне видов, в том числе множеству рыб, нескольким амфибиям (таким как жаба-повитуха), а также ряду видов рептилий – ящериц и змей. Но живорождение стало преобладающим способом размножения лишь у млекопитающих, а среди птиц оно и вовсе не встречается. Учитывая, что вынашивание и рождение детенышей требует немалых затрат энергии, как этот механизм размножения вообще возник в ходе эволюции?

Детеныш млекопитающего получает перед детенышами большинства других позвоночных огромное преимущество, связанное с тем, что мать предоставляет ему на первых этапах развития и пищу, и теплое убежище. Исключение из этого правила составляют лишь обитающие в Австралии и Новой Гвинее однопроходные млекопитающие (утконос, ехидна и несколько видов проехидн), упорно следующие древнему обычаю откладывать яйца. У подавляющего большинства млекопитающих – всех сумчатых и всех плацентарных – зародыш развивается из оплодотворенной яйцеклетки, не покидая утробы матери. Следовательно, живорождение у млекопитающих должно было возникнуть более 125 млн лет назад, когда жил общий предок сумчатых и плацентарных, – если не раньше. Более 100 млн лет назад нашу планету населяли похожие на грызунов млекопитающие – многобугорчатые, для которых были характерны многочисленные бугорки на коренных зубах. Многобугорчатые вымерли более 40 млн лет назад, и среди современных млекопитающих их близких родственников не осталось. Исходя из того, что кости их крошечного таза были сросшимися, выдающийся палеонтолог Зофья Келян-Яворовская сделала вывод, что многобугорчатые не могли откладывать яйца, содержавшие достаточно желтка для развития вне материнской утробы, а значит, были живородящими. Иными словами, истоки человеческой беременности следует искать в глубокой древности – быть может, за 140 млн лет до наших дней.

Итак, человеческая беременность имеет долгую эволюционную историю. Изучение этой истории, как и истории возникновения других особенностей размножения человека, позволяет сформулировать принципиальные вопросы, а иногда и ответить на них. Например, учитывая, что наша иммунная система возникла в ходе эволюции для распознавания и уничтожения проникающих в нас чужеродных белков, почему организм беременной женщины не отторгает развивающийся у нее в утробе зародыш – чужеродное тело, многие белки которого отличаются от материнских? Этот вопрос особенно уместен потому, что человеческая плацента тесно связывает зародыш с организмом матери, и мало какие барьеры мешают попаданию зародышевых белков в материнский кровоток. Еще один вопрос, связанный с предыдущим, касается глубокого проникновения человеческой плаценты в стенку матки, которое обычно рассматривается как адаптация к более эффективному обмену веществами между матерью и зародышем, требуемому для развития большого головного мозга. Но убедительно ли это объяснение? Лучшие ключи к ответам на эти вопросы может дать сравнение с другими приматами и млекопитающими. Не менее принципиальные вопросы касаются продолжительности беременности. Как мы уже знаем из предыдущей главы, отследить момент овуляции не так-то просто, поэтому врачи обычно отсчитывали начало беременности от начала последних месячных. Но этот метод позволяет предсказывать время родов лишь приблизительно. Можно ли предсказать его точнее? Понимание эволюционной истории проливает свет не только на время родов, но и на происхождение таких любопытных явлений, как утренняя тошнота беременных или характерное для большинства млекопитающих поедание последа.

У живорождения есть два огромных достоинства: во-первых, оно предполагает развитие зародыша в особом защищенном месте с постоянной температурой, а во-вторых, позволяет весьма эффективно передавать питательные вещества от матери детенышу. Высиживание яиц требует намного больших затрат пищи и энергии, и хотя птицы обычно бывают заботливыми родителями, их потомство нередко гибнет еще до вылупления от переохлаждения или по вине хищников, разоряющих гнезда. Кроме того, механизм переработки питательных веществ из организма матери в объемный желток и последующей переработки желтка развивающимся в яйце зародышем менее эффективен, чем непосредственная передача этих веществ зародышу. Но если у живорождения столько очевидных выгод, то почему же большинство других позвоночных откладывают яйца, а не вынашивают своих детенышей в утробе матери, как сумчатые и плацентарные млекопитающие? Естественный отбор работает лишь с признаками, возникающими в результате случайных мутаций и рекомбинации, так что у древних млекопитающих живорождение возникло, по-видимому, по счастливой случайности, а затем благодаря своим преимуществам закрепилось у всех сумчатых и плацентарных.

Для всеобщего распространения живорождения среди млекопитающих естественному отбору потребовалось преодолеть несколько препятствий. Когда зародыш тесно связывается с внутренней оболочкой матки через плаценту, возникает проблема совместимости матери и плода. Зародыш получает половину своих генов от отца, а значит, синтезирует многие белки, отличные от материнских. Тесная связь между матерью и развивающимся зародышем увеличивает эффективность передачи питательных веществ, но при этом сильно осложняет работу иммунной системы. Естественная реакция материнского организма на чужеродные белки предполагает их связывание и уничтожение, поэтому, чтобы предотвратить отторжение плода иммунной системой матери, плацентарным млекопитающим требуются особые приспособления.