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

У сумчатых и плацентарных млекопитающих, в отличие от их яйцекладущих родичей, зародыши приспособлены к развитию внутри материнской утробы за счет ресурсов, непосредственно получаемых от матери. Существенных запасов питательных веществ им не требуется, поэтому и желтка у них очень мало. Кроме того, поскольку отходы жизнедеятельности таких зародышей можно удалять через кровеносные сосуды матери, встроенный «мусорный бак» им тоже не нужен. Поэтому в ходе эволюции живорождения желточный мешок и аллантоис утратили свое первоначальное назначение, а кровеносные сосуды этих структур стали выполнять новые функции. Вместо поглощения питательных веществ и выведения отходов жизнедеятельности из организма зародыша эти сосуды оказались приспособлены для обмена теми и другими веществами с кровеносной системой матери через стенку матки.

Хотя у всех плацентарных млекопитающих имеется хорошо развитая плацента, детали ее строения могут существенно различаться, особенно у представителей разных отрядов млекопитающих. Одни разновидности плаценты связаны со стенкой матки лишь локально, на ограниченном участке, обычно имеющем форму диска, другие диффузно рассеяны и занимают бо́льшую часть хориона. Локализованная плацента всегда в той или иной степени проникает в глубь стенки матки, хотя степень ее проникновения бывает разной, диффузная же плацента контактирует лишь с внутренней поверхностью матки и глубоко не проникает.

В 1909 году немецкий врач Отто Гроссер предложил известную классификацию плацент, выделив три основных типа этой структуры: неинвазивный, умеренно инвазивный и высокоинвазивный. У млекопитающих, обладающих плацентой неинвазивного диффузного типа, хорион на большой площади контактирует с внутренней оболочкой матки, но ткани материнского организма не получают существенных повреждений. Умеренно инвазивная локализованная плацента в некоторой степени проникает в стенку матки, так что материнские кровеносные сосуды непосредственно соприкасаются с хорионом. Высокоинвазивная локализованная плацента поникает в стенку матки еще глубже, повреждая материнские кровеносные сосуды, так что вытекающая из них кровь омывает хорион.

Важное достоинство классификации Гроссера состоит в том, что представителям большинства отрядов млекопитающих свойствен только какой-то один из выделенных им трех основных типов плаценты. Например, у всех парнокопытных, непарнокопытных, китообразных и панголинов плацента неинвазивного типа, а у хищных, слонов, сирен и тупай – обычно умеренно инавзивного. У всех зайцеобразных, большинства грызунов, даманов и прыгунчиков плацента высокоинвазивная.

Однако отряд приматы составляет вопиющее исключение из этого правила. Это единственный отряд, у представителей которого встречаются плаценты двух крайних типов. У всех лемуров и лори плацента неинвазивная, а у долгопятов и высших приматов, напротив, высокоинвазивная. Амброзиус Хюбрехт, основатель сравнительной эмбриологии, в 1898 году высказал предположение, что, поскольку долгопятам свойственна высокоинвазивная плацента, они приходятся близкими родственниками обезьянам и человеку. Особенности устройства плаценты по-прежнему считаются одним из самых убедительных свидетельств того, что долгопяты и высшие приматы происходят от общего предка.

Но как шла эволюция плаценты? Чтобы восстановить ход ее эволюции у приматов, необходимо для начала разобраться, с чего эта эволюция начиналась, то есть как был устроен общий предок всех плацентарных млекопитающих. Выяснив это, мы сможем судить о том, какой тип плаценты был, по-видимому, свойствен общему предку всех приматов. Здесь мы сразу сталкиваемся с серьезной трудностью: по ископаемым остаткам сложно судить о развитии мягких тканей, поэтому нам придется полагаться на логические умозаключения.

Многие специалисты по репродуктивной биологии долгое время считали, что проблема эволюции плаценты уже благополучно решена и что исходной для всех плацентарных млекопитающих была плацента неинвазивного типа. Логика, на которой основан этот вывод, проста. Предки всех млекопитающих были яйцекладущими. Следующим этапом на пути к образованию плаценты должен был стать переход от откладывания яиц к внутриутробному развитию. Поначалу зародыш по-прежнему развивался почти исключительно за счет запаса желтка, содержащегося в неоткладываемом яйце, но в ходе эволюции матка постепенно брала на себя все бо́льшую роль в развитии зародышей, обеспечивая их поначалу только влагой, а затем и питательными веществами. Для этого скорлупа яйца должна была становиться все тоньше и все более проницаемой. В конечном итоге кровеносные сосуды стенки матки должны были переплестись с кровеносными сосудами зародыша, позволив интенсивно снабжать его питательными веществами и выводить из его организма отходы жизнедеятельности. По мере увеличения притока питательных веществ от матери должна была снижаться потребность в желтке, а по мере совершенствования механизма удаления отходов – потребность в их хранении. В результате на каком-то этапе желтка должно было остаться совсем мало, и внутриутробное развитие стало проходить преимущественно за счет питательных веществ, поставляемых матерью. Однако поначалу контакт между развивающимся зародышем и внутренней стенкой матки неизбежно должен был оставаться неинвазивным, как у современных сумчатых. Поэтому казалось логичным полагать, что у общего предка всех плацентарных млекопитающих плацента тоже была еще неинвазивного типа.

Это представление о ступенчатой эволюции плаценты, казалось бы, подтверждается соображениями эффективности. Общепризнано, что если убрать препятствия, стоящие на пути передачи ресурсов от материи зародышу, то эффективность такой передачи повышается. Однопроходные млекопитающие откладывают яйца, так что у них эффективность передачи ресурсов очень низкая. У сумчатых развивающееся яйцо остается в матке, но на протяжении большей части беременности его окружает скорлуповая оболочка, а настоящая плацента отсутствует. Получается, что у сумчатых система работает не так эффективно, как у плацентарных, имеющих полноценную плаценту. У одних плацентарных плацента неинвазивная и материнские кровеносные сосуды отделены от сосудов зародыша несколькими преградами. Распространено мнение, что инвазивная плацента позволяет передавать зародышу материнские ресурсы эффективнее, чем неинвазивная. Согласно этим представлениям, самым эволюционно продвинутым состоянием данной системы должна быть высокоинвазивная плацента, которая считается и самой эффективной.