О неклассических способах наследования, которые могут сойти за телегонию 27 сентября 2016 года, 11:34

Концепция телегонии состоит в том, что все бывшие половые партнеры женщины, независимо от того, рожала она от них или нет, передают ряд своих ключевых признаков (внешние черты, телосложение и другие) ее детям от последующих мужчин. Причем наибольшее влияние в этом смысле имеет первый половой партнер. Эта концепция имеет многовековую историю – о ней писал еще Аристотель. Сам термин «телегония» предложил немецкий эволюционный биолог Август Вайсман в XIX веке (от др.-греч. τῆλε – «далеко» и γόνος – «рождение, происхождение»). Поначалу официальная биология рассматривала телегонию вполне серьезно, однако последующие генетические исследования и многочисленные эксперименты продемонстрировали ее несостоятельность.

История первая, подтвержденная

Заиметь в своем организме ДНК, помимо наследования ее от родителей, можно в результате микрохимеризма. Так называется явление, при котором у плацентарного млекопитающего, в том числе человека, присутствует небольшое количество клеток или генетического материала другой особи того же вида.

Самый распространенный вид микрохимеризма – это обмен клетками между матерью и плодом во время беременности. Хотя плацента в целом не допускает прямого контакта материнской и плодной крови, небольшое число клеток все же через нее проходит. В некоторых случаях эти клетки могут формировать устойчивые линии, которые сохраняют жизнеспособность в чужом организме через десятки лет после родов, а то и на протяжении всей жизни. Такие плодные линии у матери могут быть представлены иммунными, мезенхимальными стволовыми или плацентарными клетками, а материнские у ребенка – как правило, только лейкоцитами. В силу особенностей строения плаценты женщина получает клетки плода чаще и в большем количестве, чем наоборот. Имеются и свидетельства того, что клетки эмбриона могут проникать в организм матери еще до формирования плаценты – на стадии его имплантации в эпителий матки.

В большинстве случаев для диагностики микрохимеризма применяют поиск мужского генетического материала у женщин. Не потому, что плод мужского пола чаще передает свои клетки матери, просто обнаружить несвойственную женщине половую Y-хромосому значительно проще. При этом мужские клетки или генетический материал находили как у женщин, не рожавших сыновей, так и у женщин, вообще никогда не рожавших. Такое явление может стать следствием предшествующего искусственного или спонтанного аборта, а также нераспознанного невынашивания в случае беременности эмбрионом мужского пола на ранних сроках.

Существуют и другие механизмы возникновения микрохимеризма. Так, женщина, у которой присутствуют клетки ее матери или рожденного ранее ребенка, может «поделиться» ими с последующими детьми. Эти дети, в свою очередь, могут передать их своим потомкам. Еще один вариант – получение микрохимерных клеток матерью и ребенком от неразвившегося близнеца (случается, что развитие одного из близнецов прекращается на ранних стадиях и он остается незамеченным). Значительно реже микрохимеризм может возникнуть в результате медицинских манипуляций, таких как переливание крови.

Попадание клеток предыдущих детей в организм последующих. Amy M. Boddy et al., BioEssays, 2015

Микрохимеризм встречается у животных со всеми четырьмя типами плаценты – его наблюдали, например, у приматов, собак, коров и мышей. У крупного рогатого скота большинство близнецов являются микрохимерами, поскольку их плаценты, как правило, сливаются, что приводит к взаимообмену кровью. Если такие близнецы раздельнополы, самки под действием половых гормонов брата-близнеца утрачивают способность к размножению и не приносят молоко. Такие животные называются фримартинами.

Микрохимерные клетки могут встречаться практически в любых органах и тканях, включая головной мозг (чаще всего – в крови, коже, железах и внутренних органах). Физиологическая роль этого явления пока практически неизвестна – научные исследования микрохимеризма ведутся лишь несколько десятков лет. Считается, что он может иметь как положительные, так и отрицательные эффекты.

Согласно имеющимся данным, микрохимеризм может играть существенную роль в развитии иммунитета будущего ребенка и получении им питательных веществ через плаценту и с материнским молоком. Имеются указания на то, что микрохимеризм может улучшать процессы регенерации (восстановления) различных поврежденных тканей, а также облегчать течение ревматоидного артрита во время беременности и защищать от некоторых видов рака.

В то же время наблюдения показывают, что наличие чужеродных клеток может лежать в основе развития системной склеродермии и некоторых других аутоиммунных заболеваний, таких как аутоиммунный тиреоидит, системная красная волчанка и другие (в пользу этого говорит высокая распространенность этих заболеваний у женщин старше 40 лет, то есть рожавших). Также оно, скорее всего, принимает участие в развитии ряда злокачественных новообразований и может влиять на приживаемость органов при трансплантации.

Точно определить роль микрохимеризма в поддержании здоровья и развитии заболеваний должны текущие и будущие исследования. Однако можно с уверенностью сказать, что на фундаментальные врожденные признаки, такие как внешность, телосложение и наследственный материал половых клеток, он повлиять никак не может.

Если микрохимеризм широко распространен (по имеющимся данным, микрохимерами могут являться до 75 процентов рожавших женщин и значительная доля остальных людей), то две другие истории касаются лишь единичных наблюдений, причем не у млекопитающих.

История вторая, загадочная

В 2015 году сотрудники Сорбонны обнаружили, что у городского голубя (Columba livia) специфический иммунитет может наследоваться через поколение. Как известно, матери всех позвоночных животных «обучают» их иммунитет, передавая им свои специфические материнские антитела (MatAb). Однако о передаче такой информации внукам данных не имелось.

Чтобы выяснить принципиальную возможность такого явления, французские ученые в качестве антигена дважды ввели 60 самкам голубей белок KLH (keyhole limpet haemocyanin, гемоцианин фиссуреллы), который служит переносчиком кислорода у морской улитки Megathura crenulata. Этот высокомолекулярный металлопротеин известен своей высокой иммуногенностью у позвоночных, не приносящей вреда их здоровью. Контактировать с ним голуби никак не могли, что исключало выработку антител к KLH естественным путем.

Следующим двум поколениям самок голубей белок-антиген вводили в возрасте 21 и 35 дней. Попутно исследователи проводили мониторинг динамики выработки антител к нему.

Уровень антител против антигена KHL в крови голубей-«внучек», чьи «бабушки» 
были (черный цвет) или не были (белый цвет) иммунизированы. 
A. Ismail et al., Biology Letters, 2015

Выяснилось, что введение KLH самкам голубей первого поколения никак не влияло на иммунный ответ их «дочерей». Зато у «внучек» уровень антител к этому белку повышался с возрастом, чего не наблюдалось у птиц с неиммунизированными «бабушками». При этом в белках яиц, из которых они появились, существенного количества анти-KLH антител не наблюдалось.

Механизм подобного явления, а также его наличие у других животных, включая человека, остается не уточненным, однако он явно не связан с известными механизмами наследования.

История третья, сомнительная

И, наконец, признаки «настоящей» телегонии наблюдали у мух вида Telostylinus angusticollis исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее. Чтобы выяснить возможность этого явления, они выращивали личинок насекомых на средах, бедных и богатых питательными веществами. В результате вылупившиеся из этих личинок мухи имели существенную разницу в размерах тела.

После этого ученые дважды скрещивали крупных самок, личинки которых росли на обогащенной питательной среде, с самцами разных размеров. Первое скрещивание проводилось до их полового созревания, и, как пишут ученые, сперма этих самцов должна была погибнуть, хотя доказательств этого они не приводят. Спустя три недели самок повторно скрестили с обоими типами самцов. В итоге получилось четыре комбинации скрещиваний по размеру самцов: крупный-крупный, мелкий-мелкий, мелкий-крупный и крупный-мелкий.

Многофакторный статистический анализ размера потомства показал, что он зависит от размера самца, с которым муха спарилась первым, а размер второго полового партнера на него практически не влияет.

Чтобы исключить возможность поведенческого регулирования размера потомства в зависимости от внешнего вида первого самца (кто знает, на что эти мухи способны), неполовозрелых самок помещали в одну емкость с самцами определенного размера, но не давали им скрещиваться. Скрещивание со вторым самцом проводили так же, как в первом эксперименте.

Выяснилось, что размер первого самца влияет на упитанность потомства только в случае попадания его спермы в организм самки. Из этого ученые сделали вывод, что в семенной жидкости мух может содержаться какой-то негенетический фактор, который может влиять на последующее потомство самок, однако поиском этого фактора они не занимались.

В ответ на запрос N+1 член исследовательского коллектива Анджела Крин (Angela Crean) сообщила, что поиски неизвестного фактора ведутся и «уже выявлено несколько перспективных направлений для изучения, но пока окончательных результатов не получено». Давать более детальную информацию до публикации результатов она отказалась.

Крин также упомянула, что другой коллектив обнаружил влияние самцов не-производителей на потомство у плодовых мушек дрозофил (Drosophila melanogaster). Однако эти работы практически не связаны между собой – в упомянутом исследовании с дрозофилами было показано, что скрещивание самок со стерильными самцами делало их потомство женского пола более плодовитым, то есть его влияние проявлялось лишь в следующем поколении. Как отмечают сами авторы, это с наибольшей вероятностью связано с получением самками первого поколения дополнительных белков семенной жидкости, влияние которого на плодовитость их «дочерей» была показана в предыдущих исследованиях.

Работа австралийцев имеет ряд слабых мест. Во-первых, исследуемая выборка была весьма небольшой – всего 24 самки, что делает их влияние на результаты очень сильным. Во-вторых, эксперименты проводили не на чистых линиях насекомых, как это принято в генетических исследованиях, а на диких мухах. И в-третьих, влияние размера первого самца на размер потомства не превысило половины стандартного отклонения, то есть если оно и существует, его никак нельзя назвать значительным.

Влияние размера тела первого и второго самца на размер тела потомства. 
По оси ординат – стандартное отклонение от среднего. 
Angela Crean et al., Ecology Letters, 2015

Посмотрим, удастся ли воспроизвести полученные результаты у большего числа насекомых или у других их видов, а также найти тот самый негенетический фактор в сперме. До тех пор говорить о достоверном обнаружении телегонии, пусть даже у мух, не представляется возможным.

Однако очевидно, что неклассические способы наследования, тем не менее, существуют и, возможно, некоторые из них остаются непознанными. Но степень их значимости будет весьма ограниченной, поскольку все основные признаки потомства обусловлены генами его биологических родителей, что давным-давно подтверждено качественными научными исследованиями.

Олег Лищук, N+1
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru