Как мы делаем это. Эволюция и будущее репродуктивного поведения человека

Яйцеклетку млекопитающего едва можно разглядеть невооруженным глазом: она сравнима по размерам с точкой, стоящей в конце этого предложения. Сперматозоиды еще меньше и видны только под микроскопом. Объем одной яйцеклетки равен объему 30 000 сперматозоидов, а в одном зернышке черного перца сперматозоидов поместилось бы около 3 млрд. Крошечные размеры сперматозоидов и яйцеклеток означают, что для человека логистическая проблема обеспечения встречи сперматозоида с яйцеклеткой намного сложнее, чем для мышиных лемуров. Человеческим сперматозоидам приходится преодолевать после осеменения расстояние примерно в 10 раз больше, чем сперматозоидам мышиного лемура. Кроме того, им еще нужно отыскать яйцеклетку в яйцеводе, просвет которого в 10 раз больше ее диаметра. Но при этом оказывается, что средняя часть («бензобак») сперматозоида мышиного лемура даже немного крупнее, чем средняя часть человеческого сперматозоида. Что же касается синих китов, то стоящая перед ними логистическая проблема просто поражает воображение. У них сперматозоидам требуется преодолеть расстояние почти в 20 раз больше, чем у человека, и в 200 раз больше, чем у мышиного лемура.

Хотя размеры сперматозоидов и не зависят от размеров тела, в данном случае это нисколько не мешает осмысленному сравнению разных видов млекопитающих. Напротив, это помогает нам разобраться в механизме оплодотворения. Поскольку ни сами сперматозоиды, ни их центральная часть не увеличиваются при увеличении размеров млекопитающего, их путешествие по женским половым путям сопряжено у более крупных млекопитающих с бо́льшими трудностями. В связи с тем, что сперматозоиды более крупных млекопитающих обычно не оборудованы более крупным «бензобаком», на своем пути в сторону яйцеклетки они нуждаются в посторонней помощи. Чем-то им, наверное, могут помочь особенности механизма спаривания, но так или иначе мы неизбежно приходим к выводу, что матка и яйцеводы должны каким-то образом активно способствовать перемещению сперматозоидов, по крайней мере у крупных млекопитающих, то есть в том числе и у человека. Следовательно, у нас точно должны быть какие-то механизмы, обеспечивающие транспортировку сперматозоидов после осеменения. Без посторонней помощи человеческий сперматозоид может плыть со скоростью около 18 см/час. Чтобы преодолеть с такой скоростью расстояние от шейки матки до выхода из яйцевода (если предположить, что топлива окажется достаточно), сперматозоиду требовалось бы не меньше 45 минут. От влагалища, где обычно оказываются сперматозоиды после естественного осеменения, ему потребовалось бы плыть еще дольше. Чтобы представить себе, какой это подвиг, можно отметить, что для сперматозоида расстояние, которое он должен преодолеть, чтобы оплодотворить яйцеклетку, соответствует 7 км для человека. Натренированные пловцы, пересекающие Ла-Манш, преодолевают такое расстояние примерно за полтора часа.

Оказывается, на самом деле матка бесцеремонно прокачивает сквозь себя попадающие в нее сперматозоиды. Был проведен ряд исследований, в которых механизмы транспортировки сперматозоидов изучали, помещая в матку инертные частицы, которые сами по себе не двигались. Еще до этого были проведены эксперименты на коровах, результаты которых указывали на то, что некоторые сперматозоиды могут достигать яйцевода меньше чем через три минуты после осеменения. Отталкиваясь от этих данных и от накопленных к тому времени сведений, относящихся к людям, акушеры Джин Эгли и Майкл Ньютон провели в 1961 году первое исследование, посвященное работе соответствующих механизмов у человека. Исследователи поставили опыты на трех испытуемых, которым предстояло хирургическое удаление матки, установив даты операций таким образом, чтобы подгадать их под ожидаемый день овуляции. Каждой из пациенток глубоко во влагалище были введены углеродные частицы, взвешенные в жидкости. В двух из трех случаев эти частицы были в ходе операции извлечены из яйцеводов примерно через полчаса после введения. Таким образом, время перемещения частиц сквозь матку составило не более 30 минут. Эгли и Ньютон сделали из этого вывод, что здесь должна работать какая-то форма активного транспорта и важную роль, по-видимому, играют мышечные сокращения матки.