Каждой твари – по паре: Секс ради выживания

Как я говорила чуть раньше, лизин, белок, определяющий, смогут ли сперматозоиды морского ушка оплодотворить икру, развивается с рекордной скоростью. При этом сами морские ушки образуют новые виды с впечатляющей скоростью, что очень соблазнительно для исследователя. Давайте же разберемся, что происходит с их икрой. Как и морские ежи, морские ушки тысячами выпускают сперматозоиды и икринки в воду. Каждая икринка упакована в волокнистый материал – вителлин. Чтобы добраться до икринки, сперматозоиду нужно пробурить ход в оболочке: этим и занимается лизин. Таким образом, лизин, содержащийся в сперме, должен сначала закрепиться на вителлине. Изменения в оболочке затрудняют эту задачу. Если лизин не сможет закрепиться на ней, сперматозоид не попадет к икринке. Таким образом, любые изменения в оболочке должны приводить к быстрым изменениям лизина, содержащегося в сперме.

И действительно, лизин эволюционирует в ответ на изменения яйцеклетки. Однако сама яйцеклетка не приспосабливается к лизину. Оболочка икринок видоизменяется случайным образом, и лизину приходится успевать за этими изменениями. Удивительная история: лизин старательно эволюционирует, в то время как икра живет, как ей вздумается, бесстрастно глядя на его старания. Ключ к этой тайне лежит в природе икорной оболочки. Это сложная субстанция, настоящая мозаика из нескольких компонентов. Основная ее часть, к которой, собственно, и прикрепляется лизин, – гигантская молекула VERL (vetelline envelope receptor for lysin, или вителлиновый оболочечный рецептор лизина). Он состоит из элемента, повторяющегося 28 раз.

Повторяющиеся элементы часто становятся причинами генетических проблем. Представьте для примера ген, в последовательности которого одна или несколько букв генетического алфавита повторяются несколько раз подряд. Когда наступает необходимость копирования гена – к примеру, при создании яиц или сперматозоидов, – клеточный генетический копировальный аппарат скользит вдоль молекулы ДНК, копируя ген, как полагается. Все идет хорошо, пока аппарат не доходит до повторяющейся последовательности. В этот момент машина зачастую начинает сбиваться со счета, повторяя последовательность слишком большое или, напротив, недостаточное число раз. Это как если бы вы попытались переписать число 7878787878787878787 без помощи знаков пунктуации, не имея возможности вернуться назад и свериться с оригиналом. Действительно, в подобных случаях часто начинается хаос. Некоторые генетические болезни человека – к примеру, форма слабоумия, известная как болезнь Хантингтона – возникают из-за случайных ошибок в числе повторений.

Что касается VERL у морских ушек, повторяемая часть в нем особенно велика – повторяется не каждый второй, а каждый 460-й элемент, поэтому сбои случаются часто. В случаях, когда повторяемая последовательность велика по размеру, мутация в одном элементе может постепенно распространиться на остальные элементы с помощью пассивного процесса, известного как согласованная эволюция. Почему так происходит, неизвестно. Однако понятна серьезность последствий. Представим, что в одном из 28 элементов, составляющих VERL, произошла мутация, причем столь серьезная, что этот элемент больше не опознается лизином. С точки зрения икры это пустяки. Остальные 27 элементов молекулы продолжают функционировать, так что способность к оплодотворению сохраняется на прежнем уровне. С точки зрения спермы тут тоже нет ничего страшного, поскольку сперматозоид все равно сможет прикрепиться к икринке, используя немутировавший элемент. Однако если мутация начнет распространяться на остальные элементы, самцы, чей лизин способен опознать мутировавшую часть молекулы, получат эволюционное преимущество. Полагаю, именно этот пассивный процесс приводит к быстрой эволюции лизина, заставляя морских ушек образовывать все новые виды. Получается, что этот вид участвует не в эволюционной войне, а в эволюционной гонке.

Отсюда не следует, однако, что битва полов приводит к возникновению новых видов. Это лишь доказывает, что не следует делать поспешных выводов, не имея достаточной информации. Что же касается морских ежей, боюсь, о вашей икре известно настолько мало, что невозможно наверняка утверждать, являетесь ли вы секс-бойцами, любителями побегать за юбками или и тем и другим одновременно. Если я это выясню, непременно дам вам знать.

* * *

Дорогая доктор Татьяна,

Мой сын – великолепный самец ламантина, и я им очень горжусь. Но есть одна проблема: он постоянно целуется с другими самцами. Что сделать, чтобы научить его уму-разуму и уберечь от гомосексуализма?

Оголтелый гомофоб с Флорида-Кис