Роберт Мартин - Как мы делаем это. Эволюция и будущее репродуктивного поведения человека
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.
При этом сумчатым и плацентарным свойственно не только живорождение, но и выкармливание потомства молоком. Яйцекладущие однопроходные тоже выкармливают своих детенышей молоком, значит, живорождение должно было возникнуть позже, чем выкармливание детенышей молоком. Возможно, именно сочетание живорождения с выкармливанием молоком, встречающееся в природе только у млекопитающих, оказалось для них выигрышной комбинацией. Но эта комбинация возложила на женский пол особое бремя, ведь именно мать отвечает и за вынашивание, и за кормление потомства, отец мало чем может ей помочь.
Но прежде чем заняться причинами появления живорождения, нужно для начала разобраться в происхождении матки, в которой и начинается наша жизнь. У большинства рыб, амфибий, рептилий и птиц, в отличие от большинства млекопитающих, матки нет, а есть только яйцеводы, по которым яйца выходят из материнского организма наружу. У однопроходных млекопитающих нижняя часть каждого яйцевода расширена, образуя структуру, которую иногда называют маткой, но настоящая, развитая матка свойственна лишь сумчатым и плацентарным.
Как и большинство других систем органов, женская половая система любого млекопитающего состоит из двух половин, в первом приближении представляющих собой зеркальные отражения друг друга. Как в левой, так и в правой половине имеется яйцевод (по которому яйцеклетки выходят из яичника), матка и влагалище. Поначалу правая и левая половины женской половой системы развиваются отдельно, но затем могут в разной степени сливаться друг с другом. Так, у всех плацентарных млекопитающих левая и правая влагалищные трубки сливаются, образуя одно влагалище, расположенное по центру. У сумчатых картина иная: у них сохраняются левое и правое влагалища, между которыми проходит особый родовой канал.
Остальные структуры женских половых путей млекопитающих обычно разделены на две обособленные части. У сумчатых и большинства плацентарных матка состоит из правой и левой камер, каждая из которых соединена с собственным яйцеводом. Такая двойная («двурогая») матка имеется и у самых крупных плацентарных млекопитающих: носорогов, слонов и китов. И лишь немногим плацентарным свойственна исключительная структура – однокамерная матка, не разделенная на две камеры и расположенная по центру. Именно так устроена матка высших приматов (обезьян и человека), а также ленивцев, броненосцев и некоторых летучих мышей. При этом у всех низших приматов (лемуров, лори и долгопятов) сохраняется двухкамерная матка, как и у большинства других млекопитающих. Следовательно, однокамерная матка высших приматов являет собой эволюционное новшество, возникшее у их общего предка около 40 млн лет назад.
У женщин матка обычно однокамерная, ведь человек тоже происходит от общего предка всех высших приматов. Представления об эволюции этого органа имеют большое значение для медицины в связи с нарушениями, которые иногда происходят в его развитии. На первых этапах половая система развивается у человека по той же схеме, по которой развивалась у древних млекопитающих, и изредка случается так, что она сохраняет древнее строение и две ее половины так до конца и не сливаются друг с другом. Двухкамерная матка встречается у людей редко – у одной из 3000 женщин. Влагалище при этом обычно тоже остается двойным. Примечательно, что у некоторых женщин с двурогой маткой беременность может протекать почти нормально, причем в редких случаях в каждой камере успешно развивается по младенцу, но чаще у таких женщин при беременности наблюдаются осложнения, в частности, преждевременные роды.
