Дорогі читачі, перш ніж ми почнемо оповідь, давайте відразу домовимося: телегонії не існує. Домовились? Тоді ми розповімо вам три історії про те, як насправді може відбуватися спадкування, не пов'язане з прямою передачею нащадкам генів їхніх батьків.
Концепція телегонії полягає в тому, що всі колишні статеві партнери жінки, незалежно від того, народжувала вона від них чи ні, передають ряд своїх ключових ознак (зовнішні риси, статура та інші) її дітям від наступних чоловіків. Причому найбільший вплив у цьому сенсі має перший статевий партнер. Ця концепція має багатовікову історію - про неї писав ще Арістотель. Сам термін «телегонія» запропонував німецький еволюційний біолог Август Вайсман у XIX столітті (від др.-греч. Також - «далеко» і - - «народження, походження»). Спочатку офіційна біологія розглядала телегонію цілком серйозно, проте наступні генетичні дослідження і численні експерименти продемонстрували її неспроможність.
Історія перша, підтверджена
Запозичити в своєму організмі ДНК, крім спадкування її від батьків, можна в результаті мікрохімеризму. Так називається явище, при якому у плацентарного ссавця, в тому числі людини, присутня невелика кількість клітин або генетичного матеріалу іншої особини того ж виду.
Найпоширеніший вид мікрохімеризму - це обмін клітинами між матір'ю і плодом під час вагітності. Хоча плацента не допускає прямого контакту материнської і плодної крові, невелике число клітин все ж через неї проходить. У деяких випадках ці клітини можуть формувати стійкі лінії, які зберігають життєздатність у чужому організмі через десятки років після пологів, а то й протягом усього життя. Такі плодні лінії у матері можуть бути представлені імунними, мезенхімальними стовбуровими або плацентарними клітинами, а материнські у дитини - як правило, тільки лейкоцитами. Через особливості будови плаценти жінка отримує клітини плоду частіше і в більшій кількості, ніж навпаки. Є й свідчення того, що клітини ембріона можуть проникати в організм матері ще до формування плаценти - на стадії його імплантації в епітелій матки.
У більшості випадків для діагностики мікрохімеризму застосовують пошук чоловічого генетичного матеріалу у жінок. Не тому, що плід чоловічої статі частіше передає свої клітини матері, просто виявити невластиву жінці статеву Y-хромосому значно простіше. При цьому чоловічі клітини або генетичний матеріал знаходили як у жінок, які не народжували синів, так і у жінок, які взагалі ніколи не народжували. Таке явище може стати наслідком попереднього штучного або спонтанного аборту, а також нерозпізнаного невиношування в разі вагітності ембріоном чоловічої статі на ранніх термінах.
Існують й інші механізми виникнення мікрохімеризму. Так, жінка, у якої присутні клітини її матері або народженої раніше дитини, може «поділитися» ними з подальшими дітьми. Ці діти можуть передати їх своїм нащадкам. Ще один варіант - отримання мікрохімерних клітин матір'ю і дитиною від близнюка (трапляється, що розвиток одного з близнюків припиняється на ранніх стадіях і він залишається непоміченим). Значно рідше мікрохімеризм може виникнути в результаті медичних маніпуляцій, таких як переливання крові.
Мікрохімеризм зустрічається у тварин з усіма чотирма типами плаценти - його спостерігали, наприклад, у приматів, собак, корів і мишей. У великої рогатої худоби більшість близнюків є мікрохімерами, оскільки їхні плаценти, як правило, зливаються, що призводить до взаємообміну кров'ю. Якщо такі близнюки роздільнополи, самки під дією статевих гормонів брата-близнюка втрачають здатність до розмноження і не приносять молоко. Такі тварини називаються фримартинами.
Мікрохімерні клітини можуть зустрічатися практично в будь-яких органах і тканинах, включаючи головний мозок (найчастіше - в крові, шкірі, залізах і внутрішніх органах). Фізіологічна роль цього явища поки практично невідома - наукові дослідження мікрохімеризму ведуться лише кілька десятків років. Вважається, що він може мати як позитивні, так і негативні ефекти.
Згідно з наявними даними, мікрохімеризм може відігравати істотну роль у розвитку імунітету майбутньої дитини та отриманні нею поживних речовин через плаценту і з материнським молоком. Є вказівки на те, що мікрохімеризм може покращувати процеси регенерації (відновлення) різних пошкоджених тканин, а також полегшувати перебіг ревматоїдного артриту під час вагітності та захищати від деяких видів раку.
Водночас спостереження показують, що наявність чужорідних клітин може лежати в основі розвитку системної склеродермії та деяких інших аутоімунних захворювань, таких як аутоімунний тиреоїдит, системна червона вовчанка та інші (на користь цього говорить висока поширеність цих захворювань у жінок старше 40 років, тобто таких, що народжували). Також воно, швидше за все, бере участь у розвитку ряду злоякісних новоутворень і може впливати на приживлюваність органів при трансплантації.
Точно визначити роль мікрохімеризму в підтримці здоров'я і розвитку захворювань повинні поточні і майбутні дослідження. Однак можна з упевненістю сказати, що на фундаментальні вроджені ознаки, такі як зовнішність, статура і спадковий матеріал статевих клітин, він вплинути ніяк не може.
Якщо мікрохімеризм широко поширений (за наявними даними, мікрохімерами можуть бути до 75 відсотків жінок і значна частка інших людей), то дві інші історії стосуються лише поодиноких спостережень, причому не у ссавців.
Історія друга, загадкова
У 2015 році співробітники Сорбонни виявили, що у міського голуба () специфічний імунітет може успадковуватися через покоління. Як відомо, матері всіх хребетних тварин «навчають» їх імунітет, передаючи їм свої специфічні материнські антитіла (MatAb). Однак про передачу такої інформації онукам даних не було.
Щоб з'ясувати принципову можливість такого явища, французькі вчені як антиген двічі ввели 60 самкам голубів білок KLH (keyhole limpet haemocyanin, гемоціанин фісурелли), який служить переносником кисню біля морського равлика. Цей високомолекулярний металопротеїн відомий своєю високою імуногенністю у хребетних, що не приносить шкоди їх здоров'ю. Контактувати з ним голуби ніяк не могли, що виключало вироблення антитіл до KLH природним шляхом.
Наступним двом поколінням самок голубів білок-антиген вводили у віці 21 і 35 днів. Попутно дослідники проводили моніторинг динаміки вироблення антитіл до нього.
З'ясувалося, що введення KLH самицям голубів першого покоління ніяк не впливало на імунну відповідь їхніх «дочок». Зате у «онучок» рівень антитіл до цього білка підвищувався з віком, чого не спостерігалося у птахів з неімунізованими «бабусями». При цьому в білках яєць, з яких вони з'явилися, істотної кількості анти-KLH не спостерігалося.
Механізм такого явища, а також його наявність у інших тварин, включаючи людину, залишається не уточненим, проте він явно не пов'язаний з відомими механізмами спадкування.
Історія третя, сумнівна
І, нарешті, ознаки «справжньої» телегонії спостерігали біля мух виду дослідники з Університету Нового Південного Уельсу в Сіднеї. Щоб з'ясувати можливість цього явища, вони вирощували личинок комах на середовищах, бідних і багатих поживними речовинами. В результаті вилупилися з цих личинок мухи мали істотну різницю в розмірах тіла.
Після цього вчені двічі схрещували великих самок, личинки яких росли на збагаченому живильному середовищі, з самцями різних розмірів. Перше схрещення проводилося до їх статевого дозрівання, і, як пишуть вчені, сперма цих самців повинна була загинути, хоча доказів цього вони не наводять. Через три тижні самок повторно схрестили з обома типами самців. У підсумку вийшло чотири комбінації схрещувань за розміром самців: великий-великий, дрібний-дрібний, дрібний-великий і великий-дрібний.
Багатофакторний статистичний аналіз розміру потомства показав, що він залежить від розміру самця, з яким муха спарилася першим, а розмір другого статевого партнера на нього практично не впливає.
Щоб виключити можливість поведінкового регулювання розміру потомства залежно від зовнішнього вигляду першого самця (хто знає, на що ці мухи здатні), неполовозрілих самиць поміщали в одну ємність із самцями певного розміру, але не давали їм схрещуватися. Схрещення з другим самцем проводили так само, як у першому експерименті.
З'ясувалося, що розмір першого самця впливає на упитаність потомства тільки в разі потрапляння його сперми в організм самки. З цього вчені зробили висновок, що в насіннєвій рідині мух може міститися якийсь негенетичний фактор, який може впливати на подальше потомство самиць, проте пошуком цього фактора вони не займалися.
У відповідь на запит N + 1 член дослідницького колективу Анджела Крін (Angela Crean) повідомила, що пошуки невідомого фактора ведуться і «вже виявлено кілька перспективних напрямків для вивчення, але поки остаточних результатів не отримано». Давати більш детальну інформацію до публікації результатів вона відмовилася.
Крін також згадала, що інший колектив виявив вплив самців не-виробників на потомство у плодових мушок дрозофіл (). Однак ці роботи практично не пов'язані між собою - у згаданому дослідженні з дрозофілами було показано, що схрещення самок зі стерильними самцями робило їх потомство жіночої статі більш плідним, тобто його вплив проявлявся лише в наступному поколінні. Як відзначають самі автори, це з найбільшою ймовірністю пов'язано з отриманням самками першого покоління додаткових білків насіннєвої рідини, вплив якого на плодотворність їх «дочок» була показана в попередніх дослідженнях.
Робота австралійців має ряд слабких місць. По-перше, досліджувана вибірка була досить невеликою - всього 24 самки, що робить їх вплив на результати дуже сильним. По-друге, експерименти проводили не на чистих лініях комах, як це прийнято в генетичних дослідженнях, а на диких мухах. І по-третє, вплив розміру першого самця на розмір потомства не перевищив половини стандартного відхилення, тобто якщо воно і існує, його ніяк не можна назвати значним.
Подивимося, чи вдасться відтворити отримані результати у більшої кількості комах або в інших їх видів, а також знайти той самий негенетичний фактор у спермі. До тих пір говорити про достовірне виявлення телегонії, нехай навіть у мух, не представляється можливим.
Однак очевидно, що некласичні способи успадкування, тим не менш, існують і, можливо, деякі з них залишаються непізнаними. Але ступінь їх значущості буде досить обмеженою, оскільки всі основні ознаки потомства обумовлені генами його біологічних батьків, що давним-давно підтверджено якісними науковими дослідженнями.
Euginia Loli