Где полов тысячи
К концу каждого весеннего семестра студенты моего вводного курса биологии в Университете Вандербильта хорошо знакомы с естественной вариацией половых хромосом у человека. Например, они знают, что у большинства женщин две X-хромосомы, а у большинства мужчин — одна X и одна Y. Однако на каждую тысячу людей обычно приходится несколько человек, чей биологический пол не соответствует их хромосомному набору (например, XX-мужчины и XY-женщины) или чьи комбинации половых хромосом вообще не являются XX или XY (например, XXX-женщины и XYY-мужчины).
Грибные мастера пола
Грибы — чрезвычайно разнородная группа микроорганизмов. В отличие от человека, пол у грибов контролируется специфичным и относительно небольшим участком (локусом) ДНК на хромосоме.
- Например, у пекарских дрожжей в половом локусе есть два разных варианта генов, что означает наличие у этого организма двух полов (или типов спаривания). Особи одного пола могут спариваться только с особями другого.
- У некоторых шляпочных грибов есть два генетических региона, определяющих пол (условно A и B). Каждый из этих регионов может содержать множество вариантов (A1, A2... и B1, B2...). Поскольку пол каждой особи определяется конкретной комбинацией вариантов в двух регионах, количество возможных полов в этих видах растёт: A1B1, A1B2, A2B1, A2B2 и так далее.
Учитывая, что у некоторых видов шляпочных грибов есть десятки или даже сотни вариантов регионов A и B, оценивается, что эти организмы содержат тысячи полов. В некоторых видах существует даже более двух полоопределяющих регионов.
Переключение и самооплодотворение
Сюрпризы грибного пола на этом не заканчиваются.
- Пекарские дрожжи способны переключать свой пол — стратегия, которая, как считается, развилась для поощрения спаривания с братьями и сёстрами противоположного пола.
- У других грибов, например у патогена Aspergillus fumigatus, та же двухполая система, но без возможности переключения.
- Однако у близкого родственника, плесени Aspergillus nidulans (продуцент пенициллина), в геноме каждой особи присутствуют оба варианта полового локуса. Это даёт возможность и выбор: самооплодотворяться или спариваться с другой особью.
Этот организм также способен к процессу парасексуальности, который даёт все генетические преимущества полового размножения, но без самого полового акта. В последние годы парасексуальности уделяется много внимания, так как её использует и комменсальные дрожжи человека Candida albicans — ещё один серьёзный патоген.
Эволюционная суть разнообразия
Детальные эволюционные анализы показывают, что некоторые из этих репродуктивных стратегий (например, способность к самооплодотворению) неоднократно и часто эволюционировали у грибов из одного и того же строительного блока — локуса спаривания. Вариация репродуктивных систем среди близкородственных видов довольно обычна, что говорит о том, что такие переходы могут происходить (в эволюционных масштабах времени) относительно быстро и легко.
Хотя разнообразие репродуктивных систем животных бледнеет в сравнении, множественные полы были обнаружены у некоторых муравьёв, а несколько разных животных (например, некоторые виды рыб) также развили способность менять пол. Если смотреть через призму разнообразия жизни, нам не стоит удивляться, что и мы, люди, тоже изменчивы. Или, как однажды сказал Стивен Джей Гулд: «Сама изменчивость — единственная несводимая сущность природы».