Согласно новой версии, в формировании репродуктивной изоляции может участвовать иммунная система или иные системы различения «своего» и «чужого» на химическом уровне. Эти системы, по-видимому, играют важную роль в подборе полового партнера, наиболее подходящего по биохимии и генетике.
В распознавании себе подобных участвуют компоненты иммунной системы или их аналоги. Иммунная система имеет давнюю историю и берет начало от древнейших молекулярных систем различения «своих» и «чужих», имевшихся уже у одноклеточных.
У позвоночных на ранних стадиях индивидуального развития формируется уникальный биохимический «автопортрет», представляющий собой персональный набор белков Главного комплекса гистосовместимости (ГКГ) и связанных с ними коротких пептидов — обрезков разнообразных белков организма. Этот набор все клетки организма выставляют на своей поверхности для сканирования клетками иммунной системы, как бы говоря им «вот это — наше, запоминайте, а всё остальное — чужое».
Борьба с инфекциями и поддержание целостности многоклеточного организма не являются первейшими (читай: древнейшими) функциями этих систем. Авторы подобрали перечень доказательств, что не менее важная их функция — подбор полового партнера на основе степени генетической близости.
У позвоночных ГКГ связан со специальным органом полового обоняния — с так называемым вомероназальным органом (он есть и у человека, а вы не знали!?). Недавно было установлено, что в вомероназальном органе есть специальные рецепторы, реагирующие на пептиды ГКГ. Именно эти пептиды, по-видимому, составляют уникальный «персональный запах», по которому, как показали эксперименты на животных и людях, млекопитающие получают исчерпывающую информацию о своих сородичах, включая степень их родства, или генетической близости, к нюхающему субъекту.
Не случайно у многих животных необходимой частью брачного ухаживания является обнюхивание друг друга. У людей обонятельная идентификация сородичей происходит на бессознательном уровне, потому что нервы от вомероназального органа не идут в кору больших полушарий, а идут прямо в гипоталамус, регулирующий эмоции и гормональный фон. Недавно было показано, что вомероназальные рецепторы действуют в комплексе со специальными белками ГКГ. Таким образом, оказалось, что ключевые компоненты иммунной системы (белки и пептиды ГКГ) принимают непосредственное участие и в формировании «персонального запаха», и в его восприятии.
Общее правило при выборе партнера: Самки предпочитают брать в мужья не слишком близких, но и не чрезмерно дальних родственников.
При формировании брачной пары животные тестируют потенциальных партнеров на степень генетической близости при помощи систем различения своих и чужих, включая иммунную. Некое оптимальное число «чужеродных» антигенов, содержащихся в персональном запахе партнера, повышает его привлекательность; слишком малое или слишком большое их число оказывает противоположный эффект.
Оптимальный выбор брачного партнера — наиважнейшее условие рождения жизнеспособного и конкурентоспособного потомства Вся эволюция направлена на решение этой важнейшей стратегической задачи вида. Иммунная система идеально приспособлена для ее решения.
Кстати, не следует думать, что предполагаемый механизм «иммунологического» тестирования партнеров может работать только у животных. Растения тоже выбирают себе партнеров на основе степени их родства: известны такие явления, как выбор пыльцы и «самонесовместимость» (слишком близкородственные пыльцевые зерна отвергаются). И без иммунологии здесь тоже не обошлось: в элиминации неподходящей пыльцы участвуют ферменты РНК-азы, изначальная функция которых — иммунологическая, они защищают растение от инфекций, а для этого, разумеется, нужно уметь отличать «чужое» от «своего».
Экспериментально показано, что возможность выбирать брачного партнера повышает жизнеспособность потомства.
Австралийские биологи показали, что полиандрия (скрещивание самки со многими самцами) резко повышает жизнеспособность потомства у сумчатых мышей. Потомство самок, спарившихся с несколькими самцами, в среднем жило намного дольше по сравнению с детенышами тех самок, которые спарились только с одним самцом. Этот эффект объясняется тем, что в половых путях самки происходит отбор сперматозоидов, причем сперматозоиды с «лучшими» генами имеют больше шансов оплодотворить яйцеклетку.
Если самка спаривается с самцами, состоящими с ней в различной степени родства, то наибольшие шансы оплодотворить яйцеклетку имеют сперматозоиды самых дальних родственников.
Механизм отбора конкурирующих сперматозоидов в половых путях самки пока точно не известен. В некоторых случаях, по-видимому, для этого задействуются средства иммунологического характера, позволяющие отличать «своих» от «чужих». У ряда видов большая часть сперматозоидов даже не пытается оплодотворить яйцеклетку, поскольку их функцией стала охота за «чужими» сперматозоидами (так называемые «спермовые войны»).
Для объяснения положительного эффекта, оказываемого полиандрией на здоровье потомства, обычно привлекают две гипотезы: 1) гипотезу «хороших генов» (выбираются те сперматозоиды, которые несут самые «качественные» гены, безотносительно к генетическим особенностям самки)
2) гипотезу «подходящих генов» (выбираются сперматозоиды с генами, образующими наиболее благоприятное сочетание с генами данной самки).Эти две гипотезы не являются взаимоисключающими: при выборе сперматозоида могут учитываться одновременно оба параметра.
В экспериментах потомство тех самок сумчатых мышей, которые спарились с несколькими самцами, отличается повышенной жизнеспособностью по сравнению с детенышами самок, имевших только одного (случайно выбранного экспериментаторами) полового партнера. В первом случае наблюдалась и пониженная «детская смертность», и повышенная выживаемость уже выросших зверьков, которых ученые метили и отпускали на волю.
эксперимент для примера:
Каждый самец спаривался последовательно с четырьмя самками. С первыми тремя из них спаривались также и другие самцы, а четвертую экспериментаторы лишали такой возможности. Затем проводился генетический анализ потомства первых трех самок, в ходе которого ученые выясняли, сперматозоиды каких самцов имели наибольший «успех». После этого продолжительность жизни потомства «четвертых» самок сопоставляли с «успешностью» сперматозоидов их единственного партнера. Выявилась четкая прямая корреляция: чем конкурентоспособнее сперматозоиды данного самца, тем дольше (в среднем) живет его потомство от любой самки. Таким образом, гипотеза «хороших генов» полностью подтвердилась.
Следует отметить, что у наших ближайших родственников шимпанзе полиандрия и «спермовые войны» — весьма типичное явление. Именно с этим приматологи связывают аномально большие размеры семенников шимпанзе (по сравнению, например, с гориллами, у которых практикуется гаремная система, и самки волей-неволей хранят верность своему «господину»). Что же до человека, то он по своим анатомическим и поведенческим параметрам явно ближе к шимпанзе, чем к гориллам.