Пол и гендер. Что такое генетика пола?

Дамы и господа. Мальчики и девочки. Леди и джентльмены. Эти обращения подразумевают что мы хотим привлечь внимание двух больших, вроде как схожих внутри групп людей, каждая из которых отличается друг от друга как внешне, так и внутренне – своими физиологическими и биохимическими особенностями, главная из которых – роль в воспроизведении себе подобных, т.е. репродукции. Бинарное разделение пола и завязанных на нем ролей – общепринятая норма не только в животном мире, но и нашей культуре. Есть мальчики и есть девочки. Известный древнегреческий философ – Аристотель в свое время предположил, что пол будущего ребенка определяет то насколько горяч (в прямом смысле) мужчина участвующий в зачатии. По его мнению, если тепло мужчины могло подавить холод женщины, то тогда сформировался бы ребенок мужского пола. И если бы холод женщины был слишком сильным, сформировалась бы девочка.

Сегодня мы знаем, что как минимум для человека такое представление не соответствует действительности. Наверняка из школьного курса вы помните, что как правило из сорока шести хромосом в кариотипе человека, двадцать две пары одинаковы у двух полов – они называются аутосомы, и лишь одна пара отличается у мужчин и женщин – пара половых хромосом. XX – женщина, XY – мужчина. У человека пол будущего ребенка зависит от гамет отца, ведь только его половые клетки могут нести как X так и Y. Отец всегда содержит лишь X половую хромосому. За этим тривиальным, обыденным знанием стоят сотни лет работы тысяч ученых и исследователей – именно благодаря ним даже самый неуспевающий старшеклассник будет знать об окружающем мире сегодня больше, чем самый выдающийся философ 24 столетия назад. Однако, усвоив эту простую истину со школьной скамьи многие из нас полагают, что на этом заканчивается все природное разнообразие систем определения пола и его фенотипических проявлений.

Так что мы с вами пойдем чуточку дальше и познакомимся с генетикой пола во всей ее красе. Вы узнаете, что далеко не всегда «хромосомы решают» даже у человека, что у других видов все может быть куда запутанней и что столь привычное нам понятие «пол» вовсе не такое простое как кажется на первый взгляд. Одним из основных свойств живого является воспроизводство. Первые жизненные формы изначально осуществляли размножение при помощи копирования, создания новых особей, содержащих ту же генетическую информацию что и материнский организм. Таким, бесполым размножением и сегодня пользуются многие виды, особенно среди одноклеточных. Но около миллиарда лет назад появилось половое размножение – оно ускорило темпы эволюции.

Пол и гендер. Что такое генетика пола?

Ведь кроме мутационной изменчивости появилась и комбинативная – когда оба родителя предоставляют генетический материал, свои признаки, смешивая их в различных вариантах. Биологически мужчины и женщины различаются по своим первичным (т.е. имеющимся с момента рождения) и вторичным (появившимся под действием половых гормонов после рождения, как правило в период полового созревания) половым признакам в результате двух протекающих во многом независимо процессов: определения пола и дифференциации. Под определением пола подразумевают наличие или отсутствие определенного фактора или структуры, которые обуславливают дальнейшее направление развития организма. У человека, например, таким фактором в большинстве случаев является наличие Y хромосомы. Дифференцировкой пола обозначают протекающий в дальнейшем процесс, в ходе которого происходит множество генетически регулируемых событий, расположенных в строгой последовательности и протекающих зависимо друг от друга.

Итогом дифференцировки пола является реализованная программа, заложенная при помощи системы определения пола. Еще раз: есть определение, которое задает потенциальный вектор развития организма, и есть дифференцировка – то, как этот вектор был выполнен. В природе существует немалое разнообразие вариантов того, как у разных групп живых организмов будет проходить определение пола.

Технически их можно разделить на три большие группы:

• Прогамный тип – определение пола осуществляется до оплодотворения, и определяется свойствами половой клетки самки. Например, у коловраток и кольчатых червей еще в момент формирования ооцита закладываются его размеры. Из крупных яиц впоследствии появляются самки, из мелких – самцы.

• Сингамный тип – определение осуществляется в момент оплодотворения. Сюда относится наше с вами хромосомное определение пола. Помимо человека и в принципе большинства позвоночных систему определения пола через XY и XX имеют также многие насекомые и двудольные растения. В свою очередь у птиц, бабочек, хвостатых амфибий и некоторых рептилий мужской пол является гомогаметным – XX – самец. Как правило половые хромосомы у таких животных обозначаются как Z и W. WZ – самка, ZZ – самец. У третьих групп животных с таким половым определением, например у кузнечиков и большинства паукообразных, самцы развиваются если в кариотипе из половых хромосом есть лишь один X, у них в принципе отсутствует другая половая хромосома.

• Эпигамный тип – определение пола зависит от факторов окружающей среды. Сюда относится температурное определение пола – распространенное у рептилий и некоторых рыб. Причем, есть рептилии, у которых пол изначально определяется хромосомно, но позже он может быть изменен температурными условиями. Так, если на яйца рептилий в определенный, чувствительный период их развития влияют температуры, превышающие определенный порог, то их таких яиц будет появляться больше самок – так происходит у черепах. У аллигаторов дела обстоят несколько иначе – самки появляются из яиц, которые могут быть находится в температурных условиях как выше, так и ниже определённого температурного оптимума, определяющего появление самцов. Причем пороги такой температурно опосредованной системы определения пола могут быть очень небольшими – всего 2 градуса цельсия.

Несложно догадаться, что изменения климата в будущем скорее всего приведут к гибели многих групп животных с подобным определением пола, это рассматривают как серьезную угрозу некоторым популяциям черепах. Другой пример эпигамного определения пола – морской червь Бонеллия. Личинки этого беспозвоночного после того, как поплавают в воде – начинают оседать, если такая личинка попадает на взрослую самку своего вида, то она превращается в карликового самца, который периодически оплодотворяет яйца крупной самки. Сами же самки появляются в том случае, если личинка просто осела на дно, не встретив сородича своего вида. Кстати, интересный факт – если такую личинку, начавшую развиваться в самца, отделить от самки, то она начнет развиваться по типу самки. В итоге такая личинка будет иметь и мужские и женские черты – она будет интерсексуальной.

Ну и наконец, некоторые рыбы могут менять свой пол в течении жизни, что также будет зависеть во многом от экологических факторов. Еще раз: прогамный -до оплодотворения, сингамный – во время, эпигамный – пол определяется условиями окружающей среды. Есть и не совсем обычные случаи, которые сложно однозначно классифицировать в представленной схеме. Так, у пчел и муравьев все становится очень запутанно – организмы с одинарным, т.е. гаплоидным набором хромосом, который у людей представлен разве что половыми клетками, развиваются в самцов. Диплоидные же организмы – как мы с вами, становятся самками. Удивительная вещь – ведь неоплодотворенные яйца развиваются в самцов. Таким образом – у самцов видов с таким определением пола не может быть отца. Через этот причудливый механизм матки могут регулировать состав колоний, это сыграло немаловажную роль в эволюции перепончатокрылых.

Наконец есть животные, об определении пола которых мы вообще немного можем сказать – чего только один утконос стоит с его десятью половыми хромосомами! На месте людей, верящих в разумный замысел, я бы усомнился в нем лишь из-за существования этого животного. Природа удивительная штука – эволюция слепа и нам еще долго предстоит распутывать клубок того, что она натворила… сотворила. Но человек не был бы человеком если бы его не интересовал в первую очередь он сам – потому, к счастью, об определении пола у нашего вида сегодня мы знаем достаточно много. Но определение пола – не всегда решающий процесс, после него идет дифференцировка. Наличие определенной пары половых хромосом у млекопитающих – это только первый шажок.

Дальнейшее развитие - половая дифференцировка протекает благодаря гормональной регуляции. Изначально – все эмбрионы развиваются по женскому типу: в зачатки гонад (будущие семенники и яичники) из желточного мешка мигрируют первичные клетки зародышевого пути, они размножаются и обретают ряд особенностей – дифференцируются в предшественники половых клеток – гамет. То какие особенности обретут эти зачатки гонад определяется присутствием Y-хромосомы. Ее наличие, как правило, обуславливает развитие семенников, причем начало их дифференцировки тесно связано с функционированием конкретного участка Y- хромосомы. О нем пару слов дальше. Если же Y-хромосомы нет, то развитие пойдет по умолчанию, как женский тип – наши клеточки будут дифференцироваться в ткань яичников. Мужская половая хромосома – это всего лишь что-то вроде переключателя, а наши зачатки гонад – бипотенциальны, одинаковы для обоих полов. Соответственно сам человек по своей природе бисексуален (не в смысле сексуальных предпочтений, а в смысле вариантов развития по мужскому и женскому типу). Половые органы в целом начинают формироваться позже зачатков гонад - они появляются из мюллерового и вольфова каналов. Эти структуры появляются ко 2 месяцу внутриутробного развития.

Мюллеров проток в будущем, у девочек, дает начало фаллопиевым трубам, влагалищу и матке, при этом вольфов канал атрофируется. У мальчиков - наоборот именно вольфов канал развивается в семенные протоки и семенные пузырьки, а мюллеров проток редуцируется, оставляя после себя простатическую маточку. Такое развитие по мужскому типу происходит под действием гормона хорионического гонадотропина – ХГЧ. Вырабатываемый в теле матери, он воздействует на уже дифферинцированные, благодаря Y хромосоме, клетки эмбриональных семенников. В ответ клетки Лейдига этих семенников синтезируют андрогены – мужские половые гормоны. Именно они и определяют развитие вольфовых каналов. Одновременно с этим событием, клетки Сертоли, находящиеся опять же в эмбриональных семенниках синтезируют другой гормон, который предотвращает развитие мюллеровых протоков по женскому типу – так называемый антимюллеровый гормон. Как вы видите – уже на этом этапе дифференцировки пола задействовано немало сложных и переплетенных процессов.

Я рассказал вам все это не для того, чтобы вы потерялись и заскучали – понимаю, что для человека с низким уровнем подготовки этот материал может показаться сложным. Я рассказал вам эту крайне упрощенную схему для того, чтобы вы понимали, насколько сложен процесс половой дифференцировки и на скольких этапах что-то может пойти не так. А оно идет. Типичный в нашем понимании «мужской» или «женский» пол соответствует случаю, когда весь ансамбль гормонов, генов и их продуктов, действующих на зачатки внешних и внутренних половых органов сработал – каждый в свое время в своем месте. Вариантов, когда развитие репродуктивной системы плода идет не по плану может быть огромное множество. Это могут быть мутации, связанные с нарушением синтеза половых гормонов, это могут мутации, которые влияют на рецепторы этих гормонов и даже мутации, которые изменяют работу ферментов участвующих в дифференцировке пола и многие, многие другие. Совершенно обычные на первый взгляд девушки и женщины могут не догадываться, что они генетические мужчины и наоборот. Иногда люди сочетают в себе морфологические признаки обоих полов – вариантов того почему так получается огромное множество. Примечательно и то, что все это касается далеко не только человека.

Так называемое экспериментальное переопределение пола было показано у многих видов. Исследователи, воздействуя гормонами на плод, или например, удаляя яичник (в случае с экспериментами над самками кур) добиваются полного превращения пола вплоть до способности формировать половые клетки противоположного пола. Помимо птиц, такое превращение известно у некоторых лягушек, рыб и других животных. Также были зафиксированы случаи рождения разнополых двойнь у крупного рогатого скота. У таких коровьих близнецов бычок оказывался нормальным, а телка — да, если что, то телка это самка одомашненного быка, используйте терминологию правильно, не будьте безграмотными профанами, которые применяют некорректные термины к представителям других видов. Так вот телка является стерильной, со многими чертами самцового типа. Есть даже отдельное название для таких случаев - “фримартины”. Их появление отчасти связано с тем, что мужской близнец начинает рано выделять антимюллеровский гормон, который попадают в кровь и оказывают влияние на женского близнеца. Фримартинизм был описан также и у других млекопитающих, включая свиней и представителей мелкого рогатого скота. Природа действительно чертовски разнообразна и удивительна, такие случаи, когда организм от рождения не соответствует набору типично женских или типично мужских фенотипических признаков или сочетает в себе оба, являются проявлением интерсексуальности, давайте подробнее поговорим об этом удивительном явлении.

Природа интерсексуальности. Термин «интерсексуальность» в сегодняшнем его значении впервые был применен в начале 20 века, известный генетик – Ричард Голдшмит, использовал его для обозначения целого спектра физических проявлений не вписывающихся в половую бинарность. Т.е и не соответствующих ни типично мужским ни типично женским характеристикам. Давайте рассмотрим конкретные случаи. Мы уже знаем, что дифференцировка пола у человека это очень сложный, многогранный процесс, что одним из главных спусковых крючков дифференциации по мужскому типу является Y-хромосома. Но на самом деле вся эта половая хромосома – не такой уж и важный участник событий, когда речь заходит о дифференцировке по мужскому типу. На ранних стадиях формирования яичка во втором месяце беременности требуется действие лишь нескольких генов, одним из самых ранних и наиболее важных из которых является SRY. Этот ген, как правило, располагается на коротком плече Y-хромосомы.

У эмбриона человека ген SRY кодирует уникальный фактор транскрипции, который активирует путь формирования яичка на седьмой неделе развития. Иногда случается так, что SRY может претерпеть мутацию, он перестает работать и у человека с таким вариантом гена, несмотря на кариотип XY, дифференцировка пойдет по женскому типу. Это так называемый синдром Свайера. Помимо SRY было найдено около 11 генов, так или иначе связанных с этим синдромом. К сожалению, эти люди бесплодны, у них не наступает половое созревание и как следствие они имеют ряд особенностей, проявляющихся во внешности: высокий рост, из-за того, что половые гормоны не закрыли зоны роста костей, не выраженные или слабо выраженные вторичные половые признаки. Впрочем, все кроме бесплодия поправимо при своевременном использовании гормональной заместительной терапии.

Дело в том, что по умолчанию все мы женщины, иначе говоря – если на эмбрион или плод не будут действовать никакие половые гормоны, если действие Y хромосомы и ее отдельных генов будет подавлено, то развитие будет происходить именно по женскому типу, этим и объясняется данный синдром. Иногда, случается, что наш ген SRY попадает в X-хромосому. Следствие хромосомного типа мутаций – транслокации. При таком варианте развития событий – несмотря на два икса в своем кариотипе – развитие плода пойдет по мужскому типу, внешне эти люди – обычные мальчики и мужчины. Настолько обычные, что как правило случаи двух иксов мужчин диагностируются лишь после полового созревания. В русском языке чаще всего такое состояние называют синдром де ля ШапЕля. Т.е., по сути, нам нужен лишь один ген, чтобы запустить этот эффект домино – дифференцировку по мужскому типу.

Сами видите, насколько это удивительно. Не только морфологические женщины будут иметь две X половые хромосомы, и не только мужчины – будут иметь в своем генотипе XY, существует целый ряд факторов – от добавочных хромосом, особенностей гормональной регуляции до поломок в единственном гене. Примерно в одном из 400 случаев оплодотворения случается так, что в яйцеклетке оказывается меньше или больше половых хромосом, чем обычно. Состояние, когда количество хромосом в клетках организма отличается от обычного, называют анеуплоидией. Так вот, такая анеуплоидия половых хромосом гораздо реже приводит к смертельным аномалиям, чем анеуплоидия аутосом. Лишняя половая хромосома, зачастую не очень сильно повлияет на продолжительность жизни и ее качество, поэтому такие вещи очень часто остаются недиагностированными.

Вариантов того, как может выражаться анеуплоидия половых хромосом достаточно много:

• Это может быть синдром Шерешевского — Тёрнера – когда у человека есть лишь одна X хромосома и никакой другой. Как правило это проявляется в невыраженных вторичных половых признаках, невысоком росте, бесплодии.

• В случае наличия у женщины еще одной X хромосомы – трисомии по иксу, напротив, рост, как правило выше среднего, фертильность не нарушена. Так что по большому счету мы не можем сказать, что для женщин с дополнительным иксом есть какой-то специфический фенотип.

• В случае же когда дополнительный икс достается мужчине – XXY – мы говорим о синдроме Клайнфельтера. Дополнительных иксов, кстати говоря, может быть больше одного. Такие мужчины бесплодны, и из-за недоразвития яичек испытывают гипогоданизм – вследствие этого – высокий рост, высокий голос, неполное развитие вторичных половых признаков.

• Когда мужчине достается дополнительная Y-хромосома фертильность сохраняется, правда из-за повышенной выработки мужских половых гормонов такие люди склонны к появлению большого количества прыщей.

Вряд-ли это является причиной для прохождения генетического теста, так что часто о таком варианте анеуплоидии, как и в случае женщин с тремя иксами люди просто не знают. Другой распространенной вариацией интерсексуальности является врожденная гиперплазия коры надпочечников. Данное состояние интересно тем, что оно не связано с половыми хромосомами и является аутосомно-рецессивным. Девушки, с гиперплазией надпочечников несмотря на кариотип с двумя XX внешне выглядят скорее, как парни.

При рождении такие девочки имеют неоднозначные генеталии и по сути то какой пол им назначат зависит от мнения того кто принимает роды – к слову, первый в мире интерсексуальный человек, который получил возмещение по делу об операции по коррекции пола, проведенной без согласия пациента – Кристиана Фёллинг имела именно гиперплазию коры надпочечников. Ну и конечно же нельзя не упомянуть хрестоматийный пример, который очень любит Роберт Сапольски – синдром нечувствительности к андрогенам. Данное состояние связано с Х-хромосомой, и выражается в том, что несмотря на генетическую принадлежность к мужскому полу такие люди выглядят как совершенно обычные женщины – имеют женские половые органы, женские вторичные половые признаки. Как следует из названия – синдром нечувствительности к андрогенам связан с невосприимчивостью к мужским половым гормонам, а как мы помним из части про дифференцировку – по умолчанию мы все развиваемся как женщины.

В медицинской литературе описывая перечисленные выше случаи применяют термин «нарушения полового развития» или DSD. Однако, в будущем можно ожидать пересмотр этого термина. Ведь сегодня от данной терминологии отходит все больше организаций, по ряду причин из области медицинской этики – например, некоторые состояния из данной группы вовсе не всегда требуют медицинского вмешательства, или излишняя патологизация того, что не вписывается в бинарную систему пола может влиять на доступность медицинских услуг для этих интерсексуальных, т.е. не попадающих под типичную морфологию и физиологию пола, людей. И если вы думаете, что подобные случаи, когда внешний вид, особенности гормональной регуляции или даже генотип человека не умещаются в определениях «мужского» или «женского» – это исключительная редкость то спешу вас удивить.

Оценки распространенности интерсексуальности разнятся – сами понимаете, насколько сложно учесть все случаи рождения интерсексуальных людей, когда некоторые случаи раскрываются лишь в поздней зрелости если раскрываются вообще. Суммируя зарегистрированные случаи по самым разным отклонениям от типичного развития, мы можем хотя бы попытаться приблизится к оценке количества интерсексуальных людей. В самом крупном из имеющихся по теме систематическом обзоре литературы с 1955 по 1998 год авторы заключили, что данная частота может быть около 1,7% от всех живорождений. Причем распространенность различных проявлений интерсексуальности может меняться в зависимости от географического региона, что также представляется интересным. Это лучшие оценки, которые у нас есть на сегодняшний момент. Стоит также иметь в виду, что данный систематический обзор включил в себя не все состояния, которые могут быть связаны с интерсексуальностью. Но даже 1,7% это чертовски много – в нашем обществе очень много людей, пол которых отклоняется от типично женского или мужского на хромосомном, генитальном, гонадном или гормональном уровнях, отклоняется с момента рождения. Статистически - около 6 тысяч интерсексуальных людей подписаны на этот канал на сегодняшний момент.

Некоторые не знают об этом до наступления полового созревания или попытки завести ребенка. Некоторые могут не узнать за всю свою жизнь. Мелани Блэклесс – исследователь кафедры клеточной биологии и биохимии из Брауновского университета, с соавторами, в работе «насколько мы сексуально диморфны?», где и был выполнен систематический обзор – делает очень верное замечание о том что в действительности представления о сугубо мужском и сугубо женском это какой-то платоновский идеал – мысленная форма, едва ли применимая ко всему многообразию реального мира, особенно у человека, который в сравнении с другими приматами показывает один из самых скромных половых диморфизмов. Визуализируя эту мысль – можно изобразить ее двумя кривыми, иллюстрирующими половой диморфизм для мужчин и женщин. В «платоновском» идеальном представлении мужчины это те, кто попадают в правое «нормальное распределение», женщины – в левое. Но если мы обобщим все что сегодня узнали, то можно заключить, что сама биология развития устроена несколько иначе – в действительности, в реальном мире эти категории пересекаются, образуют переходную зону, зону интерсексуальных людей.

ВОЗ отмечает, что принятие такого мнения ставит под сомнение необходимость медицинского вмешательства в случаях интерсексуальности. Сегодня все больше людей и даже медицинских организаций выступают с тем, чтобы принять интерсексуальность как нормальное, естественное состояние встречающееся в природе, такие сообщества выступают против использования генитальной хирургии для «нормализации» интерсексуальных младенцев, ведь они слишком молоды, чтобы решить этот вопрос – есть ли у родителей право выбирать за них? И к каким последствиям может привести такой выбор? Проблемы медицинской этики здесь стоят по-настоящему остро, даже несмотря на то, что в последние годы был сделан большой прогресс для их разрешения. Таким образом, даже в вопросе биологического пола - природное разнообразие вариантов его определения и фенотипического, т.е. внешнего проявления просто поражает воображение. Существуют десятки состояний, проявляющихся уже в момент внутриутробного развития, состояний, влияющих на половую дифференцировку, мы рассмотрели лишь некоторые из них.

Генетические «мужчины» могут выглядеть как типичные женщины, и наоборот. Даже хромосомы и даже у млекопитающих не всегда определяют то, какой морфологический пол будет у конкретного организма. Сама биология развития говорит нам – вера в абсолютный половой диморфизм неверна, половая изменчивость куда шире, чем мы привыкли считать. При таком раскладе то, какое место в человеческом обществе будет занимать конкретный индивид во многом зависит от того, какими характеристиками, описывающими мужественность и женственность, он обладает, какое поведение для него характерно. Какие роли, лежат на человеке, как он себя идентифицирует, какие личностные характеристики ему присущи и так далее. Для описания этих сложных, социальных характеристик в современной научной литературе используют понятие «гендер», который в отличии от биологического пола описывает человека с точки зрения социального восприятия, поведения. Специалисты всемирной организации здравоохранения поясняют: «Гендер, обычно описываемый с точки зрения мужественности и женственности, является социальной конструкцией, которая варьируется в зависимости от культуры и времени.

Существует ряд культур, в которых имеется бОльшее гендерное разнообразие, а пол и гендер не всегда четко разделены линией на бинарные "мужской-женский" или "гомосексуальный-гетеросексуальный".… Таким образом, очевидно, что разные культуры использовали разные подходы к гендерному разделению, в большей или меньшей степени признавая изменчивость и сложность пола». В сегодняшнем мире вокруг понятия «гендер» существует огромное количество слухов, мифов и домыслов – преодолеть которые и более подробно познакомиться с академическим взглядом на данный термин мы с вами попытаемся в следующем видео, посвященном полу и гендеру. Надеюсь, этот ролик по генетике пола был для вас познавателен.

Как по мне это очень интересная тема, которую я хотел более углубленно изучить уже не первый год, еще со времен прохождения курса генетики в своем университете, на теме «генетика пола» я подумал - а ведь очень много людей об этом просто не знает, хотя тема касается каждого напрямую и во многом определяет то, как человек воспринимает себя и людей вокруг. Так что я очень рад, что наконец нашел время на создание данного видео. .