У ящірок Ростомбекова з Південного Кавказу немає самців. Яйця вони відкладають поодинці. Такий спосіб розмноження - партеногенез - практикують чимало рептилій, різні безхребетні, окремі види риб та амфібій, а у виняткових обставинах навіть деякі птахи. Люди, як і інші ссавці, так себе не ведуть - якщо не вважати міфічних персонажів на зразок античної богині Гери, яка народила Гефеста «не пізнавши любовних обіймів». Ми теж навчилися розмножуватися незвичайними способами, наприклад, заводити дітей «у пробірці» і навіть закривати їх «від трьох батьків». А може батько бути один?
6 листопада 1955 року британський таблоїд Sunday Pictorial опублікував незвичайне оголошення: розшукувалися жінки, переконані в тому, що зачали своїх дітей без участі чоловіків. Жодної винагороди «непорочним матерям» не належало - тільки задоволення особистої цікавості та участь у науковому експерименті. А сама ідея експерименту виникла незадовго до того у генетика Хелен Спервей (Helen Spurway): вона заявила, що люди теоретично можуть розмножуватися партеногенезом - і запропонувала спосіб це перевірити.
Можливих механізмів непорочного зачаття вчені придумали два. Або це аналог клонування, при якому зародок відмовляється від материнської клітини і виходить повною генетичною копією матері. Або це самозабезпечення, тобто яйцеклітина зливається з іншою статевою кліткою або просто самотужки подвоює свій набір хромосом. У будь-якому з варіантів дитині дістаються тільки гени матері - хоча, можливо, і не все. Тому заявки Sunday Pictorial приймав тільки від пар «мама-дочка», причому бажано дуже схожих один на одного. Після ретельного відсіву таких заявок залишилося 19.
На першому ж етапі лондонські лікарі, до яких звернулися співробітники газети, відсіяли 11 пар. У них, як швидко з'ясувалося, матері не дуже добре уявляли собі, що означає «без участі чоловіків» (багато хто думав, що це означає вагітність без порушення цілісності дівочої пліви). За решту взялися вчені - потрібно було довести, що дівчатка не носять у своїх клітинах ніяких «чужих» генів.
Секвенувати тоді ще не вміли, тому лікарям довелося задовольнятися відомими на той момент ознаками споріднення - і перевіряти, що дівчатка не успадкували нічого такого, чого не було б у їхніх матерів. Після того, як у всіх учасниць визначили основні групи крові (AB0 і резус-фактор), потенційно партеногенетичних пар залишилося чотири. Після тесту на менш відомі антигени на поверхні еритроцитів - всього дві. Ще одна пара не витримала перевірки на колір очей: у матері вони були блакитними, а у дочки - темно-каріми (зазвичай ген темного кольору очей домінує над світлим, тому якби у матері був відповідний ген, він би проявився і зробив очі темнішими). Залишилася тільки Еммімарі Джонс, яка стверджувала, що зачала, коли лікувалася в лікарні від ревматизму, де за нею доглядали тільки жінки.
Емімарі та її дочка Моніку зазнали ще кількох способів. Наприклад, лікарі виміряли концентрацію антигенів групи крові в їх слині (не у всіх людей вони виділяються у фізіологічні рідини, це властивість домінантна). А ще запропонували їм спробувати фенілтіомочевіну - оскільки здатність відчувати її гіркий смак завжди успадковується і добре проявляється. Але за всіма пунктами мати і дочка повністю збіглися.
Нарешті, дослідники вирішили перевірити їх на тканинну сумісність і пересадили по ділянці шкіри від Еммімарі Моніці і навпаки. Якби дочка несла чиїсь чужі гени, то материнський організм швидко почав би відторгати її шкіру. В результаті експерименту, правда, клаптики не прижилися ні на матері, ні на доньці: від Еммімарі він відвалився через місяць, а той, що у Моніки, позбувся своїх судин за шість тижнів - і його видалили.
На цьому експериментальні ідеї у лікарів вичерпалися, і вони уклали: спростувати гіпотезу про партеногенетичне походження Моніки вони не можуть.
Чому так не можна
Сьогодні, звичайно, вирішити цю проблему було б сильно простіше, ось тільки ніяких зразків з тих пір не збереглося. Та й вчені перестали шукати приклади «непорочного зачаття» серед людей, залишивши надію щось знайти. Все тому, що інших партеногенетичних ссавців досі ніхто не зустрічав - ні в лабораторії, ні тим більше в дикій природі. Так що якби Моніка Джонс дійсно виявилася партеногенотою, це стало б сенсацією, причому не тільки в медицині, але і в зоології.
Розмножуватися поодинці ссавцям не дають кілька бар'єрів. Перший з них - це незрілість яйцеклітини. Більшу частину свого життя - а це десятки років, з моменту появи в організмі ембріона і до дозрівання в яєчнику дорослої жінки, - вона проводить недоділилася. У ній два набори хромосом, які готові розійтися - але не розходяться, тому і повноцінною статевою кліткою (у неї набір хромосом повинен бути один) її вважати в суворому сенсі ще не можна. Навіть коли яйцеклітина вирушає з яєчника в матку, вона все ще перебуває в такому замороженому стані - поки не зустріне того, хто може вивести її з багаторічного забуття.
Для того, щоб «включити» яйцеклітину, потрібно наповнити її цитоплазму кальцієм, це запустить поділ. Кальцій зберігається всередині її органелл, але «кінгстони» відкриваються тільки по команді - її і подає сперматозоїд. Зливаючись з яйцеклітиною, він запускає сигнальний каскад, який спочатку допомагає їй дозріти - тобто відпустити друге полярне тільце. А потім вже обидва набори - прибулий у сперматозоїді чоловічий і приймаючий його жіночий - починають готуватися до першого поділу в житті нового організму.
Щоб взяти ситуацію в свої руки, не чекаючи команди сперматозоїда, яйцеклітині довелося б навчитися генерувати потрібний сигнал самостійно. Більшість яйцеклітин хребетних цього не вміють - і, наприклад, деяким рибам, які стали на шлях партеногенезу, доводиться приймати команду від сперматозоїду іншого виду. Ікринка впускає в себе чужий сперматозоїд, а потім викидає назовні його хромосоми і далі ділиться сама (це називають гіногенезом). Так робить і сперма самців деяких риб, які освоїли одностатеве розмноження - вона запліднює яйцеклітину і виштовхує назовні її ядро (а це вже андрогенез).
Ссавці за подібним помічені ніколи не були. Але час від часу їхні яйцеклітини починають розмножуватися без команди сперматозоїда і не там, де це належить, в маточних трубах, - а, наприклад, прямо в яєчнику. Так у жінок може з'явитися пухлина, що складається з різних типів ембріональних тканин - тератома. У ньому можуть бути м'язи, жир, кістки, нерви і навіть зуби з волоссям. Іноді тератома набуває рис справжнього людського зародка: із зачатками голови, хвоста, кінцівок і статевих органів.
Андрогенез у людей, до речі, теж зустрічається. Це відбувається, якщо до або після запліднення власне ядро яйцеклітини руйнується. Тоді в її спорожнілій оболонці залишається тільки сперматозоїд (а то й кілька) і підміняє своїми генами материнські. Клітина, що вийшла, починає дробитися, але ручок і ніжок у неї не виростає - утворюється просто клітинна маса, яка активно ділиться і може заповнити всю матку. Це називають бульбашковим заметом.
Як яйцеклітинам вдається дозріти самостійно і що для них стає поштовхом замість сперматозоїда, досі незрозуміло. Але цей ефект нескладно відтворити в лабораторії - достатньо обробити яйцеклітини кальцієм. Після такого яйцеклітина або не завершує свій поділ і залишається з подвійним набором хромосом, або завершує, але натомість викинутих хромосом робить копію з тих, що залишилися на самоті. А потім починає дробитися, як якщо б вона була по-справжньому запліднена, - принаймні, з неї виходять цілком звичайні клітинні кульки-бластоцисти.
Чи може в результаті такої операції народитися здорова дитина, і чи не сталося щось подібне з Еммімарі Джонс - невідомо. Підсаджувати такі бластоцисти в організм матері заборонено, не можна і вирощувати їх в лабораторії довше певного терміну (про те, звідки беруться ці заборони, наш матеріал «14 днів потому»). Але експерименти на мишах показують, що штучні партеногенетичні бластоцисти не життєздатні. Не можуть стати людиною і тератоми - навіть якщо вони віддалено схожі на нього за обрисами, у них все одно не буває справжньої плаценти, і виносити їх не можна, потрібно відразу видаляти. Партеногенотам заважає вижити - принаймні, у ссавців - інший бар'єр: батько бере участь у генетичному вихованні дітей, а не просто «будить» яйцеклітину.
Сперматозоїди проникають у яйцеклітину корови (P. Hyttel et al ./Anatomy and Embryology, 1988)