Оригинал взят у в Почему на 10 девчонок 8 ребят
Четверть супружеских пар бесплодны
Сначала про наших дальних родственников насекомых.
читать дальшеБактерия вольбахия впервые была обнаружена в яичниках обыкновенного комара (Culex pipiens) в 1924 году. Однако изучать ее всерьез стали лишь много десятилетий спустя, когда выяснилось, что именно она является причиной множества разнообразных патологий развития и размножения насекомых и червей.
Вольбахия не может жить вне клеток хозяина и передается «вертикально» — от матери к ее детям, проникая в яйцеклетки зараженных самок. Бактерии, попавшие в организм самца, обречены погибнуть вместе с ним, и не могут оставить потомства. Самцы для вольбахии — ненужный балласт, и она избавляется от них, выборочно убивая зародышей мужского пола.
Иногда это приводит к резкому преобладанию самок в природных популяциях насекомых. Так, у африканских бабочек остриний, зараженных вольбахией, один самец приходится на 100 или даже 200 самок. Удивительно, что такое катастрофическое сокращение мужского населения не приводит к вымиранию вида. Оказывается, для выживания популяции часто бывает вполне достаточно очень небольшого числа самцов.
Иногда вольбахии удается извести всех самцов поголовно, и даже это не приводит к вымиранию хозяев, потому что самки, подчиняясь таинственным «приказам» вольбахии, начинают размножаться партеногенетически — без оплодотворения («партеногенетический» по-гречески означает «деворожденный». Некоторые виды ос, у которых зараженность вольбахией носит поголовный характер, полностью утратили способность к нормальному половому размножению и не возвращаются к нему, даже если их вылечить.
Бактерия вольбахия в циктоплазме. Обозначена желтым
Многие разновидности вольбахии поступают еще хитрее. Бактерии выгодно, чтобы зараженные самки производили больше потомства, чем здоровые. Вольбахия научилась повышать плодовитость больных самок и делать практически бесплодными незараженных. Первая задача сравнительно проста, но как удается бактерии влиять на плодовитость тех самок, которые ею не заражены? Оказалось, что бактерия использует в качестве своего орудия зараженных самцов. Яйцеклетки здоровых самок, оплодотворенные спермой зараженного самца, погибают; однако тот же самец может успешно оплодотворить любую зараженную самку, и их потомство (естественно, тоже зараженное) будет вполне жизнеспособно.
До сих пор не ясно, какую удивительную манипуляцию проделывает этот микроб со сперматозоидами зараженного самца, что они становятся неспособны оплодотворить здоровую яйцеклетку, но полностью сохраняют способность к оплодотворению яйцеклеток зараженных? Сложность проблемы усугубляется еще и тем, что внутрь сперматозоида вольбахия проникнуть не может — он для этого слишком мал.
Ущемляя самцов, вольбахия вроде бы помогает самкам. Зараженные этой бактерией насекомые могут увеличивать продолжительность своей жизни вдвое и существенно поднимать свою плодовитость! Вроде бы того же уровня жизнеспособности могут достигать и свободные от этих бактерий особи, но в любом случае удаление вольбахии наносит «подсевшим» на нее линиям хозяев ущерб.
Если же представить себе, что будет, когда одна часть какого-то вида животных заразилась одной разновидностью вольбахии, а другая — другой. Если обе разновидности бактерии вызывают несовместимость, это неизбежно приведет к тому, что данный вид окажется насильственно разделен на две половинки, не способные скрещиваться друг с другом. Фактически это означает разделение исходного вида на два. Свершится величайшее таинство эволюционного процесса — «акт видообразования». Свершится не по Божьей воле и не по законам классической эволюционной теории, не в результате естественного отбора, а по «прихоти» какой-то бактерии.
Вольбахия привлекает самое пристальное внимание ученых всего мира. Ежегодно публикуются сотни научных статей, посвященных этой бактерии. Совершенно очевидно, что понимание механизма совершаемых ею манипуляций даст человеку в руки мощнейшие средства воздействия на природу. Дело затрудняется тем, что вольбахия не растет на искусственных средах, поэтому ее нельзя изучать обычными микробиологическими методами.
Сотрудников Института Вентера обнаружили, что даже после обработки зараженных клеток дрозофилы антибиотиком, убивавшим находящихся в ней вольбахий, генетические тесты на наличие бактериальной ДНК в клетках таких дрозофил продолжают срабатывать. Исследования этого феномена показали, что геном вольбахии может попросту включаться в состав генома хозяина. Фрагменты генетической информации этой бактерии найдены в клетках четырех видов насекомых и четырех видов круглых червей; размер фрагментов колебался от почти полного генома (длиной в 1 мегабазу, миллион пар оснований) до относительно небольших кусочков.
Открытие этой бактерии научно доказала такое большое разнообразие насекомых и червей.
Теперь про людей.
В январе 2001 года в отделение репродукции Гарвардского университета обратилась пара. У обоих супругов были дети от предыдущих браков, их анализы показывали, что причин для бесплодия нет. Тем не менее, уже четыре года Энн и Бранен К, не могли зачать ребенка. Восемь раз они проходки процедуру оплодотворения «в пробирке» — безрезультатно.
В Гарварде супругам провели тест на генетическую совместимость. Было обнаружено, что яйцеклетки Энн отторгают гены, которые несут сперматозоиды Брэйена. После этого врачи посоветовали супругам воспользоваться донорской спермой.
читать дальше
>В течение весны и лета 2001 года медики неоднократно пытались оплодотворить яйцеклетки Знн спермой разных доноров, но ни одна попытка не закончилась зачатием.
Ученые недоумевали. Подобное бесплодие встречается при некоторых генетических болезнях, но такие состояния всегда врожденные, они не могут внезапно появиться у взрослого человека. А Энн в первом браке без проблем родила двоих детей!
«Заколдованные яйцеклетки» исследовали ученые разных специальностей, и вдруг от биологов пришло неожиданное известие — яйцеклетки заражены бактерией разновидностью рода вольбахия.
Впервые о влиянии бактерии вольбахии на размножение сообщил журнал NATUR, а 2000 году. Зараженная бактерией самка насекомых оставляет потомство только от того самца, который ее заразил! При спаривании с любым другим отвоженные яйца не развиваются. О возможности передали этой бактерии человеку, в то время сведений не было.
Рассказывает руководитель микробиологической лаборатории Гарвардского университета профессор Мартин ХАЛБЕРТ; |
— Сегодня мы знаем, что одна из разновидностей вольбахии поражает и человека. Эта бактерия не приносит абсолютно никакого вреда хозяину (ни воспаления, ни боли), но… регулирует его размножение.
Современные ученые полагают, что именно вольбахия «сделала» в свое время эволюцию. Миллионы лет назад она распространилась среди всех населявших Землю животных. В результате потомство могли ОСТАВЛЯТЬ ТОЛЬКО СИЛЬНЕЙШИЕ, КОТОРЫМ УДАВАЛОСЬ ОПЛОДОТВОРИТЬ САМОК ПЕРВЫМИ
Даже если после них эта самка доставалась другим самцам, она не могла зачать. Когда же сильнейший снова встречался с ней — она рожала от него. Таким образом, все детишки в данной популяции наследовали признаки самых сильных и здоровых самцов.
Постепенно у людей и животных выработался сильный иммунитет к вольбахии. Но современная экология настолько губительно изменила человеческую иммунную систему, что бактерия снова «напала» на людей. Может быть, для того, чтобы снова позволить размножаться только сильнейшим.
— Бактерия передается половым путем. Попадая в организм мужчины, она берет часть его генетических маркеров и, через сперму, вносит их в женщину, — продолжает профессор Мартин Халберт. — Добираясь по маточным трубам до яичников, вольбахия как бы «знакомит» их с генетическим материалом мужчины. После чего яйцеклетки принимают только его сперматозоиды.
Женщина может передать бактерию любому новому партнеру — тогда вольбахия примет в себя его гены. Но мужчина не может «заразить» своими вольбахиями уже зараженную женщину Место занято — в ее яичниках хозяйничают бактерии от прежнего партнера, а в яйцеклетках навсегда остается его генетический материал. Быть «женой» сразу двух «мужей» бактерия не позволяет!
-Специально для Энн мы разработали схему лечения — сразу несколько сильнодействующих антибиотиков плюс иммуномодупяторы. По той же схеме должен был пролечиться ее муж, чтобы не стать носителем бактерии. Сегодня в анализах обоих супругов все чисто. Теперь Энн предстоит пройти курс генной терапии, которая позволит устранить из ее яйцеклеток гены первого мужа. После этого супруги смогут зачать своего ребенка. С первым мужем Энн не поддерживает отношений. Поскольку тот в настоящее время живет со своей семьей в Ливане, мы не смогли его обследовать и пролечить.
— Вероятно, виной многих необъяснимых случаев бесплодия в США и Европе является как раз заражение вольбахией… Мы провели специальные исследования в нескольких гинекологических клиниках США — наши опасения подтвердились.
Сейчас Медицинская школа университета Пенсильвании (Филадельфия) планирует развернуть среди учащихся колледжей и студентов университетов крупномасштабную рекламную акцию под лозунгом «Сегодня презерватив защищает тебя от беременности, завтра — от бесплодия!» Дело в том, что только это средство контрацепции препятствует распространению злостной бактерии.
Интересно, что многие пары даже не подозревали о том, что заражены. Если муж — первый и единственный мужчина у женщины, она рожает от него, несмотря на бактерию.