Долгое время ученым казалось, что все возможные способы определения пола у жи­вотных уже давно открыты и описаны. Како­го же было их удивление, когда оказалось, что у некоторых организмов соотношение по­лов может меняться под действием ... бакте­рий-паразитов! Причем бактерии могут про­сто, как и полагается паразитам, уничтожать особей определенного пола, а могут и изме­нять их пол. Но давайте обо всем по порядку.

Уже довольно давно было известно, что у многих насекомых в цитоплазме клеток обитают мельчайшие паразитические бактерии. Самые известные из них называются риккетсиями. Эти существа настолько малы, что их невозможно увидеть в обычный световой ми­кроскоп; само их существование можно обна­ружить лишь с помощью мощного электрон­ного микроскопа или сложного биохимичес­кого анализа. Так, один из видов риккетсий постоянно обитает в клетках мелких парази­тических насекомых — вшей; своим хозяевам он никакого вреда не приносит, но, попадая со слюной вши в организм человека, вызыва­ет серьезнейшее заболевание — сыпной тиф. Ученые установили, что помимо риккетсий, у насекомых и ракообразных в цитоплазме кле­ток живут и другие мельчайшие бактерии — спироплазмы и вольбахии. Как и риккетсии, заметного вреда своим хозяевам они не при­носят, так что и паразитами в полном смысле этого слова их назвать сложно.

Исследователей всегда интересовало, а как же такие бактерии заражают своих хозяев? Ведь ни риккетсии, ни вольбахии не способ­ны самостоятельно выйти наружу из клеток насекомого-хозяина. Оказалось, что они пере­даются через яйцеклетку: от матери — детям. Зараженная бактериями самка откладывает яйца, в цитоплазме которых уже живут бак­терии. А вот самец передать «своих» бактерий по наследству никак не может — мужская га­мета, сперматозоид, цитоплазмы не содер­жит, нет в ней и бактерий. Получается, что бактерии, доставшиеся самцу, рано или позд­но обречены на гибель. Поэтому неудивитель­но, что в ходе эволюции цитоплазматические бактерии выработали различные способы уменьшать в потомстве зараженных самок до­лю самцов. Собственно, в этом и состояло са­мое значительное открытие ученых — если в пищу зараженных бактериями насекомых или ракообразных добавлять сильный анти­биотик, например, тетрациклин, то в потом­стве соотношение самцов и самок коренным образом изменится.

Все мы привыкли к мысли, что раки — это исключительно водные животные, обитатели морей или, в крайнем случае, пресноводных водоемов. Но среди них есть и настоящие су­хопутные жители — мокрицы. Это небольшие рачки, редко превышающие сантиметр в дли­ну. Внешне они отдаленно напоминают малень­ких броненосцев — тело их покрыто щитками панциря, а с боков видны многочисленные тонкие ножки. Как известно, членистоногие особой «супружеской верностью» не отлича­ются. Но у некоторых, прежде всего пустын­ных, видов мокриц образуются пары, кото­рые сохраняются довольно долго. Тем более удивительно, что у части видов мокриц обна­ружены поселения, состоящие практически только из самок — самцы в них крайне ред­ки. Известно, что как и у большинства члени­стоногих, пол у мокриц определяется систе­мой половых хромосом; значит, соотношение самцов и самок у них примерно одинаковое. Оказалось, что большин­ство мокриц в «бессамцовых» поселениях зараже­но цитоплазматическими бактериями, которые ка­ким-то, пока еще не очень понятным спосо­бом, заставляют самцов превращаться в самок еще до выхода из яйца.

С несколькими вида­ми перепончатокрылых насекомых бактерии обходятся по-другому: у них заражение самки приводит к партеногене­зу — бесполому размножению. Из неоплодотворенных яиц выходят исключительно сам­ки, также оставляющие женское потомство без участия самцов. Нетрудно заметить, что в этом случае самцы вообще не нужны. Но наи­более интересно бактерии ведут борьбу с муж­ским полом у всех известных жуков — божь­их коровок. Еще в середине XX века россий­ский генетик Я.Лус открыл так называемое явление бессамцовости у двуточечной божьей коровки. Эта небольшая божья коровка лучше своих собратьев приспособилась к обитанию в городах: для зимовки она использует щели в зданиях. 

Я. Лус изучал божьих коровок в Москве, Ленинграде, Риге и везде сталкивал­ся с интересным фактом: у некоторых жуков в потомстве всегда были только самки, причем этот признак передавался по наследству. Та­кая самочка вела нормальный образ жизни, ничем не отличаясь от прочих коровок, в по­ложенное время обзаводилась женихом, от­кладывала яйца, но среди вылупившихся ли­чинок опять были только «девочки». Ученый заметил, что около половины яиц, отложен­ных самками из бессамцовых семей, не разви­вались. Из этого важного наблюдения следова­ло, что из таких яиц должны были появиться самцы, но они по каким-то причинам погибли еще до рождения. 

Несколько позже бессамцовость обнаружили у «своих» коровок и англи­чане. Но они продвинулись несколько дальше российского исследователя — накормили по­допытных жуков антибиотиками. Результат превзошел все ожидания: из всех отложенных яичек появились личинки, среди которых бы­ли и самки, и самцы. Отсюда следовало, что в гибели самцов были повинны какие-то парази­тические бактерии. Англичанам удалось обнаружить и определить эти бактерии — это ока­зались риккетсии, очень похожие на тех, что вызывают сыпной тиф у человека.

Уже в конце XX столетия к изучению па­разитических бактерий у божьих коровок вернулись и российские ученые под руковод­ством известного генетика И. Захарова. Ког­да они изучили популяцию двуточечной бо­жьей коровки Москвы, их удивлению не бы­ло предела. Как и ожидалось, около десяти процентов самок были неспособны давать по­томство мужского пола, но заражены они бы­ли не риккетсиями, а спироплазмами и вольбахиями, то есть совсем иными бактери­ями, нежели «англичанки». Когда же внима­ние исследователей переключилось на север­ную столицу, Петербург, оказалось, что там подобной напасти была подвержена полови­на божьих коровок. Как и в Москве, главной виновницей эпидемии бессамцовости была спироплазма, а вот вольбахию обнаружить не удалось. Получается, что в разных горо­дах явление бессамцовости вызывается раз­ными видами бактерий, а в некоторых из них (как в Москве) могут встречаться сразу не­сколько из них.

Здесь нужно сказать несколько слов про вольбахию — ту самую бактерию, которую об­наружили у московских жуков. Оказалось, что она — настоящая «универсалка»: вольбахии были обнаружены у нескольких десятков различных-видов насекомых, и у большинства из них они что-нибудь делают с мужским полом. У одних видов насекомых вольбахии заставляют самок размножаться без участия самцов, с помощью партеногенеза, у других превращают самцов в самок, у третьих попро­сту убивают особей сильного пола еще до рож­дения. Есть и четвертый путь: по нему пошли бактерии, выбравшие в качестве хозяев всем известных кровососов — комаров-кулексов. Нет, с самцами они ничего не делают, просто из яиц, отложенных самкой такого комара, личинки появятся только в том случае, если и отец, и мать были заражены одинаковыми раз­новидностями бактерий. Если хотя бы один из комаров-«супругов» заражен какими-либо бак­териями, то потомства им не видать.

Остается выяснить один вопрос — почему бактерии могут спокойно заражать насекомых, уничтожая их самцов, не встречая никакого сопротивления. То,  что это выгодно самим бак­териям, — очевидно: они смогут выжить толь­ко в том случае, если попадут в самку. А как к этому относятся сами насекомые? Дело в том, что у всех животных, постоянно подвергаю­щихся нападениям каких-нибудь паразитов, существуют те или иные способы борьбы с ни­ми. Но ведь божья коровка никак не сопротив­ляется заражению бактериями и уничтожению самцов! Ученые предположили, что это может быть выгодно и самой коровке. На первый взгляд такое предположение может показаться абсурдным — для чего может быть выгодна ги­бель половины самцов? Но такое предположе­ние легко проверить: ученые сравнили две ко­лонии божьих коровок, в одной из которых часть самок была заражена бактериями, а во второй все были здоровы. Оказалось, что зара­женная колония быстрее увеличивала свою численность, чем здоровая. 

В чем же дело? Ес­ли бы не было бактерий-паразитов, в колони­ях божьих коровок было бы примерно одина­ковое количество самцов и самок. Но столько самцов попросту не нужно — божьи коровки постоянных пар не образуют, поэтому могут довольствоваться гораздо меньшим количест­вом самцов. Зато погибшие яйца служат пре­восходным кормом для вылупившихся личи­нок женского пола — в этом случае они растут гораздо быстрее, чем их сестры, лишенные та­кой подкормки.

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru