Численное равенство полов в природе

В жизни мы нередко наблюдаем, что у некоторых супружеских пар рождаются только мальчики или только девочки. Подобные случаи на первый взгляд могут показаться противоречащими теории определения пола, о которой здесь идет речь. Однако это противоречие лишь кажущееся. В действительности здесь, как и всегда в подобных случаях, на сцену выступают так называемые законы больших чисел. Не входя в рассмотрение математической стороны этих закономерностей, ограничимся некоторыми общими замечаниями.

Выше было уже отмечено, что численное отношение особей мужского и женского пола у той или иной пары родителей будет тем ближе соответствовать идеальному равенству 1: 1, чем более многочисленное потомство они произведут.

В самом деле, наличие в семье двоих детей одного пола, т. е. двух девочек или мальчиков, представляет собой настолько частое явление, что не привлекает к себе внимания: во всех таких случаях число детей слишком мало, чтобы ожидать, что после первой же девочки родится мальчик или наоборот.

Рождение в семье 5 - 6 детей одного пола уже не остается незамеченным. Вместе с тем, вероятно, каждый обращал внимание на то, что чем дальше такой случай уклоняется от нормального соотношения полов, тем реже он встречается в природе и в окружающем нас обществе.

Сказанное можно пояснить и легко проверить следующим простейшим опытом. Положим в один мешочек 100 трехкопеечных монет, а в другой мешочек - в несколько раз большие количества десятикопеечных и двухкопеечных монет, поровну тех и других, и тщательно их перемешаем. Десятикопеечные и двухкопеечные монеты мы берем намеренно, так как они одинаковы по величине и на ощупь неотличимы. Трехкопеечные монеты условимся считать яйцами, десятикопеечные - сперматозоидами с Х-хромосомой, а двухкопеечные - сперматозоидами с У-хромосомой; сочетание трех- и десятикопеечной монет приравняем самке, а сочетание трех- и двухкопеечной - самцу.

Будем теперь одной рукой брать по одной трехкопеечной монете из одного мешочка, а другой рукой - тоже по одной монете - из другого мешочка и вынутые монеты раскладывать попарно, соответственно их принятому условному значению. Понятно, что после ста изъятий все трехкопеечные монеты в первом мешочке будут исчерпаны. В сумме столько же двух- и десятикопеечных монет будет изъято и из второго мешочка.

Просуммировав теперь результаты опыта, увидим, что около 50 трехкопеечных монет окажутся в сочетании с десятикопеечными (комбинации, которые по условию опыта соответствуют самкам) и приблизительно столько же трехкопеечных монет - с двухкопеечными (комбинации, которые соответствуют самцам). То же самое имеет место и в природе, в процессе оплодотворения.

На основании сказанного становится понятным, почему число самцов и самок любого вида животных, мужчин и женщин у человека всегда приблизительно одинаково, а соотношение самцов и самок от данной пары родителей будет тем ближе соответствовать соотношению один к одному, чем более многочисленное потомство они произведут.

В опыте с монетами, который условно принят соответствующим рождению сотни потомков от одной пары родителей, мы допускали, что численное соотношение самцов и самок будет достаточно близко соответствовать отношению 1:1.

Однако сказанное не следует понимать так, что именно это или очень близкое к нему соотношение особей обоих полов осуществляется всегда, будь то опыт с монетами или случай, взятый непосредственно из природы. В этом легко убедиться, повторив опыт с монетами несколько раз. Оказывается, что даже и при этом, идеальном условии отношение комбинаций мужского и женского пола будет варьировать в некоторых определенных границах. Самое же примечательное заключается в том, что чем больше соотношение особей мужского и женского пола будет уклоняться от идеального (например, 10 самцов и 90 самок вместо 50 самцов и 50 самок), тем реже оно будет встречаться в действительности. Напротив, чем ближе оно к идеальному соотношению 1:1, тем чаще наблюдается как в опыте с монетами, так и в окружающей нас природе и в обществе.

Не менее убедительные результаты дает статистика рождаемости. Подсчет за достаточно длительный промежуток времени по таким крупным административным единицам, как область или государство, неизменно показывает, что число родившихся мальчиков и девочек всегда близко отношению 1 :1 или 100:100.

В этой связи поучительно рассмотреть табл. 1. В этой таблице приведены данные о 814 пометах мышей одной породы с общим числом мышей, равным 5111, и о соотношении самок и самцов как в данной совокупности мышей в целом, так и в группах с одинаковым числом мышей в пометах.

Из табл. 1 прежде всего видно, что число мышей в пометах варьирует от 1 до 14. Чаще всего рождались пометы, в которых было по 7 мышей (см. предпоследнюю горизонтальную графу таблицы). Таких пометов было 144 из 814. Частота пометов с числом мышей, меньшим или большим семи, постепенно падает, причем падение идет тем быстрее, чем дальше число мышей в пометах отстоит от его наиболее частого значения (т. е. с семью мышами в помете). Что же касается суммарного отношения самок и самцов, то в данной выборке оно оказалось равным 2462 : 2649, т. е. лишь незначительно уклоняющимся от идеального в сторону небольшого преобладания самцов, о чем подробнее будет сказано ниже.

Такая же закономерность наблюдается и в том случае, если все 844 пометов разбить по признаку равного числа мышей в пометах и частоту пометов с разным соотношением самок и самцов проследить в каждой группе в отдельности. Для примера рассмотрим группу с восемью мышами в помете. Возможные для нее девять случаев соотношений самок и самцов и соответствующие в выборке частоты выражаются двумя следующими рядами значений:

В этой группе на класс с идеальным соотношением полов (4 : 4) теоретически должно приходиться наибольшее число пометов. Так оно и наблюдалось в действительности: из 111 пометов этой группы 46 приходится на долю тех, в которых соотношение самок и самцов равно 4 : 4. Частота же пометов с соотношением полов, уклоняющимся от идеального, падает в обе стороны от последнего с той же закономерностью, как и в рассмотренном выше случае падения числа мышей в пометах в сторону плюс и минус от наиболее частого значения.

Сказанное справедливо и в отношении всех других групп табл. 1 с той разницей, что в группах с четным числом мышей в пометах максимальные их значения снова приходятся на классы с идеальным соотношением самок и самцов (1 : 1, 2 : 2, 3 : 3, 5 : 5 и т. д.), в то время как в группах с нечетным числом мышей, в которых идеальное соотношение полов неосуществимо, наибольшие частоты падают на те два соседних класса, в которых соотношения самок и самцов максимально приближаются к идеальным, уклоняясь от них в сторону плюс и минус примерно на одинаковую величину. Таковы пометы с соотношениями самок и самцов, равными 2 : 1 или 1 : 2, 3 : 2 или 2 : 3 и т. д.

При обсуждении вопроса о численном равенстве особей мужского и женского пола в природе и в человеческом обществе мы до сих пор исходили из предположения, что теоретически оно должно быть равным 100:100. Иначе говоря, на каждые 100 особей женского пола должно приходиться столько же особей мужского пола. В основе этого предположения лежит тот механизм определения пола, который, как мы допускали, создает равновероятные возможности возникновения женских и мужских зародышей в процессе оплодотворения.

В это представление теперь мы должны внести поправку, смысл которой сводится к тому, что на большом статистическом материале идеальное соотношение самок и самцов у животных, девочек и мальчиков у человека почти всегда смещено в сторону небольшого преобладания особей мужского пола.

Поэтому сейчас нам необходимо рассмотреть те обязательные условия, при которых могло бы осуществиться равенство полов, например, в момент рождения, в точности соответствующее идеальному соотношению 100 : 100. Эти условия следующие.

1. Особи гетерогаметного пола должны поровну продуцировать гаметы, определяющие мужской и женский пол.

2. Гаметы обоих типов, т. е. с Х- и У-хромосомой, при всех условиях должны обладать одинаковой жизнеспособностью и способностью к оплодотворению.

3. Особи обоих полов должны быть одинаково жизнеспособны. Применительно к взятому нами моменту в жизненном цикле это означало бы, что мужские и женские зародыши должны быть одинаково жизнеспособны в период внутриутробного развития у млекопитающих и в период внеутробного развития, когда оно протекает вне тела матери, т. е. у птиц, насекомых, земноводных и т. д.

4. Число особей, по которым определяют соотношение полов, должно быть достаточно большим, максимально исключающим влияние случайных причин.

Отметим сразу же, что достоверными доказательствами избыточной продукции гамет, определяющих тот или другой пол, или различий в их жизнеспособности и способности к оплодотворению (пункты 1 - 2) наука пока не располагает. Что же касается различной жизнеспособности мужских и женских зародышей в эмбриональном периоде развития (пункт 3), то по этому вопросу накоплены обширные данные, к краткому рассмотрению которых мы сейчас и перейдем.

Для удобства изучения численного соотношения мужских и женских особей на протяжении жизненного цикла в нем принято различать три следующих основных момента.

1. Зачатие, т. е. самое начало возникновения зародышей и соответствующее ему первичное соотношение полов.

2. Рождение (или вылупление) зародышей, которому соответствует вторичное соотношение полов. У человека его принято обозначать числом родившихся мальчиков на каждые 100 девочек.

3. Наступление периода половой зрелости и воспроизведения потомства и соответствующее этому возрасту третичное соотношение полов. Третичное соотношение полов у человека может быть определено для любого произвольно взятого возраста. Однако, как правило, его относят именно к началу периода возмужалости. Его можно было бы определить также и для домашних животных любого вида, если бы всех их оставляли в живых до естественной смерти.

Обратимся теперь к статистике. В медицинской и демографической литературе накоплены обширные данные, вскрывшие две важные особенности в этом вопросе. Во-первых, оказалось, что мальчиков всегда рождается больше, чем девочек, благодаря чему показатель вторичного соотношения для мальчиков почти во всех странах превышает 100, и, во-вторых, что гибель плодов мужского пола в период эмбрионального развития превышает гибель плодов женского пола.

Применительно к животным и человеку под соотношением полов обычно подразумевают вторичное их соотношение, т. е. соотношение в момент рождения. Для человека оно в разных странах различно, но, как правило, варьирует в пределах от 103 до 110 мальчиков на 100 девочек. У большинства млекопитающих животных также наблюдается некоторый избыток самцов среди новорожденных.

Далее было найдено, что эмбриональный период развития оказался не единственным, во время которого мужские зародыши отмирают чаще женских. В настоящее время, по-видимому, можно считать достаточно прочно установленным, что женские особи большинства млекопитающих, в том числе и человека, жизнеспособнее мужских в течение всей жизни и после рождения. По имеющимся статистическим данным, среди людей в возрасте от 65 до 75 лет мужчин на 20% меньше (40 : 60), чем женщин, а в возрасте старше 85 лет эта разница достигает 45% (28 : 73). Эти цифры дали повод одному американскому исследователю сделать следующее, не лишенное юмора замечание: "Отсюда понятно, почему страховые компании выплачивают женщинам меньшую ренту, чем мужчинам, почему в большинстве крупнейших индустриальных компаний нашей страны царит финансовый матриархат и почему на кораблях, совершающих экскурсионные путешествия, так много богатых вдов".

Исходя из сказанного, приходится сделать не лишенное оснований предположение, что вторичное соотношение полов, т. е. в момент рождения, лишь частично отражает их неравенство в момент зачатия и что в самом начале возникновения соотношение мужских и женских зародышей, возможно, сдвинуто еще больше в пользу первых. Другими словами, не исключено, что в половых путях самок млекопитающих и женщин создаются какие-то условия, при которых сперматозоиды с У-хромосомой скорее достигают яиц и оплодотворяют их. Очевидно, что ясность в этот вопрос могло бы внести определение пола зародышей па самой ранней стадии их возникновения, т. е. первичное соотношение полов. Возникает вопрос, как это сделать?

Первичное соотношение полов сравнительно легко можно определить у организмов с внеутробным развитием зародышей, и исследования этого рода чаще всего предпринимались на курах. У некоторых кур все отложенные в течение сезона яйца бывают оплодотворены, и из каждого яйца вылупляется цыпленок. Следовательно, во всех таких случаях смертность зародышей в период эмбрионального развития полностью исключена, и численное соотношение вылупившихся курочек и петушков отражает истинное соотношение тех двух типов гамет (в данном случае яиц с Х- или У-хромосомами), которые привели к их возникновению.

У млекопитающих животных и у человека определение первичного соотношения полов - задача гораздо более трудная, связанная с необходимостью выяснения смертности плодов мужского и женского пола в период внутриутробного развития. Для этой цели определяют пол всех абортированных и мертворожденных зародышей. На основании полученных таким путем данных было вычислено, что первичное соотношение полов у человека достигает 125:100, т. е. на 100 зародышей женского пола приходится до 125 зародышей мужского пола.

Сходная картина наблюдается у всех исследованных млекопитающих животных, у кур и т. д., а у некоторых животных, например у свиней, первичное соотношение полов сдвинуто в сторону преобладания зародышей мужского пола еще больше. При этом оказалось, что на самых ранних стадиях развития, когда зародыши еще очень малы, доля погибающих самцов особенно велика. По мере развития эмбрионов и увеличения их веса процент отмирающих мужских зародышей, как правило, постепенно уменьшается.

Для объяснения дифференциальной смертности мужских и женских зародышей было высказано несколько предположений. Из них наиболее распространены два. Согласно одному из них, сперматозоиды с У-хромосомой легче сперматозоидов с Х-хромосомой; поэтому они скорее достигают яиц и оплодотворяют их чаще, чем Х-сперматозоиды.

Согласно другому предположению, повышенная смертность мужских зародышей обязана влиянию неблагоприятных наследственных факторов, сцепленных с Х-хромосомой.

Однако обе эти точки зрения не свободны от недостатков. В самом деле, скорость передвижения сперматозоидов зависит не только от активности их самих, но и от сокращения мускулатуры женских половых путей и от мерцательных движений ресничек яйцеводов.?

Равным образом, если бы повышенная смертность мужских зародышей зависела только от неблагоприятных влияний сцепленных с полом наследственных зачатков, то, казалось бы, она не должна иметь места у организмов с гомогаметным мужским полом, у которых образуется только один тип сперматозоидов. Между тем наблюдения показывают, что у этих организмов, в том числе и у кур, на которых этот вопрос выяснен наиболее подробно, смертность петушков также превышает смертность курочек.

Таким образом, повышенная смертность особей мужского пола, свойственная большинству, если не всем представителям животного мира, связана с какими-то пока недостаточно ясными биологическими особенностями этого пола, имеющими определенное селективное значение в эволюции и процветании вида. Сейчас мы можем строить о них лишь догадки, но несомненно, что преобладание особей мужского пола в момент зачатия и рождения имеет важное приспособительное значение, компенсирующее их меньшую жизнеспособность и обеспечивающее численное равенство полов именно ко времени половой зрелости (третичное соотношение). У всех млекопитающих мужской пол составляет активную часть вида, вследствие чего гибель самцов в борьбе за существование от случайных причин гораздо выше гибели самок.

В полном соответствии с вышесказанным находятся данные табл. 1, в которой приведено численное соотношение самок и самцов в рассмотренной выборке мышей. Как видно из этой таблицы, в нее вошли 814 пометов с общим числом мышей, равным 5111. Из них самцов было 2649, самок 2462. Соотношение самцов и самок, равное 107:100, как нельзя лучше подтверждает только что рассмотренную общую закономерность.

В заключение стоит упомянуть о двух исключительных родословных у человека, потомство которых в нескольких поколениях состояло из представителей одного пола. Одна из этих родословных (Англия) за десять поколений (около 250 лет, начиная с начала XVII в.) включала 35 потомков, из коих 33 были мальчики. Правда, в 10-м поколении родились две девочки, но одна из них обладала некоторыми мужскими чертами и, возможно, была гермафродитом, другая же умерла рано, и о ней ничего примечательного не известно. Другая родословная (Франция) за три поколения объединяла 72 потомка; все они были девочками, за что и вся семья в целом в шутку была прозвана "женским батальоном".

Понятно, что обе эти родословные нельзя истолковать как случайные отклонения от ожидаемого равенства полов, о чем речь шла выше, они требуют иного объяснения. О причинах рождения только мальчиков или только девочек в этих родословных можно высказывать лишь те или иные догадки, на которых мы не можем останавливаться ввиду их сложности. Что же касается представителей мира животных, то у некоторых из них подобные случаи хорошо известны и изучены достаточно подробно. Однако на них мы также останавливаться не будем как по причине их сложности, так и потому, что наша задача сводится к выяснению не исключительных случаев, а общих закономерностей явления.

В заключение настоящего раздела вернемся еще раз к тем супружеским парам, у которых рождение только девочек или только мальчиков приводит иногда к серьезным семейным конфликтам. "Обвиняемой" стороной в таких случаях чаще оказываются мужчины за их предполагаемую неспособность продуцировать сперматозоиды того типа, наличие которого в семенной жидкости уравновешивало бы шансы рождения детей обоих полов.

Выше уже было отмечено, что наука не располагает достоверными доказательствами избыточной (или недостаточной) продукции сперматозоидов, определяющих тот или другой пол, или различий в их жизнеспособности и способности к оплодотворению. Следовательно, аргументацию к предполагаемой неполноценности мужчин в данном отношении при современном состоянии этого вопроса нельзя ни доказать, ни опровергнуть.

Сказанное приобретает тем большее основание, если учесть, что в большинстве таких "конфликтных" случаев речь идет о сравнительно небольшом числе детей одного пола, рождение которых можно истолковать на основе вышеприведенных статистических закономерностей.

С другой стороны, с не меньшим основанием можно полагать, что в возникновении ситуаций, о которых идет речь, значительная доля "вины", если не вся она целиком, падает на другую сторону, т. е. на женщин. Не следует забывать, что длительный путь сперматозоидов в половых путях навстречу яйцеклетке протекает в таких физиологических и биохимических условиях среды, тончайшие нарушения которых в сторону повышения или понижения щелочности, кислотности и т. д. могут привести к созданию условий, благоприятствующих передвижению сперматозоидов одного типа по сравнению со сперматозоидами другого типа.

Из хорошо пристрелянной пушки в строго контролируемых условиях стрельбы на умеренную дистанцию снаряды можно класть один в другой. Однако температура и влажность воздуха, сила и направление ветра, уровень атмосферного давления, дальность полета снаряда и другие факторы неизменно обусловят некоторый разброс попадания, степень и характер которого будут зависеть от конкретных условий стрельбы.

То же самое можно сказать и о передвижении сперматозоидов в половых путях женщины с той существенной разницей, что оно протекает в условиях, гораздо более сложных по сравнению с условиями полета снаряда.

Поэтому Фемида наших дней оказалась бы в трудном положении при попытке взвесить "меру ответственности" того или другого супруга за возникновение рассматриваемых "конфликтных" ситуаций. В ее арсенале был бы единственный достоверный научный критерий, за пределами которого начинается область догадок: да, природа действительно одарила мужскую половину человеческого рода способностью поровну "сеять" мужское и женское начало, но в то же время лишила ее возможности распоряжаться этим даром по произволу. Все другие аргументы в пользу той или другой стороны можно было бы класть на чаши весов лишь вслепую вдвойне^*.

^*(В древнегреческой мифологии богиню правосудия Фемиду изображали с завязанными глазами в знак максимальной объективности и убедительности судебной процедуры.)