Twoja wyszukiwarka

MAŁGORZATA SIERADZKA-FLEITUCH
SEKS ZAPISANY W GENACH
Wiedza i Życie nr 7/1997
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/1997

SPÓR O TO, KTÓRE ZACHOWANIA SĄ WRODZONE, A KTÓRE POWSTAJĄ W PROCESIE WYCHOWANIA, TRWA OD DAWNA I NIC NIE WSKAZUJE NA TO, ABY MIAŁ SIĘ SZYBKO ZAKOŃCZYĆ. OSTATNIO NAUKOWCY PRÓBUJĄ DOCIEC, W JAKIM STOPNIU GENY DECYDUJĄ O SKŁONNOŚCIACH HOMOSEKSUALNYCH.

Zhang i Odenwald, amerykańscy uczeni z National Institute of Health w Bethesda, posługując się stosunkowo prostym modelem doświadczalnym, jakim jest muszka owocowa Drosophila melanogaster oraz metodami inżynierii genetycznej, dowiedli, że nawet u organizmu o tak nieskomplikowanej psychice i, zdawałoby się, utrwalonym oraz niezmiennym rytuale zalotów, pewne zachowania są uwarunkowane genetycznie, a inne mogą być kształtowane przez otoczenie.

Muszka owocowa jest wyjątkowo dogodnym obiektem badań genetycznych. Samica składa 200-300 jaj, a nowe pokolenie pojawia się w ciągu dwóch tygodni. Umożliwia to szybką analizę wyników eksperymentów genetycznych.

Wśród wielu interesujących zachowań muszki na szczególną uwagę zasługują zaloty. Jest to wieloetapowy rytuał, obejmujący wymianę bodźców wzrokowych, słuchowych i chemicznych między samcem a samicą. Zalotami kieruje kilkanaście par genów, które uaktywniają się tylko w pewnych, ściśle określonych regionach układu nerwowego. Mimo że zachowanie związane z zalotami jest zaprogramowane genetycznie - jako jedno z najważniejszych z punktu widzenia ewolucyjnego - muszki wykazują tu pewną plastyczność. Potrafią się uczyć, gromadząc nowe doświadczenia. Okazuje się jednak, że zdolność do nabywania nowych umiejętności też uwarunkowana jest genami.

Sygnały umożliwiające rozpoznanie, czy dany osobnik jest w ogóle samicą, mają naturę chemiczną. Przykładem uczenia się samców jest odróżnianie, dzięki feromonom, samicy dziewiczej od tej, która już kopulowała i utrata zainteresowania taką samicą, a nawet, na jakiś czas, samicami w ogóle. Obecność jednej pokrytej samicy świadczy bowiem o tym, że większość lub wszystkie kopulowały także, więc nie warto się trudzić. Zachowania rytualne chronią zatem przed bezsensownym, z punktu widzenia przedłużenia gatunku, trwonieniem energii.

Poszczególne etapy prawidłowo przebiegającego rytuału zalotów są pod kontrolą genów. Na przykład jakiekolwiek anomalie genu kodującego czas trwania i rytmiczność "pieśni" godowej (wibracja skrzydełkiem) zmniejszają zainteresowanie samic takim partnerem. Metodami inżynierii genetycznej można zastąpić ten gen analogicznym genem, pochodzącym od innego gatunku muszki, tworząc tym samym samca wydającego dźwięki typowe dla tego drugiego gatunku. Dzięki temu możliwe jest prześledzenie każdego najdrobniejszego etapu zalotów.

Fot. Roma Roman

Uczonym udało się zlokalizować region w mózgu, którego modyfikacja - nawet niewielka - prowadzi do dużych zmian w rytuale zalotów. Co więcej, okazało się, że sztucznie wyhodowane samice, u których ten obszar mózgu zbudowany jest z komórek samca (tzw. organizmy mozaikowe) - zachowują się w sposób charakterystyczny dla samców! Podobną metodą wyhodowano linię muszek, której samce wykazują zaskakujące preferencje seksualne - odbywają gody tak samo chętnie z samcami, jak i samicami. Mając w mózgu samicze komórki uczestniczące w przekazywaniu bodźców zapachowych, nie odróżniają samic od samców, interesują się więc obiema płciami.

Sztuczne tworzenie organizmów mozaikowych czy też wprowadzenie zmienionych genów do komórek bez wątpienia przyczynia się do postępu nauki, ale nie znajduje odbicia w zjawiskach występujących w naturze. Nasuwa się więc pytanie, w jaki sposób muszka owocowa może pomóc w rozwiązywaniu dylematów człowieka.

Otóż może, jeśli eksperymenty na niej przeprowadzone dotyczą mechanizmów fundamentalnych, wspólnych dla całego świata zwierząt. I właśnie doświadczenia Zhanga i Odenwalda obrazują coś, co się może zdarzyć w przyrodzie, a w dodatku dotyczy nie tylko muszki owocowej.

Uczeni badali gen white, zwany tak od efektu, jaki wywołuje mutacja w jego obrębie. Oczy muszki owocowej, normalnie czerwone, stają się białe wskutek braku barwników. Gen white jest odpowiedzialny za powstanie grupy białek pełniących rolę transportową dla prekursorów wielu ważnych biologicznie związków, w tym barwnikow występujących w oczach muszki - ommochromu i dropteryny. Prekursorami są tu związki drobnocząsteczkowe, tryptofan i guanina, które bez białka transportowego nie mogą przeniknąć z krwiobiegu do wnętrza komórek, gdzie przebiega synteza. (Bardzo podobny jest mechanizm działania insuliny, która umożliwia transport glukozy z krwi do wnętrza komórek. Brak insuliny u cukrzyków powoduje, że komórki głodują wśród obfitości).

U człowieka istnieje gen analogiczny do genu white muszki, kodujący białka o tej samej funkcji. O tym, jak ważne są te białka transportowe, niech świadczy fakt ich wielkiego konserwatyzmu ewolucyjnego: stopień podobieństwa u organizmów tak odległych, jak muszka owocowa i człowiek, wynosi aż 58%!

Wszystkie komórki organizmu wielokomórkowego zawierają identyczną informację genetyczną, jednak w procesie rozwoju pewne geny dochodzą do głosu (mówiąc fachowo: ulegają ekspresji), inne zaś pozostają uśpione. U normalnej muszki owocowej gen white jest aktywny tylko tam, gdzie potrzebne są kodowane przez niego białka transportowe. Uczonym udało się jednak wyhodować muszki, u których gen white ulega ekspresji we wszystkich komórkach organizmu. Było to możliwe dzięki zastosowaniu precyzyjnych metod inżynierii genetycznej, a warunkiem koniecznym do wywołania tego efektu było podniesienie temperatury.

Zachowanie samców takich muszek było doprawdy zaskakujące: obiektem ich zalotów stały się inne samce, a obserwacja godów nasuwa nieodparcie skojarzenie z orgią - muszki szczepiają się, tworząc struktury w kształcie długich szeregów lub zamkniętych okręgów i, wydając "pieśń" godową, przystępują do kopulacji. Zapomniane samice pozostają z boku. Jeżeli natomiast taki samiec znajdzie się w towarzystwie samych pań, równie chętnie przystępuje do zalotów. Ale to jeszcze nie wszystko: jeśli w pobliżu znajdą się normalne samce, które zwykle odrzucają zaloty osobników tej samej płci, obserwując zachowanie samców o tendencjach homoseksualnych, przystępują też do łańcucha złożonego z samców. Co ciekawe, nie zaobserwowano podobnych zmian u samic.

Dlaczego samce zmieniają swe seksualne zachowania, jeszcze dokładnie nie wiadomo. Być może ekspresja genu white we wszystkich komórkach, zamiast tylko w niektórych, powoduje szybkie "wysysanie" guaniny i tryptofanu z krwi, wskutek czego w mózgu, gdzie obecność tych związków jest szczególnie ważna, ich poziom jest za niski i zachodzą zmiany w procesach fizjologicznych. Niewykluczone, że w rezultacie dochodzi do niedoboru serotoniny (do jej wytwarzania w neuronach niezbędny jest tryptofan), która pełni różnorodne funkcje, między innymi neurotransmitera, czyli bierze udział w przekazywaniu informacji między komórkami nerwowymi.

Wielokrotnie obserwowano u zwierząt i ludzi efekty towarzyszące zmniejszonej ilości serotoniny. Koty, króliki i szczury poddane specjalnej diecie i farmakoterapii, wykazują wzrost pobudliwości seksualnej i często tendencje homoseksualne. U ludzi wiele schorzeń psychicznych, od depresji po stany pobudzenia, wiązać można z nienormalnym poziomem serotoniny; od dawna podejrzewano też, że pełni ona rolę w regulacji potrzeb seksualnych. Pośrednich dowodów na poparcie tej tezy dostarczają leki antydepresyjne, których mechanizm działania polega na podnoszeniu poziomu serotoniny w mózgu, czemu czesto towarzyszy spadek zainteresowania seksem.

W świetle tych wszystkich spostrzeżeń można zaryzykować następujące stwierdzenie: kontrola zachowań seksualnych jest podobna u różnych organizmów, nawet bardzo odległych ewolucyjnie. Wyniki doświadczeń Zhanga i Odenwalda stanowią kamień milowy w dziedzinie badań nad zachowaniem seksualnym. Są argumentem przemawiającym za genetycznym podłożem homoseksualizmu, co wcale nie oznacza, że jeden gen ma tutaj decydujące znaczenie. Odkrycie to umożliwia jednak nowe spojrzenie na skomplikowane zjawisko homoseksualizmu.

Słychać też głosy krytyki zwracające uwagę na fakt, że wnioski wyciągane z doświadczeń na muszkach są przedwczesne. Zdaniem niektórych badaczy kopulacja samca z samcem może oznaczać nie tyle konkretne preferencje seksualne, ale jest oznaką ogromnego "wygłodzenia". Niechęć budzi też przenoszenie tej teorii z muszki na człowieka, którego zachowania w bardzo znacznym stopniu uzależnione są od doświadczenia, podczas gdy muszka owocowa i w ogóle owady podlegają takiemu wpływowi tylko w znikomym stopniu.

Odkrycia przyrodnicze są w swej istocie bezstronne. Dopiero interpretacja, która odbywa się z dala od laboratorium, nadaje obiektywnemu faktowi naukowemu brzemienne w skutki miano wariantu albo defektu. Ci, którzy uważali skłonności homoseksualne za defekt, pewnie utwierdzą się w swoim przekonaniu, zyskując nowy argument, że schorzenie to, jak wiele innych, ma podłoże genetyczne. Nowe badania z równą radością przyjmą ci, którzy homoseksualizm traktują jako jedną z możliwych opcji, zyskując argument, że nie jest ona kwestią wyboru jednostki, lecz przejawem genetycznej natury. W każdym razie na obecnym etapie wiedzy usunięcie kontrowersji nie jest możliwe. Zwłaszcza, że nawet zmienione genetycznie muszki mogą w trakcie zalotów brać przykład z otoczenia, więc w istocie są nie homo-, ale biseksualne. Jeśli zaś chodzi o nas, ludzi, to pozostaje nie wyjaśnione, dlaczego bliźnięta jednojajowe wykazują częściej tę samą preferencję seksualną niż zwykłe rodzeństwo, ale jednak nie zawsze identyczną.

Nie wydaje się, abyśmy byli przygotowani na stawianie czoła problemom, jakie wyłaniają się wraz z postępem wiedzy. Jedno jest pewne: żadne odkrycia naukowe nie zmienią prostego faktu, że orientacja seksualna muszek, a co dopiero ludzi, jest sprawą skomplikowaną.


O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(07/97) W OBCYM CIELE ...