Гены выбирают за нас

Эволюционное значение выбора партнера предположил еще Дарвин более ста лет назад, тем не менее, многие исследователи все еще спорят о том, какое преимущество может дать индивиду предпочтение одного партнера другому (Andersson 1994; Andersson & Simmons 2006; Clutton-Brock 2007; Gowaty et al. 2007; Kempenaers 2007). Согласно одной идее, важным фактором предпочтения партнера является генетически обусловленное здоровье будущего потомства.

Даже само возникновение полов объясняют эволюционной гонкой между патогенами и их хозяевами (гипотеза Красной Королевы (van Valen 1973)): обмен генами в процессе полового размножения обеспечивает генетическое разнообразие, необходимое для противостояния быстрой адаптации патогенных микроорганизмов. Как продолжение этой гипотезы, сформировалось представление о том, что индивиды, возможно, выбирают партнеров таким образом, чтобы максимизировать это адаптационное преимущество полового размножения.

Белки главного комплекса гистосовместимости (MHC, называемые у людей лейкоцитарными антигенами человека, HLA) играют основную роль в иммунитете позвоночных. В частности, антигены, кодируемые генами MHC I класса, отвечают за узнавание клеток, которые содержат белки чужеродного происхождения. Каждая аллель гена MHC кодирует белок, который связывает определенный спектр коротких пептидов и переносит их через мембрану клетки. На поверхности клетки гликопротеины MHC презентируют эти пептиды Т-клеткам. Активация Т-клеток является главной составляющей как клеточного, так и гуморального иммунного ответа.

 Большинство генов в области MHC обладает высоким внутрипопуляционным полиморфизмом, что нельзя интерпретировать как случайный феномен. Согласно первой гипотезе, такой полиморфизм обусловлен преимуществом гетерозигот, так как гетерозиготы экспрессируют гораздо больше видов функциональных белков MHC и могут презентировать гораздо более широкий спектр пептидов. Согласно второй гипотезе, полиморфизм MHC обусловлен частотно-зависимым отбором, благодаря которому наличие редкой аллели дает преимущество в борьбе с патогенами, которые быстро эволюционируют, чтобы избежать узнавания часто встречающимся вариантом MHC хозяина.

В качестве альтернативы, Hedrick (2002) предложил модель, согласно которой полиморфизм MHC поддерживается преимущественным отбором «хороших» аллелей, дающих защиту от фактически присутствующих патогенов. Четвертая гипотеза состоит в том, что  полиморфизм MHC поддерживается половым отбором, определяющим возникновение в процессе эволюции вторичных половых признаков (яркая окраска оперения птиц, "турнирные бои" самцов птиц и млекопитающих, пахучие железы для привлечения особей противоположного пола).

Во множестве исследований, изначально проведенных на грызунах, было показано, что индивиды обоих полов предпочитали партнеров с генотипом MHC, достаточно отличным от их собственного. Выбор MHC-отличного партнера приводит к повышению гетерозиготности потомства по генам MHC, что может улучшить устойчивость потомства к патогенам. Кроме того, это позволяет избежать родственных связей, что также обеспечивает повышение гетерозиготности потомства по всему геному и приводит к снижению риска гомозиготности по рецессивным «плохим» аллелям, вызывающим наследственные болезни.

Тем не менее, остается открытым вопрос, какая степень отличия дает наибольшее преимущество. В исследованиях колюшки (Gasterosteus aculeatus) обнаружили, что рыбы, наиболее полиморфные по MHC, были в большей степени поражены паразитами и их реже предпочитали в качестве партнеров (Milinski, 2003). Такое снижение устойчивости, возможно, вызывается элиминацией Т-клеток в тимусе. Это позволяет предположить, что предпочтителен не максимальный, а оптимальный уровень гетерозиготности потомства (Nowak et al., 1992).

Нельзя точно предсказать критерии выбора «желательного» партнера. Возможно, предпочтение отдается индивиду, обладающему редкими для данной популяции аллелями, либо индивиду, аллели которого отличаются от таковых у выбирающего индивида. Кроме того, этот механизм может быть различным у разных видов. Стоит отметить, что ни одна из представленных гипотез не исключает другую и полиморфизм MHC может, например, обеспечиваться естественным отбором редких аллелей и гетерозиготности, а затем половым отбором с предпочтением гетерозиготности потомства и исключением родственных связей.

Помимо множества экспериментов по влиянию полового отбора на разнообразие MHC у животных (Jordan и Bruford, 1998; Penn, 2002; Bernatchez и Landry, 2003; Piertney и Oliver, 2006), также были проведены эмпирические исследования MHC-зависимого выбора партнера у людей. Эти исследования разделились на 3 группы: обонятельное предпочтение, внешняя привлекательность и фактический выбор партнера.

Обонятельное предпочтение. В исследованиях на мышах обнаружили, что MHC-зависимый выбор партнера был опосредован обонянием (Yamazaki et al., 1976, 1979). Для исследования того, влияет ли обоняние на выбор партнера у людей, 49 женщинам давали понюхать футболки, в которых 2 ночи подряд спали мужчины того же возраста (Wedekind et al., 1995). 18 из этих женщин принимали оральные контрацептивы, остальные женщины находились на второй неделе менструального цикла, когда чувствительность к запахам максимальна. Для женщин, не принимающих оральные контрацептивы, наиболее приятными показались запахи мужчин с антигенами MHC, которые отличались от их собственных.

Напротив, женщины, принимающие оральные контрацептивы, отдавали предпочтение запаху MHC-сходных мужчин. Авторы предположили, что эффект гормональной контрацепции может физиологически имитировать беременность: в этом состоянии женщина скорее отдаст предпочтение родственнику, который, вероятнее всего, поможет ухаживать за ребенком. Тем не менее, можно объяснить такую разницу в предпочтении партнера при приеме гормональных контрацептивов меньшими сексуальными ограничениями и стремлением женщины быть в паре (Roberts et al., 2008). Полученные результаты привели к рассуждениям на тему последствий выбора партнера на фоне приема оральных контрацептивов. Во-первых, у пар, совпадающих по генам гистосовместимости HLA, часто выявляют проблемы со способностью к оплодотворению. Во-вторых, с совпадением по HLA связывают привычное невынашивание (см. обзор у Beydoun and Saftlas, 2004). Совпадение партнеров по HLA также приводит к большей гомозиготности потомства, что может сказаться на его здоровье (Carrington et al., 1999; Penn et al., 2002). Кроме того, при отмене подобного вида контрацепции партнер может показаться женщине менее привлекательным, что может привести к распаду семьи (Vollrath и Milinski, 1995; Boero, 1996).

В другом исследовании, инициированном Roberts и др. (2008), 110 женщин и 97 мужчин генотипировали по тем же локусам, что и в исследовании Wedekind (A, B, DR). Женщин тестировали дважды: первый раз, когда женщины не принимали оральные контрацептивы, в поздней фолликулярной фазе, и второй раз 3 месяца спустя (примерно половина женщин начала принимать таблетки через 2 недели после первого тестирования, в начале нового цикла). Авторы не обнаружили ни влияния несхожести по MHC на предпочтение партнера в первом тесте, ни влияния схожести по MHC при тестировании женщин, принимающих таблетки.

Тем не менее, выявили статистически значимый сдвиг в сторону предпочтения более сходных по MHC мужчин у женщин после приема таблеток. Полученные результаты явились прямым подтверждением изменения в предпочтении партнера при приеме оральных контрацептивов. Также Roberts и др. обнаружили статистически значимое влияние нахождения в отношениях на момент проведения эксперимента на MHC-зависимые предпочтения: находящиеся в паре женщины предпочитали запах MHC-отличных мужчин, а одинокие женщины предпочитали MHC-сходных мужчин (от приема таблеток результат не зависел).

Были также проведены исследования по восприятию головным мозгом связанных с MHC запахов. Pause и др. (2006) обнаружили, что мозг быстрее и сильнее реагировал на запах MHC-сходного субъекта (независимо от его пола), из чего авторы сделали вывод, что избегание MHC-сходного партнера имеет гораздо большее биологическое значение, чем привлечение MHC-отличного партнера. Дополнительно, Milinski и Wedekind (2001) провели исследование корреляции выбора парфюмерии и MHC и обнаружили связь MHC с выбором парфюма субъектом для себя (но не для партнера). В свете полученных результатов, авторы пришли к заключению, что парфюмерия не подавляет, а усиливает запах тела человека, который его носит.

Все еще остается открытым вопрос, как MHC влияют на запах тела. Согласно первой гипотезе, молекулы MHC могут непосредственно влиять на запах тела, так как они были найдены в слюне, поте, моче и плазме (Wobst et al., 1998). Вторая версия состояла в том, что на запах влияют пептиды, которые презентируются молекулами MHC на поверхности клетки. Такие комплексы пептиды-MHC высвобождаются во внеклеточное пространство и попадают в выделяемые организмом жидкости.

Было обнаружено, что эти пептиды у мышей служат сенсорными раздражителями для чувствительных нейронов как органов обоняния (Spehr et al., 2006), так и вомероназального органа (главного органа, который реагирует на летучие феромоны и другие летучие ароматные вещества, слабо воспринимаемые обонянием) (Leinders-Zufall et al., 2004). Кроме того, в эксперименте на мышах выявили предпочтение самцов мыши к моче самок той же линии, в которой была растворена смесь пептидов отличающихся MHC (Spehr et al., 2006). Похожие результаты получили для колюшки (Milinski et al., 2005).

Возможно также, что молекулы MHC специфично связывают некоторые летучие вещества и переносят их к потовым и другим апокринным железам. Кроме того, молекулы MHC могут определять спектр симбиотических микроорганизмов, живущих на поверхности кожи, метаболиты которых могут сильно влиять на индивидуальный запах тела (Rennie et al., 1990, 1991).

Внешняя привлекательность. Внешняя привлекательность играет важную роль при выборе партнера у людей. В некоторых исследованиях показали, что привлекательность лица может зависеть как от схожести по MHC, так и от гетерозиготности MHC. Roberts и др. (2005b) обнаружили, что женщинам более привлекательными для длительных отношений показались лица мужчин, сходных с ними по MHC. Те же авторы (2005c) предположили, что гетерозиготность по MHC может отражаться в привлекательности лица. Исследователи показывали фотографии 92 мужчин 50 женщинам. Оказалось, что мужчины, которые были гетерозиготны по всем трем локусам, оценивались женщинами как более привлекательные, чем гомозиготные по одному или двум локусам.

При этом гетерозиготность не коррелировала с асимметрией лица, но влияла на здоровый вид кожи лица. В исследовании Lie и др. (2008) участвовало 77 мужчин и 77 женщин, которые оценивали по фотографии привлекательность субъекта противоположного пола. Уровень гетерозиготности по MHC, но не по другим генетическим маркерам (такой подход обеспечивает специфичность эффекта именно для локуса MHC), положительно коррелировал с привлекательностью лиц мужчин, но не лиц женщин (этот эффект можно объяснить использованием женщинами косметики).

Фактический выбор партнера. Чтобы определить, как схожесть по MHC влияет на фактический выбор партнера, а не просто на предпочтение, были проведены исследования женатых пар. Rosenberg и др. (1983) при исследовании 1017 пар, которых генотипировали по HLA-A и HLA-B для других генетических целей (напрмер, для транспантации), обнаружили, что у этих пар частоты встречаемости одинаковых аллелей были выше, чем ожидаемые. Тем не менее, в исследование взяли субъектов из разных этнических групп, что могло привести к неточному расчету ожидаемых частот (так как частоты вариантов HLA сильно отличаются между популяциями).

Так, в другом исследовании на 500 парах (представителях белой популяции) анализ локусов (A, B и DR) выявил случайное образование пар (Jin et al., 1995). Все эти и большинство других исследований были выполнены на популяциях, которые живут в развитых странах, и современный образ жизни мог завуалировать сигналы обоняния, а мобильность популяции могла повысить гетерогенность частот аллелей MHC. Напротив, популяция индейцев Амазонки практически нетронута цивилизацией, и при ее исследовании можно получить более правдивые результаты. Генотипирование локусов HLA-A и HLA-B у 194 пар (из 11 различных племен) не выявило отклонений частот в парах от произвольных (Hedrick and Black, 1997). Напротив, другое исследование 411 пар хуттеритов (высокоэндогамная религиозная община, в которой запрещено применение контрацепции) с серологическим анализом локусов MHC выявило более низкие частоты идентичных гаплотипов по MHC у пар, чем ожидалось (Ober et al., 1997).

Несколько иная стратегия была выбрана Garver-Apgar и др. (2006): авторы опросили 48 пар на предмет сексуальной и общей удовлетворенности в отношениях и  проанализировали у них локусы HLA-A, B и DR. Удовлетворенность женщин отрицательно коррелировала с количеством одинаковых с партнером аллелей MHC (результаты для их партнеров были такими же).  Количество связей вне пары среди женщин также отрицательно коррелировало со сходством по MHC с нынешним постоянным партнером. Причем эти женщины отмечали, что с прошлым постоянным партнером у них не возникало подобных отношений, что также говорит в пользу роли сходства по MHC. Для мужчин, сходных по MHC со своими партнершами, не наблюдали подобной взаимосвязи с наличием отношений вне пары.

Так же, как и при исследовании обонятельного предпочтения, изучение MHC в парах дало противоречивые результаты. В общем, этого следовало ожидать, так как локус MHC высоко полиморфен, и требуется проанализировать очень много пар, чтобы полученные результаты имели статистическую значимость. Кроме того, на фактический выбор партнера оказывает влияние множество психологических факторов (Buston и Emlen, 2003) и физических особенностей, которые оказывают независимое влияние на выбор партнера (Roberts и Little, 2008). Во всех подобных исследованиях сравнивают только полученные частоты с ожидаемыми и не обращают внимания на другие факторы. Из этих соображений, исследование, проведенное Garver-Apgar и др. (2006), может иметь гораздо большее значение, и требуется дальнейшее изучение истинной роли MHC в выборе партнера.

 В заключении важно отметить, что необходимо проведение дополнительных исследований MHC-опосредованного выбора партнера у людей, в которых нужно учитывать репродуктивный статус женщины, фазу менструального цикла и применение оральных контрацептивов. Также нужно принимать во внимание, что современный образ жизни мог повлиять на связанные с MHC предпочтения.

Так как обонятельное восприятие является основным звеном, опосредующим связанный с MHC выбор, применение химикатов и бактерицидных веществ, нейтрализующих и маскирующих неприятные запахи, может оказывать влияние на естественное выражение обонятельных предпочтений (хотя, как упоминалось выше, парфюмерная продукция скорее усиливает индивидуальный запах тела, чем маскирует его). Привлекательность лица, в частности, здоровый вид кожи лица (что свидетельствует о гетерозиготности) можно визуально создать косметикой, замаскировав недостатки, что делает невозможым «считывание» по лицу информации относительно гетерозиготности будущего партнера.

Понять природу MHC-опосредованного выбора партнера очень важно, так как это влияет на вероятность успешного зачатия и беременности, на здоровье будущего ребенка (которое определяется его гетерозиготностью) и, в конечном счете, на качество семейных отношений.

Пугачева И.В.
По материалам статьи Havlicek J, Roberts SC: «MHC-correlated mate choice in humans: a review.» Psychoneuroendocrinology 2009; 34(4):497-512.

Узнать стоимость анализа на гистосовместимость Вы можете здесь