С точки зрения плодовитости женщинам выгоднее всего овулировать один раз за цикл в молодости, и дважды — в зрелом возрасте. К такому выводу пришли ученые, собрав компьютерную модель из данных по нескольким популяциям.
По их подсчетам, наиболее успешными оказываются те, кто «переключился» с одиночной овуляции на двойную в районе 25 лет. В более позднем возрасте из двух эмбрионов чаще всего выживает только один, и это повышает плодовитость женщины. В редких же случаях эта стратегия дает «сбой» — тогда на свет появляются разнояйцевые близнецы. Работа опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution.
Считается, что каждый месяц у половозрелой женщины овулирует одна яйцеклетка, и поэтому, если женщина беременеет, на свет чаще всего появляется один ребенок. Однако иногда это правило нарушается, и рождаются разнояйцевые близнецы — продукт параллельной овуляции двух яйцеклеток, оплодотворенных разными сперматозоидами. Известно, что это свойство — нарушать правило «одна яйцеклетка на цикл» — наследуется. Поэтому можно предположить, что за ним стоит какой-то конкретный механизм, который, вероятно, дает матери определенное преимущество.
Для объяснения этого феномена придумали гипотезу страховки: женщине может быть выгодно, чтобы созревали сразу несколько яйцеклеток, потому что в матке приживаются не все оплодотворенные эмбрионы. Следовательно, чем больше яйцеклеток овулирует, тем выше у женщины шанс забеременеть, а вместе с тем выше ее плодовитость — эволюционная выгода налицо.
Но у такой стратегии есть и побочный эффект: иногда двойная овуляция все же приводит к рождению близнецов. А это само по себе небезопасно: когда в матке вместо одного плода оказываются два, растет риск преждевременных родов, а дети часто рождаются более слабыми, чем одиночки. Это значит, что они чаще погибают в младенчестве, и женщина теряет эволюционную выгоду. Тем не менее, согласно статистике, матери близнецов более плодовиты, чем женщины, у которых близнецы никогда не рождались.
В качестве разрешения этих противоречий группа исследователей под руководством Джозефа Томкинса (Joseph Tomkins) из Университета Западной Австралии выдвинула предположение, согласно которому организм женщины способен регулировать количество овулирующих за раз яйцеклеток. Исследователи обратили внимание на то, что частота рождения разнояйцевых близнецов меняется в зависимости от возраста матери: сначала растет, а затем падает. Поэтому они предположили, что женщине может быть выгодно менять число овулирующих яйцеклеток, чтобы приспособиться к возрастным изменениям: чем она старше, тем меньше шансов, что ребенок приживется в матке, и тем двойная овуляция выгоднее.
Чтобы проверить свою гипотезу, авторы работы должны были подтвердить, что с возрастом частота двойной овуляции растет на фоне снижения рождаемости. Они собрали демографические данные по разным популяциям из Европы, Азии, США и Африки. Но поскольку напрямую измерить число яйцеклеток невозможно, исследователям пришлось рассчитывать частоту двойной овуляции по косвенным признакам — количеству рождающихся близнецов и количеству приживающихся зародышей. Вслед за этим исследователи обнаружили, что лучше всего объяснить частоту рождения близнецов позволяет модель, согласно которой женщины переходят со временем от одинарной овуляции к двойной. При этом время этого перехода может быть разным: у японок, по подсчетам автором работы, он должен происходить примерно в 46 лет, а у нигериек — в 33.
Второе предсказание, которое следует из выдвинутой авторами гипотезы и нуждается в проверке, состоит в том, что переключение овуляции должно приносить выгоду. Следовательно, плодовитость у «переключившихся» женщин должна быть выше, чем у тех, у кого всю жизнь овулирует строго одна или строго две яйцеклетки. Подсчитать это естественным путем невозможно, поэтому исследователи снова обратились к моделированию. Они собрали данные из нескольких популяций (потому что ни одна в отдельности не изучена настолько хорошо) о том, как часто зародыши гибнут на разных стадиях развития, как часто гибнут матери в зависимости от количества детей, сколько детей доживает до 15 лет и сколько времени проходит у матерей между успешными овуляторными циклами.
Симуляция показала, что наиболее выигрышная стратегия — которая приводит к появлению максимального числа детей — это переключаться на двойную овуляцию около 25 лет. Пока женщина моложе, двойная овуляция невыгодна — зародыши приживаются и так, зато есть шанс потерять обоих близнецов. Когда женщина старше, одиночная овуляция невыгодна — низкий шанс забеременеть, и из двойни чаще приживается только один.
В такой ситуации получается, что рождение разнояйцевых близнецов — побочный эффект, сбой стратегии, которая предполагает, что каждый раз рождаться должен только один. Но если это верно, то женщины с двойной овуляцией, которые умеют избегать рождения близнецов — например, если один из них будет рассасываться во время беременности — окажутся в выигрыше. И действительно: когда ученые добавили в свою симуляцию условие, согласно которому женщины с двойной овуляцией всегда рожают только одного ребенка, такие женщины оказались более плодовитыми.
Таким образом, авторы работы выстроили следующую картину: с точки зрения эволюционного преимущества женщинам выгодно всегда рожать детей по одному. И если в начале полового созревания вероятность забеременеть высока, но с возрастом она снижается, и женщинам приходится прибегать к двойной овуляции, в надежде, что оба эмбриона одновременно не приживутся. Регулировать это, по мнению исследователей, может гипофиз, который посылает гормональные сигналы к половым железам, «ориентируясь» (пока неизвестно, впрочем, как именно) на состоянии и возраст матери. Поэтому близнецы чаще появляются на свет в поздних (по счету) беременностях, и такие женщины оказываются более плодовитыми, чем те, у кого близнецов не было. И этот же принцип, по мнению авторов, может объяснить рост частоты рождения близнецов в развитых странах — женщины там начинают планировать семьи позже, в то время, когда уже переключились на двойную овуляцию, а стратегия избавления от одного из зародышей то и дело дает сбой.
Автор: Полина Лосева