При этом сумчатым и плацентарным свойственно не только живорождение, но и выкармливание потомства молоком. Яйцекладущие однопроходные тоже выкармливают своих детенышей молоком, значит, живорождение должно было возникнуть позже, чем выкармливание детенышей молоком. Возможно, именно сочетание живорождения с выкармливанием молоком, встречающееся в природе только у млекопитающих, оказалось для них выигрышной комбинацией. Но эта комбинация возложила на женский пол особое бремя, ведь именно мать отвечает и за вынашивание, и за кормление потомства, отец мало чем может ей помочь.
Но прежде чем заняться причинами появления живорождения, нужно для начала разобраться в происхождении матки, в которой и начинается наша жизнь. У большинства рыб, амфибий, рептилий и птиц, в отличие от большинства млекопитающих, матки нет, а есть только яйцеводы, по которым яйца выходят из материнского организма наружу. У однопроходных млекопитающих нижняя часть каждого яйцевода расширена, образуя структуру, которую иногда называют маткой, но настоящая, развитая матка свойственна лишь сумчатым и плацентарным.
Как и большинство других систем органов, женская половая система любого млекопитающего состоит из двух половин, в первом приближении представляющих собой зеркальные отражения друг друга. Как в левой, так и в правой половине имеется яйцевод (по которому яйцеклетки выходят из яичника), матка и влагалище. Поначалу правая и левая половины женской половой системы развиваются отдельно, но затем могут в разной степени сливаться друг с другом. Так, у всех плацентарных млекопитающих левая и правая влагалищные трубки сливаются, образуя одно влагалище, расположенное по центру. У сумчатых картина иная: у них сохраняются левое и правое влагалища, между которыми проходит особый родовой канал.
Остальные структуры женских половых путей млекопитающих обычно разделены на две обособленные части. У сумчатых и большинства плацентарных матка состоит из правой и левой камер, каждая из которых соединена с собственным яйцеводом. Такая двойная («двурогая») матка имеется и у самых крупных плацентарных млекопитающих: носорогов, слонов и китов. И лишь немногим плацентарным свойственна исключительная структура – однокамерная матка, не разделенная на две камеры и расположенная по центру. Именно так устроена матка высших приматов (обезьян и человека), а также ленивцев, броненосцев и некоторых летучих мышей. При этом у всех низших приматов (лемуров, лори и долгопятов) сохраняется двухкамерная матка, как и у большинства других млекопитающих. Следовательно, однокамерная матка высших приматов являет собой эволюционное новшество, возникшее у их общего предка около 40 млн лет назад.
У женщин матка обычно однокамерная, ведь человек тоже происходит от общего предка всех высших приматов. Представления об эволюции этого органа имеют большое значение для медицины в связи с нарушениями, которые иногда происходят в его развитии. На первых этапах половая система развивается у человека по той же схеме, по которой развивалась у древних млекопитающих, и изредка случается так, что она сохраняет древнее строение и две ее половины так до конца и не сливаются друг с другом. Двухкамерная матка встречается у людей редко – у одной из 3000 женщин. Влагалище при этом обычно тоже остается двойным. Примечательно, что у некоторых женщин с двурогой маткой беременность может протекать почти нормально, причем в редких случаях в каждой камере успешно развивается по младенцу, но чаще у таких женщин при беременности наблюдаются осложнения, в частности, преждевременные роды.
Раз однокамерная матка имеется лишь у немногих млекопитающих, к ее возникновению должно было привести какое-то особое давление отбора. По-видимому, появление такой матки у высших приматов связано с их приспособленностью к рождению единственного детеныша. Так, у всех высших приматов имеется лишь одна пара сосков (в главе 6 мы обсудим это подробнее), а млекопитающим обычно свойственно столько пар сосков, сколько детенышей в среднем рождается в одном помете. Что касается других млекопитающих, имеющих однокамерную матку, у ленивцев тоже рождается только один детеныш, но броненосцы на первый взгляд нарушают общее правило: несмотря на однокамерную матку, детенышей у них в помете обычно несколько. Но здесь эволюционная история приняла причудливый оборот: у броненосцев все детеныши одного помета представляют собой клоны, возникающие за счет неоднократного деления одной оплодотворенной яйцеклетки, а это значит, что общий предок всех броненосцев был, несомненно, приспособлен к рождению единственного детеныша. Необычный механизм клонирования, по-видимому, развился лишь впоследствии, под действием отбора в пользу многочисленного потомства и более высокой скорости размножения. Появление у наших предков однокамерной матки наверняка отчасти связано с их приспособленностью к рождению единственного детеныша, но никак не только с ней. Хотя у некоторых низших приматов и рождается от двух до четырех детенышей в каждом помете, у большинства детеныш только один, и у многих имеется лишь одна пара сосков. Кроме того, существует и немало других млекопитающих, рождающих единственного детеныша и имеющих одну пару сосков, но обычно сохраняющих двухкамерную матку.
Чтобы по-настоящему разобраться в эволюционных процессах, которые привели к появлению однокамерной матки, нужно обратиться к их промежуточным стадиям. Хотя среди современных приматов таких стадий не встречается, у некоторых летучих мышей они сохранились. Существенно, что у всех летучих мышей, у которых из исходной двухкамерной матки возникла однокамерная или имеющая промежуточное строение, рождается только один детеныш и есть только одна пара сосков, так что связь между однокамерной маткой и одним детенышем налицо и в данном случае. При этом у разных видов летучих мышей наблюдаются разные варианты промежуточного строения матки. У некоторых одна из камер лишь слегка увеличена относительно другой, у некоторых – существенно превышает ее по размеру. Эта изменчивость заставляет предположить, что и у обезьян, ленивцев и броненосцев однокамерная матка могла возникнуть за счет разрастания одной камеры и редукции другой, а не за счет слияния исходных двух камер по средней линии. Но на один вопрос мы пока так и не ответили: почему у многих млекопитающих, рождающих только одного детеныша и имеющих одну пару сосков, все же сохраняется двухкамерная матка?
Беременность у млекопитающих начинается с зачатия – оплодотворения яйцеклетки единственным сперматозоидом, которое происходит в глубине яйцевода, в так называемой ампуле – слегка расширенной его части. Затем развивающийся из оплодотворенной яйцеклетки крошечный эмбрион перемещается по яйцеводу в сторону матки, а его клетки неоднократно делятся. К тому времени, когда он достигает полости матки, он превращается в полый шарик, состоящий примерно из сотни клеток, – так называемую бластоцисту. Несмотря на активное деление клеток, общие размеры зародыша остаются неизменными, потому что питательные вещества из организма матери не поступают к нему до тех пор, пока не происходит имплантация – присоединение зародыша к внутренней оболочке матки. Вначале наружный слой бластоцисты – трофобласт – прикрепляется к стенке матки, а затем начинает проникать в глубь ее. Так начинает развиваться плацента. У большинства млекопитающих, в том числе у приматов, бластоциста при этом остается на поверхности внутренней оболочки матки, но у больших человекообразных обезьян и человека бластоциста погружается в стенку матки и в итоге оказывается заключенной в небольшую полость. Такая погружная имплантация свойственна лишь немногим млекопитающим. Ученые точно не знают, почему она происходит. Возможно, погружение в стенку матки дает бластоцисте дополнительную защиту и ускоряет развитие плаценты.
