Учёные опровергли бинарное деление органов на мужские и женские

Гены с половой специфичностью и индексы экспрессии генов с половой специфичностью для данных из тканей человека. Автор: eLife (2025). DOI: 10.7554/elife.99602.4

Биологический пол обычно описывают в простых бинарных терминах: мужской или женский. Это хорошо работает для половых клеток (сперматозоиды против яйцеклеток), но для других органов тела такая классификация мало полезна.

Новое исследование Института эволюционной биологии Макса Планка в Плёне и Передового инновационного центра биомедицины Пекинского университета (Китай) показывает, что наши органы образуют мозаику полоспецифичных характеристик — вдали от строгого разделения на мужские и женские.

Исследование демонстрирует, что во многих органах полоспецифичные паттерны сильно перекрываются. Только яички и яичники чётко различимы. Все остальные органы показывают мозаичные комбинации мужских и женских характеристик.

Гены с половой специфичностью наиболее ярко выражены в половых органах. Но в других органах картина более сложная. У мышей большие различия показывают почки и печень, а у людей — жировая ткань. Напротив, мозг демонстрирует лишь минимальные различия у обоих видов — что согласуется с предыдущими исследованиями структуры человеческого мозга.

Чтобы охватить это разнообразие, исследователи разработали Индекс половой специфичности (SBI). Этот индекс суммирует активность всех мужских и женских специфичных генов в органе в единое значение. В то время как индекс показывает чёткое разделение в половых органах, в других органах значения часто настолько близки, что мужчин и женщин невозможно надёжно различить.

Например, сердце мужчины может быть более «женственным», чем у некоторых женщин. Даже внутри одного человека органы могут различаться — сердце более женственное, печень более мужская. Это создаёт мозаику половых характеристик, которая противоречит идее чёткого бинарного разделения.

Эволюционная динамика: почему различия так быстро меняются

Исследование, опубликованное в eLife, также показывает, что полоспецифичная активность генов в органах эволюционирует очень быстро — гораздо быстрее, чем гены, активные у обоих полов одинаково. Даже между видами мышей, которые разделились менее 2 миллионов лет назад, большинство генов потеряли или даже сменили свою полоспецифичную роль.

В результате при сравнении людей и мышей лишь очень немногие гены сохраняют консервированную полоспецифичную активность. Это также означает, что мышиные модели имеют очень ограниченную полезность при применении к полоспецифичной медицине у людей.

Исследователи также обнаружили, что гены с половой специфичностью часто встречаются в «модулях», которые регулируются вместе. Эволюция поэтому изменяет половые различия не путём изменения отдельных генов, а путём перестройки целых сетей. Движущей силой здесь является половой отбор — продолжающийся эволюционный конфликт между интересами мужских и женских особей. Этот конфликт никогда не может быть полностью разрешён, поскольку каждое приспособление создаёт новые контрасты.

При применении к человеческим тканям метод выявляет чёткую закономерность: заметно меньше генов с половой специфичностью, чем у мышей, и ещё более сильное перекрытие между мужчинами и женщинами. У нашего вида различия поэтому слабее, что дополнительно подрывает идею строгой бинарной классификации.

Исследование приходит к выводу, что хотя половые органы демонстрируют чёткий бинарный паттерн, большинство других тканей показывают континуум полоспецифичной активности генов — динамический спектр, который варьируется как между видами, так и между индивидуумами.

Пол поэтому не является жёстким и чётко определённым, а формируется эволюцией, перекрытиями и индивидуальными различиями. Вместо того чтобы классифицировать тело строго как мужское или женское на основе молекулярных особенностей, его следует понимать как сложную мозаику.

Больше информации: Chen Xie et al, Fast evolutionary turnover and overlapping variances of sex-biased gene expression patterns defy a simple binary sex classification of somatic tissues, eLife (2025). DOI: 10.7554/elife.99602.4

Источник: Max Planck Society