Козырьком назад

Сами того не зная, мои слушатели соприкасались в этот момент с важным научным вопросом, который интриговал науку со времен Джона Гаунта – скромного лондонского торговца, который на досуге увлекался сбором данных о рождениях и смертях и в результате стал основателем всей современной демографии. В 1662 году он опубликовал книгу «Житейские и политические размышления над данными о смертности», в которой впервые упомянул тот странный факт, что мальчики рождаются чаще, чем девочки (хотя затем смертность среди мужчин выше и поэтому соотношение полов во взрослом населении становится примерно равным).

С тех пор ученые и чешут в затылках, пытаясь объяснить эту загадку. Как пишут в своей недавней статье в журнале PNAS Стивен Орзак и его коллеги из Бостона и Оксфода (S.H. Orzack et al. «Тhe human sex ratio from conception to birth»), чаще всего отмеченный Гаунтом факт объясняют тем, что уже при зачатии мужских зародышей больше, чем женских. И значительно реже встречаются утверждения, что девочек при зачатии больше, чем мальчиков, но женские зародыши так часто погибают во время беременности, что ко времени родов начальное соотношение переворачивается.

Проанализировав оба эти мнения, Орзак и его коллеги пришли к выводу, что оба они не имеют достаточно надежного научного основания, поскольку соотношение полов при зачатии никто на самом деле не изучал, удовлетворялись аппроксимациями. Поэтому группа Орзака поставила перед собой задачу восполнить эту лакуну. Используя различные косвенные методы, авторы собрали самые точные и полные за все время данные о зародышах, начиная с возраста 3-6 дней и до родов, и пришли к следующему выводу: на самом деле соотношение полов при зачатии 50:50; затем, на протяжении первого триместра беременности, смертность среди мужских зародышей больше, чем среди женских, но во втором триместре смертность среди женских зародышей много выше, так что в целом женская смертность за время беременности превосходит убыль мужских зародышей, что и ведет к преобладанию мальчиков среди новорожденных.

Замечательный вывод. Из тех, которые, решая один вопрос, немедленно ставят другой: В самом деле, теперь мы строго научно уверены, что никакой «козырьком назад» нам не поможет: соотношение зародышей при зачатии будет 50 на 50, как это определяется нашими половыми хромосомами. Их у нас две – женская Х и мужская Y, а их набор у женщин – XX, у мужчин ХY, так что при зачатии встретиться могут либо Х с Y (что дает мужской зародыш) либо Х с Х (что дает женский зародыш), третьего не дано. Судя по результату группы Орзака, никакой другой фактор в эту святая святых не вторгается и на распределении полов при зачатии не вмешивается.

Так что преобладание мальчиков среди новорожденных объясняется единственно высокой смертностью женских зародышей. Вот тут-то и возникает следующий вопрос: а чем объясняется эта повышенная смертность? И шире - какие факторы вообще могут влиять на судьбу зародыша того или иного пола?

Увы, существующие данные не дают пока возможности однозначно ответить на эти вопросы.  С одной стороны, есть намеки на влияние стрессовых ситуаций: во времена разгула терроризма или экономического кризиса вроде бы замечено преобладание рождающихся девочек. Это пытаются объяснить тем, что стресс будто бы повышает уровень материнского гормона тестостерона (хотя это мужской половой гормон, он в небольших количествах вырабатывается и в организме женщин), а это – опять же «будто бы» - отрицательно влияет на выживание именно мужских зародышей.

Такая причинная связь вроде бы подтверждается увеличением числа рождающихся девочек в условиях, когда в организм матери попадают вещества, нарушающие нормальный уровень гормонов. А разное влияние всех этих факторов на зародыши разного пола пытаются, в свою очередь, объяснить тем, что гормоны влияют на образование плаценты, через которую зародыш питается все время беременности, а плацента, мол, у зародышей разного пола образуется несколько по-разному.

Все это - хороший пример гадания на кофейной гуще, потому что другие данные – опять же «вроде бы» - указывают на то, что во время войны или длительной засухи мальчиков рождается больше, чем девочек, - хотя война или засуха несомненно проходят по тому же разряду стресса, что терроризм или кризис. Поэтому другие исследователи предполагают, что главное влияние на выживание зародышей того или иного пола оказывает диета матери перед беременностью. Но и здесь данные противоречивы. Изучение млекопитающих и грызунов показывает, что упитанные мамаши рожают больше мальчиков, но аналогичные исследования у людей говорят, что больше мальчиков рожают не только мамы, потреблявшие перед беременностью высококалорийную пищу, но и те, чья беременность пришлась на голодные времена!

Самые неожиданные в этом плане данные принесло недавнее исследование группы канадских ученых во главе с д-ром Равви Ретнакараном. Оно показало явную связь между полом родившегося ребенка и давлением крови у исследованных матерей до беременности. В обследованной группе 1411 недавно вышедших замуж китайских женщин родилось 739 мальчиков и 672 девочки. В первой подгруппе систолическое давление крови примерно за 26 недель до начала беременности было (в среднем) 106, а во второй – 103.3 (при одинаковости таких факторов, как возраст, образование, курение, уровень холестерола и глюкозы).

Эта связь становится все более выраженной по мере роста систолического давления перед беременностью, и при давлении 123 число родившихся мальчиков было в целых полтора раза больше числа родившихся девочек. Интересно, что давление крови во время беременности у будущих матерей мальчиков и девочек практически не различалось. Единственное возможное объяснение этих результатов сводится к тому, что слегка повышенное давление крови незадолго перед началом беременности является не столько причиной, сколько неким параметром, указывающим на такое физиологическое состояние организма будущей матери, которое делает выживание мужского зародыша более вероятным. Но даже такое туманное объяснение звучит неубедительно, потому что во всей группе не было ни одного выкидыша. Скорее, правы те скептики, которые считают, что эти результаты следует проверить на более широкой и разнообразной выборке.

Следовательно, мы остаемся с пустыми руками. И вынуждены признать, что загадка Гаунта так и не нашла пока никакого убедительного решения.    

*******************************************************************

                              Как Санта-Клаус ко всем поспевает?

В одну и ту же предрождественскую ночь Санта-Клаус поспевает разнести подарки всем детям в Северной Европе и Северной Америке. При этом он еще, говорят, спускается по печной или каминной трубе, да так, что его никто не слышит, не видит и не замечает. И так из года в год, из столетия в столетие, не ленясь и не старясь!

Поразительная история.

Маленькая англичанка Кэти Шин когда-то так заинтересовалась этими подвигами Санта-Клауса, что в конце концов написала ему письмо. Мол, так и так, дорогой дедушка, я долго думала, но так и не сумела угадать, почему ты не стареешь. Ответь, пожалуйста. Письмо это она положила под елку, а на следующее утро нашла там ответ. Крупными буквами было написано: «Это все волшебство».

Кэти не поверила этому объяснению. Она решила, что когда вырастет, то станет ученым и разгадает секреты Санта-Клауса. Поэтому после школы она поступила в университет и конечно же на физическое отделение. И спустя 26 лет, будучи уже доктором наук в университете английского города Эксетера, она решила в предрождественскую ночь 2016 года рассказать таким же любознательным детям, какой она сама была когда-то, чем «на самом деле» объясняются поразительные способности Санта-Клауса.

Они объясняются очень просто, если принять, что Санта-Клаус подчиняется законам теории относительности Эйнштейна. Для этого он должен двигаться на своих санях с огромной скоростью. А двигаясь с такой скоростью, он – согласно этим законам – обязательно сократится в размерах. Настолько сократится, что сможет свободно проскользнуть через трубу, положить подарок и выскользнуть наружу. Главное в этом фокусе – не задерживаться в трубе даже на долю секунды. Если задержаться, сразу же вернешься к нормальным размерам и застрянешь в трубе, пока трубочисты не вытащат.

Из-за той же своей скорости старенький Санта больше не стареет. Ведь по законам, которые открыл Эйнштейн, время в движущихся с огромной скоростью санях замедляется относительно нашего времени. Нам кажется, что уже прошел год и настала следующая предрождественская ночь, а для дедушки Санта-Клауса прошла может быть секунда. Ну, от силы полторы. А кто этому не верит, пусть посмотрит на его фотографии, сделанные, скажем, сто лет назад и в прошлом году. Правда, он нисколько не изменился? Вот что значит быстро двигаться!

И, кстати, поскольку он так быстро движется, он и поспевает раздать подарки на всей подведомственной ему территории. Конечно, детей на этой территории становится с каждым годом все больше, но Санта-Клаус учитывает это заранее. Он считает, сколько адресов ему предстоит посетить в эту ночь и на каком они расстоянии друг от друга. И когда он узнает таким образом, какой путь ему предстоит, он может поделить этот путь на число имеющихся в его распоряжении часов (разумеется, с учетом часовых поясов, а как же!) и это покажет ему, с какой скоростью он должен лететь в своих санях. Доктор Шин проделала этот расчет и у нее получилось, что в конце 2016 года Санта-Клаус должен лететь на скорости 10 миллионов километров в час. И тогда он успеет раздать все подарки.

Но эта скорость даст ему еще кое-какие замечательные возможности. Обращали ли вы внимание, что когда поезд проносится мимо перрона, на котором вы стоите, его гудок меняет частоту – он становится все выше и выше. Это называется эффект Доплера. Наверное, Санта-Клаус знал об этом явлении еще раньше самого Доплера, потому что когда он несется с этой своей скоростью 10 миллионов километров в час, звук его саней меняет свою частоту настолько, что становится уже неслышным человеческому уху. Ведь человеческое ухо воспринимает звуки только в определенном интервале частот. И в результате никто не слышит ни приближения Санта-Клауса, ни его поздравления, ни звука, с которым подарок ложится под елку.

Но мало этого. Ведь свет, как знает каждый ребенок, - это тоже волны с определенной частотой. Самая маленькая частота – у красного цвета, самая большая у фиолетового. И поэтому, когда дедушка Санта приближается к детям на своих санях, сам он – тоже по закону Доплера – меняет частоту своего цвета. Эта частота растет и растет. Поэтому он из красного становится голубым, потом синим, потом фиолетовым, а потом такого цвета, который уже вообще не воспринимается нашим глазом. И тогда он становится совсем невидимым!  

Вот оно, простое физическое объяснение всех санта-клаусовых чудес, - говорит Кэти Шин. Впрочем, нет – одна загадка все-таки осталась: как он разгоняется до такой скорости? Но надо думать, что физика, которая так успешно объяснила все остальное, наверняка сумеет со временем объяснить и это… 

Рафаил Нудельман

"Окна", 20.4.2017