Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии - Алексенко Алексей

Мы, конечно, не ученые-бактерии, и жесткое разделение на два пола, сколь бы нетипичным оно ни было в масштабах биосферы, нас завораживает. Однако я бы предположил, что рано или поздно наши одноклеточные безъядерные коллеги тоже заметили бы эту проблему. Дело в том, что идея как-то «поделиться на группы в связи с обменом генами» слишком уж широко распространена среди живых существ, чтобы быть простой случайностью. Даже сами кишечные палочки не избежали этой участи: или ты F+, и тогда изволь домогаться других со своим пилем, или, если F-фактора нет, терпи. А уж у остальных живых существ все еще запутаннее.

Так в нашей истории появляются самцы и самки.

Чем отличаются самцы от самок? Совершенно нелепый на первый взгляд вопрос. Но уже на второй взгляд – вполне нормальный вопрос из тех, что зануды-ученые все время задают сами себе, чтобы самим же на них и отвечать.

Нет, ну правда же. Собаки делятся на самцов и самок, и вороны делятся на самцов и самок. Откуда вы знаете, что те самки и эти самки – одно и то же? А вдруг всё наоборот: самцы ворон как-то мистически соответствуют самкам собак? С точки зрения хромосом, кстати, все так и есть: самка собаки и самец вороны имеют две одинаковые половые хромосомы, а самец собаки и самка вороны – две разные. Никаких внешних половых признаков к вороне (в отличие от собаки) не привешено, зато самца вороны часто можно отличить по массивному клюву, но у собаки-то клюва вообще не бывает. Конечно, самка собаки рожает щенков, а самка вороны сносит яйцо, но эти два процесса не так уж похожи. Далее, самка вороны высиживает яйцо. Пингвин тоже высиживает яйца, но это делает как раз самец. Лягушки и вовсе никого не высиживают, а мечут икру и потом нередко носят ее с собой – во рту или обмотав лапы икряными нитями, но опять же сплошь и рядом мечут одни (самки), а носят другие (самцы). В общем, дикая путаница. Я уж не буду тут говорить про самцов и самок у елки или облепихи, потому что про растения так не говорят, а употребляют слова «мужская особь» или «женская особь». Как будто это решение проблемы!

И все же почему-то у биологов никогда не бывает никаких споров о том, кто самец, а кто самка. Можно заподозрить, что это у них интуитивное, потому что они и сами бывают самцами или самками и просто узнают своих. Но ученые ни за что не признаются в такой иррациональности, поэтому вот вам их ответ: «Самцы – это те, кто производит мелкие и подвижные половые клетки. А самки – те, у кого половые клетки крупные и инертные». Такой ответ кого-то может удовлетворить, но возразить на это мог бы, к примеру, самец одного из видов плодовой мушки, у которой мужские половые клетки не только больше женских, но и раз в тридцать превосходят по длине саму злосчастную мушку. Огромный хвост этого спермия в яйцеклетку не попадает, однако сохраняется все то время, пока она превращается в личинку. Его остатки выходят из личинки наружу уже после того, как она вылупляется из яйца.

Может быть, сами самцы меньше и подвижнее? Сплошь и рядом так и есть, вплоть до курьезных случаев несоответствия размеров. У глубоководной рыбы-удильщика самец раз в десять меньше самки, так что биологи даже не сразу признали его представителем того же вида. У многощетинкового червя бонеллии из славного подкласса эхиур разница в размерах еще серьезнее – в двести раз. Но с другой стороны, с таким определением поспорит морской слон – среди этих животных принято, чтобы мужчина был раза в три тяжелее своей дамы, – и к нему присоединится наша близкая родственница горилла. Да и у нас самих характеристика «маленький, но пылкий» не общее описание всех мужчин, а скорее указание на забавный курьез.

Есть еще одно очень изысканное определение: «Мужской пол – это тот, который не передает потомству свои митохондрии». О том, при чем тут эти загадочные митохондрии, речь у нас пойдет позже, но сейчас отметим, что это определение тоже хромает. Да, среди хорошо описанных организмов митохондрии действительно передаются потомству по женской линии. Но когда обнаруживается исключение – к примеру, у вечнозеленой секвойи и митохондрии, и хлоропласты вроде бы передаются потомкам от папы, – в этом нет большой сенсации. Никто не станет из-за этого переименовывать мужской пол в женский и наоборот. Такой подход напоминает критерии американского судьи Поттера Стюарта (1915–1985), определявшего, что такое порнография: «Я узнаю, когда вижу это». Так и биологи: всем ясно, кто такие самки, а кто самцы, и, хотя каждому возможному определению противоречат сонмы исключений, по совокупности спорить оказывается не о чем.

На самом деле сонмы исключений могут быть гораздо интереснее правил. Тем, кто с этим согласен, я бы посоветовал прочитать книгу Оливии Джадсон (род. 1970) "Sex Advice to All Creation" (в русском переводе – «Каждой твари – по паре»). Лирический герой книги, секс-консультант доктор Татьяна, разбирает всякие сложные сексуальные случаи у разнообразных земных организмов, и к концу книги у нормального человека возникает смутное ощущение, что все попытки охватить умом этот лупанарий обречены на провал, и вообще непонятно, зачем бедные эволюционисты тратили на проблему секса свое драгоценное время. Даже не пытайтесь что-то обобщить: просто читайте и изумляйтесь разнообразию жизни. Я и сам залез в эту книгу буквально пять минут назад, когда пытался вспомнить название бонеллии.

Но представьте себе, в каком сложном положении оказывается автор этих строк. Ему надо разобраться, почему вообще бывают самцы и самки, но, как ни определяй этих самцов и самок, в природе непременно найдется совершенно издевательский контрпример. Наверное, придется нам опять все упрощать и вместо живых, пушистых, склизких, юрких, кусачих, так и лезущих из-под земли где не надо реальных существ рассматривать абстрактные мешки с генами.

Итак, двум мешкам с генами зачем-то понадобилось эти гены перемешать и разделить по-новому. Предположим, им это действительно необходимо, хотя предыдущие десять глав так и не дали ясного ответа, зачем именно. Для этого двум мешкам придется найти друг друга и слиться. Затем этот общий мешок поделится, причем в нем должен быть необходимый детишкам запас питательных веществ, который сложится из суммы двух мешков.

Внимание, сейчас будет математика для восьмого класса. Примем за единицу то общее количество питательных веществ, которое потребуется детишкам. Если один родитель сделает вклад а, второму останется внести 1 – а, где а – все что угодно от 0 до 1. Но, кроме экономических проблем молодой семьи, у этих будущих папы и мамы есть еще одна нерешенная задача: вообще найти друг друга в пространстве. Ясно, что, если сидеть на месте, не встретишь никого. Не слишком глупо предположить, что вероятность найти свою половинку пропорциональна скорости, с которой будешь двигаться. Та же картина и у второго партнера, а поскольку мы еще не научились их различать, все должно быть симметрично: наверное, вероятность встречи пропорциональна произведению скоростей. Наконец, скорость явно будет больше у того, кто мелкий и юркий. Возможно, мы не слишком ошибемся, если примем, что скорость движения обратно пропорциональна размеру: стало быть, у одного партнера это 1/а, у другого 1/(1 – а).

Вот мы с грехом пополам получили формулу: вероятность встречи пропорциональна 1/а(1 – а). Вопрос: при каком а эта вероятность максимальна? Умный школьник берет производную, школьник потупее строит график по точкам, перебирая разные а от 0 до 1. Результат будет такой: ровно посередине интервала, когда а = ½, вероятность встретить партнера минимальна. А вот на краях интервала, вблизи значений 0 и 1, график взмывает вверх. Итак, мы получили ответ: самый лучший результат будет у той пары, где один из партнеров как можно меньше и подвижнее, зато второй вносит как можно больший вклад в совместный родительский капитал. Вариант равноправия заведомо проигрышный. В идеальном мире один партнер сидит у окошка в ожидании суженого, а дождавшись, рожает и воспитывает общих детей. Второй партнер шныряет туда-сюда в поисках приключений и в житейском плане абсолютно бесполезен. Так школьная математика закладывает теоретическую основу для гендерного неравноправия.