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

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.

Если бы все в науке было так просто и наглядно, ею занимались бы даже смекалистые шимпанзе. Проблема нашей формулы не только в том, что при ее выводе мы сделали пару-тройку необоснованных натяжек. То есть мы их, конечно, сделали, но более строгая математика дает сходный результат. Такую математику лет двадцать назад предложил биолог по имени Дэвид Дюзенбери, и его вывод не отличается от нашего, дилетантского. Он буквально изложен в названии его статьи: «Отбор на высокую вероятность встречи объясняет эволюцию анизогамии при разумных предположениях о зависимости скорости и продолжительности плавания от размера». Анизогамия, кстати, – это как раз такая ситуация, когда два мешка с генами, вздумавшие эти гены перетасовать, специализируются в своих стратегиях, то есть делятся на два пола.

Проблема не в том, что мы рассматривали тут несуществующих мешкообразных молодоженов, а в реальном мире описанная ситуация – когда два организма объединяют свои капиталы, а потом делят их между потомками – встречается не так уж часто. При всем разнообразии реальных ситуаций у подавляющего большинства земных организмов репродуктивное поведение самцов и самок действительно различается, и при желании эти различия можно описывать в предложенных терминах: кто-то больше вкладывает, а кто-то больше суетится.

Настоящая проблема этих рассуждений в другом. Процитируем собственную фразу двумя абзацами выше: «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». Подвох кроется в первых словах фразы: «В идеальном мире». В седьмой главе мы толковали о том, почему естественный отбор, вообще говоря, совершенно не рассчитан на то, чтобы достигать идеала. Он, как было тогда сказано, действует «дифференциально» – не знает, в чем отдаленная цель, а просто благоволит тем генам, которые способны обеспечить в следующем поколении чуть более высокую вероятность выживания… для самих себя. Поэтому, если вам кажется, что какое-то устройство жизни было бы очень логичным и удобным для всех, вам придется выяснить, каким путем жизнь могла бы достичь такого устройства.

Ну что же, посмотрим, как природа постепенно нащупывала разные способы разделить свои творения на два пола.

БИБЛИОГРАФИЯ

Марков А. Самцы и самки меняются ролями при смене погоды. См.: https://elementy.ru/novosti_nauki/431958/Samtsy_i_samki_menyayutsya_rolyami_pri_smene_pogody

Birky C. W. Jr. Uniparental Inheritance of Organelle Genes. Current Biology: CB. 2008. 18(16): R692–5.

Cassini M. H. Sexual Size Dimorphism and Sexual Selection in Primates. Mammal Review. 2020. 50(3): 231–233.

Diamond M. Sex and Gender: Same or Different? Feminism & Psychology. 2000. 10(1): 46–54.

Dusenbery D. B. Selection for High Gamete Encounter Rates Explains the Evolution of Anisogamy Using Plausible Assumptions about Size Relationships of Swimming Speed and Duration. Journal of Theoretical Biology. 2006. 241(1): 33–38.

Judson O. Dr. Tatiana's Sex Advice to All Creation: The Definitive Guide to the Evolutionary Biology of Sex. New York: Holt/Metropolitan, 2003. (Джадсон О. Каждой твари – по паре: секс ради выживания / Пер. Е. Милицкой. – М.: Альпина нон-фикшн, 2018.)

Глава двенадцатая, в которой читатель узнает о сексуальных проблемах сыроежек

Типы спаривания

Я бью себя по рукам каждый раз, когда они печатают на клавиатуре какой-нибудь мудреный биологический термин. Вот и в прошлой главе заслуженно получил леща: там проскочили и «конъюгация», и «пили», и «митохондрии», и, наконец, «анизогамия». Напомню, что так называется ситуация, когда партнеры в сексе явно отличаются друг от друга и внешне, и стратегией поведения. Ну что ж, семь бед – один ответ: раз есть анизогамия, должна быть и изогамия. Это когда два партнера внешне неотличимы и во время скрещивания ведут себя одинаково. При этом