Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии - Алексей Алексенко
Глава тринадцатая, в которой автор почти забывает, о чем шла речь
Анизогамия как ЭСС
Итак, в предыдущей главе представлена одна из версий событий, которые привели к возникновению двух полов. Там все вроде бы очень логично, но кто-то может ощутить разочарование: в этой истории не оказалось места гендерному неравенству, сексизму, непримиримому конфликту, эгоизму и коварному манипулированию, которые так украшают большинство научно-популярных рассказов о происхождении пола. Придется нам срочно исправлять ситуацию и рассмотреть все эти захватывающие предметы (сохраняя, конечно, критическое отношение к прочитанному).
Сухой остаток двенадцатой главы таков: изогамия нестабильна, не говоря уже о гомоталлизме. Она так и норовит скатиться к разделению на мальчиков и девочек, со всеми вытекающими сложностями. Пофантазируем, как гипотетическая водоросль вроде хламидомонады, которая уже открыла для себя два типа спаривания, могла бы совершить решающий рывок к настоящей двуполости, как у ее родственника вольвокса. Итак, вначале мы производим одинаковые гаметы. Возможно, они различаются типом спаривания и тонкими нюансами поведения, как у дрожжей, но пока все выглядит вполне невинно. Но, наверное, между этими гаметами есть изменчивость по размеру – одни чуть крупнее, другие чуть мельче. Если один из типов спаривания склонен к более активному поиску партнера, у него преимущество получат более мелкие гаметы – просто потому, что они активнее движутся. Чтобы суммарный запас всего полезного в зиготе остался без изменений, им придется сливаться с теми клетками противоположного типа, которые случайно выросли покрупнее. Те, в свою очередь, тоже получают преимущества. Заметим, что в проигрыше оказываются те, кто сохраняет гендерное равенство: гаметы среднего размера не могут слиться с самыми маленькими представителями противоположного типа и проиграют соревнование в поиске самых крупных.
Начинается лавинообразный процесс: одному типу гамет выгоднее становится все крупнее и, как следствие, инертнее, а другому – пожертвовать размером ради прыткости. В конечном итоге мы придем к тому варианту, который был рассмотрен в одиннадцатой главе: один пол сидит у окошка и ждет суженого, коротая время за шитьем распашонок для будущего потомства. Второй пол носится как ошпаренный в поисках любви, но ничего полезного в дом не приносит. Заметьте, сейчас мы пришли к этому уже не как к идеальному варианту, обеспечивающему максимальную гармонию в природе, а как к реальному результату процесса, в котором каждый маленький шажок приносит пользу тому, кто этот шажок решился сделать. То есть мы наконец-то начали мыслить эволюционно.
Но посмотрим на все это под другим углом: вместо счастливой популяции равных друг другу существ мы получили разделение на тех, кто должен накапливать ресурсы для потомства, и тех, кому это не нужно, – они просто спариваются с самыми домовитыми представителями первого типа и тем самым обеспечивают своим генам место в следующем поколении. Если считать все это игрой, то на сцене появляются шулеры – или, если угодно, можно сравнить их с паразитами, использующими ресурсы здоровых организмов ради собственной выгоды. С этого момента та часть популяции, которая не поддалась соблазну легкой жизни, почувствует всю тяжесть пресловутой «двойной цены»[6]: в их потомстве, для которого они старательно накопили ресурсы, теперь половина генов вовсе не их, а этих коварных тунеядцев.
Можно ли реформировать такое ужасающе несправедливое устройство общества, проведя своего рода эмансипацию? Если инициатива исходит от добросовестной и домовитой особи – назовем ее «самкой», – из этого вряд ли что-то получится. Носитель подобной мутации должен упрямо предлагать партнеру лишь половину приданого, необходимого потомству, и по сравнению с остальными сородичами вряд ли окажется желанным партнером, так что наш воображаемый «ген эмансипации» тут же канет в небытие. Допустим теперь, что у нас появился порядочный «самец», которому тоже не нравится гендерное неравенство: у него произошла мутация, побуждающая его накопить побольше ресурсов для детишек. Увы, его порыв никому не нужен: у самок в популяции и так достаточно средств для выращивания детей, а вот в соревновании за этих самок наш идеалист явно обречен на проигрыш сородичам-альфонсам, поскольку обременен излишним весом. Ген честности и порядочности опять обречен на исчезновение. Всем приходится смириться с несправедливым устройством мира, и отныне паразитов и тунеядцев станут называть просто «самцами», а все прочие по умолчанию становятся «самками».
Итак, в популяции из шустрых эгоистичных самцов и дебелых инертных самок небольшие отклонения от общепринятой стратегии поведения ведут к проигрышу. Такая ситуация называется «эволюционно стабильной стратегией», и придумал этот термин уже упоминавшийся здесь Джон Мейнард Смит: он первым сказал о «двойной цене самцов» и ввел в биологию понятия из теории игр.
В 1976 году, вскоре после того как Джон Мейнард Смит все это придумал, Ричард Докинз выпустил свою знаменитую книгу «Эгоистичный ген». Она настолько повлияла на популярное понимание философских основ биологии, что придется поговорить о ней чуть подробнее.
Эта книга – прекрасный пример, как название вводит широкую публику в заблуждение относительно того, о чем на самом деле идет речь. Чуть более знаменитый пример – теория относительности Эйнштейна: в ней дело совершенно не в том, что «все относительно». Еще один, менее банальный пример – «Двойная спираль» Уотсона и Крика. Именно так один из первооткрывателей структуры ДНК назвал свою научно-популярную книжку. С тех пор многим кажется, что в слове «спираль» заключен какой-то важный смысл, и даже в художественных фильмах умные биологи, исследующие инопланетный вирус, часто рассматривают на экранах своих компьютеров нечто спиральное и таинственно светящееся. Однако почти весь смысл открытия Уотсона и Крика таится в прилагательном «двойная». Тот факт, что ДНК еще и закручена в спираль, на удивление малозначителен для понимания механизмов жизни. Это ясно хотя бы потому, что эта самая спираль ДНК может быть закручена иногда вправо, а иногда и влево, да к тому же еще и разными способами.
Итак, «Эгоистичный ген» Докинза – еще один пример книги, где название вводит в заблуждение. Об эгоизме и о генах там сказано не так уж много, зато большая часть книги посвящена «эволюционно-стабильным стратегиям» – тем самым, которые незадолго до этого придумал Джон Мейнард Смит. Собственно, из книжки Докинза проще и интереснее всего узнать об этих стратегиях – в ней приведено множество увлекательных примеров. Вот один из них, причем за полвека со дня выхода книги Докинза он использовался, видимо, чаще прочих.
Растениям нужен солнечный свет, чтобы делать органические вещества с помощью фотосинтеза. Так поступают, например, цветы и кустарники в моем палисаднике: они образуют приятную зелень высотой максимум метра три над землей. Идеальный мир, да и только. Но в окрестностях растут ели и дубы – мощные, метров сорок в высоту. Они тоже зеленые, тоже ловят фотоны и, к моей досаде, немного затеняют культурные растения. Зачем они такие огромные? Чтобы вырастить такие высоченные стволы, дубам и елям приходится тратить значительную долю синтезированной органики. Если бы они договорились между собой не расти выше трех метров, они могли бы улавливать ровно столько же фотонов – ничего, фотоны как-нибудь пролетели бы еще сорок метров до земли, благо летят со скоростью света, – но при этом не тратили бы ресурсы на ствол в два обхвата. Зачем же устраивать гонку, от которой ровно никому в природе нет никакой пользы, один сплошной вред?
Беда в том, что договориться они не могут. Если вдруг мы попробуем устроить все оптимально – обрежем все наши деревья на высоте ровно три метра, кто-нибудь самый умный непременно решит вымахать чуть выше, затенить соседей и урвать себе лишние фотоны (часть которых он, естественно, пустит не на красивые цветочки и ягодки, а на этот самый дополнительный рост). Остальным придется догонять. Бессмысленная гонка будет продолжаться до тех пор, пока вся компания не вымахает на максимально возможную для себя высоту, и лишние фотоны им уже не помогут: еще немного – и ствол рухнет под собственной тяжестью прямо ко мне на крышу. Хорошо хоть, что подобные казусы покрываются страховкой.
В результате вместо идиллического зеленого ковра мы имеем тот же ковер, поднятый на десятки метров над землей. Зачем эта ерунда, если с самого начала совершенно ясно, как ее избежать? Затем, что «вымахивать как можно выше, насколько позволяют ресурсы» – это как раз и есть стратегия деревьев. А «эволюционно стабильная» она потому, что, когда все или почти все придерживаются этой стратегии, любое отклонение от нее принесет индивидууму (в данном случае дереву) убыток.
