Оливия Джадсон - Каждой твари — по паре: Секс ради выживания
На самом деле число сперматозоидов находится в прямой зависимости от того, насколько трудно им достигнуть яйца. Допустим, если бы вы были деревом, то объем производимой вами пыльцы зависел бы от способа опыления. Возьмем для примера фиговые деревья. Некоторые из них опыляют бережливые осы, которые без устали собирают и распространяют пыльцу, — эти экземпляры могут расходовать ее бережно. Другим достаются осы ленивые, не особенно утруждающие себя облетом цветков: этим фигам волей-неволей приходится быть расточительными. Поэтому у таких видов, как мы или вы, количество сперматозоидов, по идее, должно снижаться, так?
Не обязательно. У некоторых видов — к примеру, рыб — партнеры встречаются, но вместо того, чтобы заняться сексом, они выбрасывают сперму и икру в море. При этом число сперматозоидов у них оказывается немногим больше количества икринок. Но если посмотреть на птиц, млекопитающих и другие виды, практикующие половой акт, картина будет совершенно иной.
Мы увидим, что максимальное число сперматозоидов производят самцы тех видов, у которых самки — барабанная дробь, пожалуйста! — отличаются распутством.
Специалисты полагают, что существует две причины, почему самцы тех видов, в которых самки прыгают от одного любовника к другому, вырабатывают большое количество сперматозоидов. Первая — то, что биологи называют «конкуренцией спермы»: действительно, сперматозоиды разных партнеров конкурируют друг с другом за право оплодотворить яйцо. А поскольку эта конкурентная борьба происходит по принципу лотереи — чем больше билетов ты купил, тем выше шанс выиграть, то самец, сумевший выработать максимальное число сперматозоидов, имеет самые высокие шансы на оплодотворение. А поскольку число сперматозоидов определяется генетически, то со временем постоянные успехи мужских особей с их максимальным количеством приведут к повышению числа сперматозоидов у всех самцов популяции. С учетом этого у самцов, постоянно вовлеченных в конкуренцию спермы, обычно и яички — фабрики по производству сперматозоидов — крупнее относительно размеров тела. И действительно, эксперименты с желтыми навозными мухами — волосатыми мухами, которые вступают в связь и откладывают яйца на свежих коровьих лепешках, — показали, что размер яичек в ходе конкуренции спермы увеличивается уже на протяжении десяти поколений.
Если довести рассуждение до логического завершения, получится, что самцы, которым не приходится участвовать в конкуренции спермы, производят ровно столько сперматозоидов, сколько необходимо для оплодотворения каждого яйца. Увы, столь завидная доля достается очень немногим парням. Среди них — морские коньки и их близкие родственники — морские иглы (морская игла похожа на конька, которого распрямили и придали обтекаемую форму). Эти самцы знамениты своей беременностью. Как правило, самки откладывают икринки в выводковую камеру самца, где он их и оплодотворяет, — таким образом, нет никакого риска, что его сперматозоиды столкнутся с другими, принадлежащими конкуренту. Количество сперматозоидов в эякуляте большинства видов морских коньков никто не подсчитывал, зато этой процедуре подвергали японскую рыбу-иглу, обитающую в зарослях водорослей у берегов Японии. Как и ожидалось, их число оказалось чрезвычайно низким.
Вторая причина, по которой самцы вырабатывают много сперматозоидов, связана с тем, что большое их количество гибнет при прохождении через женские репродуктивные пути: из миллионов пустившихся в путь лишь несколько достигают цели. Фантастически высокий уровень гибели сперматозоидов был отмечен еще более 300 лет назад, однако до сих пор не существует разумного объяснения тому, почему такое их количество погибает в самом начале пути.
Как ни странно, женская репродуктивная система часто бывает враждебной для сперматозоидов. Никто не знает, почему это так. Казалось бы, ей полагается нежно заботиться и помогать сперматозоидам в достижении цели, однако вместо этого их на каждом шагу подстерегают опасность и предательство. Самки могут переварить сперму, вытолкнуть ее или просто собрать и удалить. Даже у тех видов, самки которых способны хранить в себе сперму многие годы, они сохраняют лишь малое число сперматозоидов. К примеру, пчелиная матка, спарившись с 17 партнерами, получит от них около 102 миллионов сперматозоидов — по 6 миллионов от каждого, однако сохранит всего 5,3 миллиона, необходимых для оплодотворения яиц. У тех же видов, которые не сохраняют сперматозоиды, их путь и вовсе напоминает кровавое побоище.
К примеру, у людей сперматозоиды начинают свою одиссею в кислой среде влагалища. Но кислота губительна для сперматозоидов (вот почему стратегически верно расположенный ломтик лимона представляет собой довольно эффективное, хотя и весьма несовершенное средство контрацепции). Лишь 10 % сперматозоидов сумеют прорваться через этот барьер и продолжить свой путь. Далее им предстоит преодолеть шейку матки — преграду, покрытую слизью, которая пропустит, в лучшем случае, 10 % путешественников. При этом слизь — лишь одна из угроз, поджидающих сперматозоиды в шейке. При первом же намеке на появление сперматозоидов белые кровяные клетки — солдаты иммунной системы — заполняют шейку и полость матки, уничтожая всех чужаков, которых сумеют обнаружить. У крольчих после часового секса в шейке матки собирается огромная армия белых кровяных клеток. У представительниц человечества эта армада начинает скапливаться уже через пятнадцать минут после начала полового акта, и через четыре часа в ней насчитывается уже около миллиарда бойцов. Вот почему к моменту, когда сперматозоиды достигнут фаллопиевых труб — места, где может находиться готовая к оплодотворению яйцеклетка, — их число упадет с бесчисленных миллионов всего лишь до нескольких сотен. Вот почему мужчина с 50 миллионами сперматозоидов в эякуляте — число, казалось бы, вполне достаточное — вероятнее всего, окажется бесплодным.
Измерить уровень враждебности среды куда сложнее, чем подсчитать сперматозоиды, поэтому мы не знаем, насколько он меняется у различных видов или у разных представительниц одного и того же вида. Лично я предполагаю, что повышение враждебности репродуктивной системы к сперме — это женский эволюционный ответ на увеличение числа сперматозоидов у мужчин. Таким образом, мужчины, у которых их больше, получают преимущество. У крольчих, к примеру, число сперматозоидов, достигающих каждого из промежуточных пунктов в репродуктивных путях, зависит от того, сколько их было на старте. Но чем же для женщин выгодна такая агрессивность репродуктивной системы? Если подумать, она кажется попросту вредной: ведь если агрессия превысит определенный уровень, яйцеклетки не будут оплодотворены и женщина не сможет родить ребенка. Один из возможных ответов: таким образом женщина добивается того, чтобы яйцеклетку оплодотворил самый качественный сперматозоид. Другой вариант — агрессивность изначально служила защитой от возможных инфекций. Мужчина, в свою очередь, всегда стремился пробиться через линии обороны. Действительно, в эякуляте людей и других млекопитающих содержатся вещества, которые подавляют женскую иммунную систему. Чтобы воспрепятствовать попыткам подавить иммунитет, женский организм, возможно, стал искать способы усилить свою иммунную защиту. Таким образом, вновь заработал бесконечный эволюционный цикл действий и противодействий.
Это возвращает меня к вопросу о том, зачем вашему мужу столько сперматозоидов. Австралийские славки живут и растят детей в парах, однако все же предпочитают свободную любовь. Они очаровательно непосредственны в своем сексуальном поведении, и самки наряду с постоянным партнером, как правило, имеют и постоянного любовника. Таким образом, конкуренция спермы среди них весьма высока. Часто ни один птенец из гнезда не является биологическим отпрыском того самого отца, который их заботливо взращивает. Возможно, и вы, пока муж гуляет где-то на стороне, позволяете себе небольшие шалости?
***Дорогая доктор Татьяна,
Я узнал, что мне требуется три недели, чтобы выработать один-единственный сперматозоид. Возможно, это происходит потому, что хвост у него в двадцать раз длиннее всего моего тела. Мне кажется, это чудовищная несправедливость: ведь я всего лишь маленькая плодовая мушка, Drosophila bifurca. Нельзя ли сделать протез?
Ожидающий спермы из Огайо
Увы, рынка искусственных хвостов для сперматозоидов не существует в природе, так что вам придется постараться самому. Вы правы, это нечестно. Почему фруктовая мушка длиной три миллиметра — меньше тире, что стоит перед этой фразой, — вынуждена вырабатывать сперматозоид длиной 58 миллиметров? Человек куда крупнее вас, но обходится в тысячу раз более мелкими хвостатыми клетками. Если бы человеку пришлось соблюдать ваши масштабы, его сперматозоид был бы длиной с голубого кита. Интересно было бы взглянуть!
