Алексей Алексенко продолжает цикл публикаций «Зачем живые любят друг друга» — о загадках размножения и других парадоксах современной биологии. Эта глава открывает вторую часть повествования, где будут обсуждаться проблемы разделения на два пола
Предыдущую часть читайте здесь: Глава 9. Секс и Дарвин, или Почему все не так однозначно
Читать цикл с начала
Глава десятая, в которой читатель может вообразить себя слизевиком
Как отметил Дмитрий Быков, заголовки, в которых два предмета соединены союзом «и», традиционны для русской литературы: «Маша и медведь», «Преступление и наказание», «Война и мир», «Былое и думы», «Материализм и эмпириокритицизм», «Кролики и удавы». Название второго раздела нашей истории про секс — «Мальчики и девочки» — следует тренду, раз уж Борис Пастернак добровольно отказался от этого словосочетания, переименовав свой роман в «Доктор Живаго». Отметим, что в какой-то период писатель все же, видимо, полагал, что заголовок «Мальчики и девочки» подходит для книги о судьбах людей на историческом перепутье. Видимо, есть какая-то важная правда о человеке в том, что люди (почти всегда) бывают или мальчиками, или девочками, и эта принадлежность во многом задает их личность и общие очертания жизни. Мы тут вовсе не пытаемся реабилитировать отброшенный прогрессом гендерный дуализм, а просто следуем логике нашего повествования. Согласно этой логике, во второй части речь пойдет о разнополости.
В предыдущей части («Двойная цена») речь шла о том, откуда у живых существ появилось такое нелогичное, биологически расточительное, на первый взгляд случайное явление, как секс, то есть половое размножение. Ради связности рассказа мы оставили в стороне некоторые подробности, и внимательный читатель мог бы упрекнуть автора в лукавстве. А именно на протяжении девяти глав мы старались не упоминать о том, что в половом размножении участвуют два разных пола. Другими словами, все особи популяции делятся на таких или этаких, и чтобы народить детишек, такой и этакая (или этакий и такая) должны встретиться. Между тем мы долго и многословно обсуждали загадку «двойной цены», а ведь загадка именно в этом и состоит. Напомним, что Джон Мейнард Смит, первым сформулировавший эту проблему, не говорил о «двойной цене секса» — он назвал это «двойной ценой самцов». Не будь самцов — и, соответственно, самок, — тут в общем-то и говорить было бы не о чем.
Это проблема человеческой «оптики», а точнее, предубеждение, простительное для всех млекопитающих. Мы — единственный класс живых существ на планете, никакие представители которого вообще не способны размножаться иначе, как с помощью двуполого секса. У нас, млекопитающих, все жестко: никакого партеногенеза, никаких гермафродитов. При этом, кроме нас, таких больше вроде бы и нет. Однако мы считаем именно свой обычай нормальным и зачастую проецируем его на других живых существ, тем самым запутывая самих себя. Вот один пример.
У бактерий двуполого размножения нет, хотя есть нечто похожее на два пола. Иногда какая-то бактерия (к примеру, кишечная палочка) в некотором смысле «становится мальчиком» — для этого у нее должна быть особая маленькая хромосомка, точнее, фрагмент ДНК, который называется F-фактор. Этот фактор побуждает бактерию время от времени тянуться к другой бактерии своим щупальцем (его называют «пилем») и передавать через него F-фактор, а иногда и копию всей своей хромосомы. Процесс назвали конъюгацией, а F-фактор получил свое имя от слова fertility — плодовитость. Но беда в том, что конъюгация никак не связана с плодовитостью. Обе клетки, участвующие в процессе, потом могут поделиться, то есть размножиться, но передача генов через пили никак их к этому не подталкивает. Название F-фактору дали люди, в воспаленном сознании которых существует стереотип: если одна бактерия бегает за другой с пилем наперевес, значит, в случае успеха предприятия вторая бактерия должна забеременеть и родить маленьких бактерят. Разумеется, у бактерий нельзя говорить о «двойной цене секса», поскольку конъюгация — это просто другой вид активности, не связанный напрямую с размножением. С таким же успехом у людей можно говорить о «двойной цене» пляжного волейбола: это тоже деятельность, на которую тратится время и силы, а ведь их можно было бы сэкономить, если сразу отправиться с девчонкой в постель, а еще лучше — просто запереться с утра в номере отеля и поделиться надвое. Подобная лжепроблема «двойной цены» решалась бы очень легко: в пляжный волейбол играют вообще не для этого. Ну, по крайней мере, встречаются и другие мотивации.
Если бы среди бактерий были ученые-биологи, изучающие все разнообразие земной жизни, им, наверное, понадобилось бы много времени, чтобы сформулировать проблему «двойной цены», да и сама проблема выглядела бы для них довольно маргинальной. На большом эволюционном древе всего живого самцы — довольно редкая экзотика, присутствующая лишь на немногих, хотя и сравнительно успешных, ветвях. Подавляющее большинство живых существ способны сами воспроизводить себе подобных, и такие, как автор этой книги, — то есть начисто лишенные аппарата для производства яйцеклеток — оказываются в удручающем меньшинстве. Некоторые (в том числе грибы, обсуждавшиеся в пятой главе нашего повествования) способны к бесполому размножению, лишь иногда в охотку дополняя его половыми изысками. Другие — однодомные растения, каковых среди всех растений больше 90%, и животные-гермафродиты — имеют обычай перед размножением обмениваться генами с партнером, но при этом избегают жесткой специализации. Разделение гендерных ролей может происходить в конкретном акте любви, или особь проходит через фазы «мальчика» и «девочки» на разных этапах жизни. Иногда даже этого нет, и все отношения — о, мечта борцов за гендерное равноправие! — строятся абсолютно симметрично: двое обменялись спермой, и каждый забеременел. Одним словом, каждый приносит столько потомства, сколько может, так что ни о какой двойной цене речь не идет.
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 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 делают это: по какой-то причине те, что несут F-фактор и готовы к активной роли в предполагаемой конъюгации, имеют более вытянутую форму, чем их пассивный партнер. А уж у остальных живых существ все еще запутаннее.
Если вы хотите слегка освежить геном посредством рекомбинации (о полезности этой затеи мы талдычили целых девять глав, хоть и не пришли к окончательным выводам о том, в чем именно полезность состоит), вам следует как минимум избегать того, чтобы случайно прорекомбинировать с самим собой. Бессмысленные действия имеют свою цену, и организмы стараются их избегать. Самый простой путь к успеху — обмениваться генами только с теми, кто отличается от вас хоть чем-то, ибо сами вы от себя уж точно не отличаетесь. Так возникает самое простое разделение — «тип спаривания». В популяции есть два варианта некоторого гена, и для успеха любовного акта партнеры должны нести разные варианты.
Примером прямолинейной реализации этой идеи могут служить пекарские дрожжи. У них есть ген (генетики ради пущей точности употребляют здесь слово «локус») по имени МАТ, который способен существовать в двух вариантах — a и α («а» и «альфа»). Этот локус кодирует белки, руководящие переключением между двумя программами. Первая программа приводит, во-первых, к синтезу феромона a и, во-вторых, к непреодолимой тяге дрожжевой клетки туда, откуда доносится нежный аромат феромона α. При второй программе все происходит наоборот. К собственному типу спаривания дрожжи не испытывают никакого влечения, вот проблема и решена.
Но на этом природа, конечно, остановиться не могла, и вот почему. Представим себе, что в популяции как-то возник третий тип спаривания. Он будет привлекать оба старых типа, так что проблема выбора партнера для него окажется значительно проще, чем для остальных. Налицо экономия ресурсов — не надо метаться в поисках подходящего партнера, — а стало быть, и эволюционный успех. С другой стороны, классически простой вариант дрожжей не слишком хорошо решает и основную проблему — избегать бессмысленных действий. Чтобы не остаться без партнера, если вдруг и ты сам, и все твое окружение принадлежат к одному типу спаривания, дрожжи научились переключать свой локус МАТ с одного варианта на другой. Это, конечно, помогает от одиночества, но увеличивает риск спариться со своим близким родственником, который ничем, кроме состояния локуса МАТ, от тебя не отличается. А это как раз и есть бессмысленное действие.
Так можно объяснить, почему у многих грибов (а пекарские дрожжи — это как раз гриб-аскомицет, хоть и слегка странноватый, одноклеточный) типы спаривания устроены куда сложнее и многообразнее. Наши лесные боровики — а вместе с ними и огромное число других грибов из разных классов — избрали вариант «тетраполярного гетероталлизма», когда пол определяется не одним, а двумя генами (локусами), и если вы хотите с кем-то спариться, надо убедиться, что оба локуса партнера отличаются от ваших. Перешагнув через множество промежуточных вариантов, обратимся сразу к чемпиону сложности — миксомицету (их еще неуважительно называют слизевиками) по имени «физарум многоглавый». У физарума есть целых три локуса, определяющих тип спаривания, и число вариантов каждого из них, насколько биологи могли подсчитать, колеблется от десятка до трех сотен. При такой системе идентификации спаривание с братом-близнецом практически исключено, но при этом первый встречный слизевик почти наверняка окажется для вас — если, конечно, вы тоже слизевик — подходящей парой.
Слизевик мог бы решить, что, достигнув такой сложности, он прочно занял вершину эволюции. Биологи-теоретики вообще часто обсуждают между собой, почему им так хочется считать «сложность» преимуществом, и даже зло издеваются над этой тенденцией. Но в случае физарума эта претензия уж точно беспочвенна, потому что с этого места эволюция сдвинулась в другую сторону. Оказалось, что вариант наделать себе как можно больше полов работает только в том случае, если спаривающиеся организмы — или их клетки — ничем, кроме типа спаривания, друг от друга не отличаются. Такой вариант, кстати, в биологии называется изогамией, хоть я и бью себя по рукам каждый раз, когда они печатают на клавиатуре какой-нибудь мудреный биологический термин. Вот и сейчас заслуженно получил леща: в одной главе и «конъюгация», и «пили», и «локус», и вот теперь еще «изогамия».
Так вот: изогамия, во-первых, совсем не оптимальна как средство от одиночества, а во-вторых, не слишком устойчива, то есть так и норовит скатиться к ужасающему гендерному неравноправию. Которое, кстати, называется «анизогамией», а разделение на мальчиков и девочек — просто ее частный случай. О этом и пойдет разговор в следующий раз.
