Секс

6 октября 2005

Печать Печать

А зачем, собственно, они нужны, самцы эти, мужики ? Только не торопитесь отвечать, что самцы, ежу понятно, нужны прежде всего , для размножения. Науке известны многочисленные примеры того, что самки могут прекрасно размножаться без самцов, как например маленькие червеобразные существа — коловратки Бделлоиды.

А зачем, собственно, они нужны, самцы эти, мужики ? Только не торопитесь отвечать, что самцы, ежу понятно, нужны прежде всего , для размножения. Науке известны многочисленные примеры того, что самки могут прекрасно размножаться без самцов, как например маленькие червеобразные существа — коловратки Бделлоиды.



Деление материнской яйцеклетки, ведущее к образованию эмбриона, можно стимулировать не только оплодотворением с помощью сперматозоида, но и иначе, например, с помощью биохимического воздействия, как это делает замечательная бактерия Вольбахия (она заставляет клетку хозяйки, в которой паразитирует, удвоить свои хромосомы и начать делиться). Более того Американские ученые Джерри Холл и Ян-Лин Фен из Института репродуктивной медицины и генетики в Лос-Анджелесе разработали искусственную сперму, которая заставляет яйцеклетку воспроизводить свои собственные хромосомы и использовать их вместо тех, которые обычно привносит сперматозоид. Правда, таким образом, женщины смогут рожать только девочек...

Методика уже с успехом испытана на мышах, этих пионерах науки. У ученых есть все основания полагать, что их метод "сработает" не только на грызунах, но и на людях. Известно, что половые клетки человека, сперматозоиды и яйцеклетки, содержат по 23 хромосомы, а при слиянии образуют 46, давая начало новому организму. Вот генетики и решили уже в который раз поспорить с матерью-природой, доказывая, что все 46 хромосом можно взять из женского организма.  Вообще, чем больше мы узнаём об Х-хромосоме, тем больше становится наш круг незнания. ( Подробнее о хромосомах Х  и Y)

Выходит, без мужчин обойтись можно. Или все-таки нельзя? Возможна эволюция без участия другого пола или невозможна?

Оказывается, это далеко не праздный вопрос. Хотя эволюционные биологи, даже несмотря на существование в природе бесполости, убеждены, что половое размножение выгоднее, они не могут прийти к согласию, почему именно выгоднее. Для объяснения критической роли, а проще – необходимости пола, в эволюции было выдвинуто более двадцати гипотез — от великих до смешных.

Вот, к примеру, смешная: у некоторых видов насекомых самец в процессе совокупления самоотверженно прикрывает самку своим тельцем от хищников на все время ее неподвижности, а стало быть, крайней уязвимости; а кто бы ее прикрывал, не будь этого самца? Верно, но зачем бы ей без самца быть неподвижной?

Или вот гипотеза более серьезная: секс развивает иммунную систему. Действительно, как установили недавно американские ученые, у тех видов обезьян, которые более промискуитетны, то есть более неразборчиво и жадно занимаются сексом, активнее работает иммунная система. Возможно, поначалу это происходит потому, что самка таким образом защищается от чужеродных белков спермы, а уж потом это помогает организму и в борьбе с настоящими внешними патогенами. Но все эти предположения сомнительны, результаты их проверок неоднозначны; однозначных же и убедительных аргументов в пользу секса, как ни странно, нет, кроме разве что эволюционных, а именно — требований выживания вида.

Разумеется, условием выживания вида является не сам по себе половой акт, не«любовь и слияние в экстазе» двух разнополых существ, большинство организмов прекрасно обходится без экстаза (например, рыбы). Эволюционной необходимостью является увеличение генетического разнообразия. При нормальном оплодотворении яйцеклетки в нее проникают гены самца, и в результате происходит смешение генетической информации обоих родителей.

Это уменьшает вероятность уничтожения целых популяций в результате какой-либо случайной смертельной мутации: мутировавший ген одного родителя дублируется соответствующим здоровым геном другого. Вот и получается, что секс выгоден не только для индивидуума, но и для вида в целом.

Все это так, но дело в том, что наряду с этими явными выгодами половое размножение в определенных отношениях резко уступает асексуальному и опять-таки в эволюционном смысле. Во-первых, достаточно сравнить: в асексуальном, то есть бесполо размножающемся коллективе, каждый индивид — это самка, и каждая такая самка рожает себе подобных. А как только на сцене появляются самцы, среднее число потомков на каждую особь в коллективе уменьшается вдвое, — был один потомок на одного родителя, а теперь один на двоих.

Таким образом, половой процесс уменьшает потенциал собственно размножения. И вот тут возникает противоречие. С одной стороны, бесполые виды должны размножаться (а значит, и эволюционировать) быстрее. С другой стороны, двуполые виды лучше защищены от врагов-паразитов, опасных мутаций, резких изменений среды.

И большинство животных выбирает секс, пусть порой даже как поддержку бесполому размножению. Скажем, некоторые виды тлей, при наличии достаточного количества пищи в окружающей среде, размножаются, как правило, асексуально и тотчас переходят на сексуальное размножение, едва лишь с пищей станет трудновато. А зеленые мухи осенью, в холода, размножаются сексуальным, а летом асексуальным путем.

Добавочный аргумент в пользу секса нашел недавно английский ученый Донкастер, который просчитал на компьютере, как будут вести себя двуполые и бесполые виды в среде с ограниченным запасом ресурсов. Оказалось, что поначалу численность асексуального вида растет действительно быстрее, чем сексуального. Но поскольку все особи оказываются клонами друг друга, у них одинаковы и вкусы, то есть они сражаются за одну и ту же пищу, а значит, друг с другом. Спустя какое-то время их распространение тормозится этой клоновой монотонностью, и тогда более важным становится секретное оружие сексуальных видов — их разнообразие.

По всем этим причинам ученые не очень-то доверяют сообщениям об«абсолютно асексуальных» видах. Они справедливо полагают, что такие виды обречены на быстрое вымирание.

Даже одноклеточные бактерии и те пользуются своеобразным половым процессом, передавая друг другу фрагменты ДНК, так называемые плазмиды. И интересно, что особенно интенсивно эта разновидность «бактериального секса» практикуется в момент внешней опасности, например, когда в среде появляется антибиотик. В этот момент те немногие бактерии, которые обладают генами против этого антибиотика, немедленно копируют его и передают товаркам в виде плазмид. Поэтому появляющиеся время от времени слухи об открытии неких линий организмов, которые якобы долгое время обходятся без секса, неизбежно вызывают у биологов подозрения, которые, как правило, оправдываются: со временем оказывается, что у этих видов существует половое размножение, ранее остававшееся незамеченным. У некоторых видов наличие самцов обнаруживалось в самых неожиданных формах. Так, например, у насекомого, мучнистого червеца, крошечные самцы были найдены на ножках самок.

Но вот теперь существование таких полностью асексуальных и в то же время исключительно долгоживущих видов впервые доказано с максимальной возможной несомненностью. Как уже сказано выше, этими рекордсменами оказались коловратки Бделлоиды, живущие в пресной воде. Как показали исследования Велча и Мезельсона, эта весьма разнообразная группа беспозвоночных состоит исключительно из самок, выживших без полового размножения в течение как минимум сорока, а то и всех восьмидесяти миллионов лет, и не только выживших, но и вполне преуспевших эволюционно (если вспомнить, что они образовали за эти миллионы лет свыше трехсот шестидесяти разных видов, каждый из которых прекрасно благоденствует в своей экологической нише).

Это открытие идет настолько вразрез с изложенными выше устоявшимися представлениями, что неизбежны сразу два вопроса: насколько надежны данные, с помощью которых гарвардские ученые доказывают, что Бделлоиды «абсолютно асексуальны», и каким образом они установили, что эти Бделлоиды «абсолютно асексуальны» уже десятки миллионов лет?

Мезельсон и Велч сумели ответить на оба вопроса с большой доказательной силой. Если популяция лишается полового процесса, рекомбинации хромосом не происходит и в них накапливаются различия, превосходящие различия между индивидуумами, и тем большие, чем более давно произошла утеря самцов. Именно такая ситуация наблюдается у наших коловраток. А количество накопившихся мутаций, делающих пары гомологичных хромосом непохожими, позволяет определить «век бесполости»: до 80 миллионов лет.

Теперь, когда возможность длительного выживания асексуальных видов доказана, перед учеными возникают новые вопросы: каким образом асексуальные Бделлоиды защищаются от паразитов, каким способом они управляются с меняющимися требованиями среды и что спасло их от полного уничтожения какой-нибудь опасной мутацией?

Некоторые ученые считают возможным, что эти поразительные существа нашли какой-то альтернативный путь сохранения преимуществ полового размножения, одновременно избегнув необходимости в совокуплении с самцами (выражаясь похристиански, сохранили непорочность, то бишь и рыбку съели, и ухитрились не присесть). Возможно, они изобрели какой-то еще не известный ученым способ починки ДНК (то есть устранения опасных мутаций) либо же нашли столь же эффективный путь борьбы с паразитами (а паразиты им досаждают, это известно). Все это предстоит еще исследовать, и перспективы этих исследований крайне интересны не только сами по себе, но еще и потому, что их результаты позволят, возможно, решить эволюционную загадку секса. Как сказал один из комментаторов, «когда мы поймем в полной мере последствия утери различия между полами — быстрое вымирание многих видов и длительное выживание некоторых из них, — мы в конечном итоге поймем, почему большинство из нас не могут жить без этого».

А все тот же«Экономист» добавил к этому на свой язвительный лад: «…и, возможно, дружными рядами двинемся тогда поголовно в монастыри».

  • 939
  • Игорь Сомов
комментарии

Только зарегистрированные пользователи могут добавлять комментарии. Войдите, пожалуйста.