Каждой твари — по паре: Секс ради выживания

Джадсон Оливия

Почему число полов при этом должно быть ограничено двумя? Суть в том, что, поскольку контроль над наследованием этих элементов чрезвычайно важен, самый простой способ их контролировать — сделать так, чтобы один из полов всегда передавал их потомкам, а другой никогда не делал этого. У целого ряда изогамных организмов есть механизм, отвечающий за то, чтобы эти элементы всегда передавались лишь от одного из родителей. К примеру, зеленые водоросли Chlamydomonas reinhardtii имеютполовые клетки двух типов — «плюс» и «минус». Клетки типа «плюс» передают потомству хлоропласты, клетки типа «минус» — митохондрии.

Есть еще одно косвенное доказательство того,

что число полов ограничивается именно необходимостью контроля хлоропластов и митохондрий. Существует две группы организмов — грибы и одноклеточные инфузории, — которые размножаются не с помощью половых клеток, а путем обмена половинками клеточных ядер. (Эта система обладает удивительной способностью делать вас генетически идентичным с абсолютно посторонним существом — вас двое, и вы одинаковы, как однояйцовые близнецы.) Важно, что при подобном способе не происходит слияния цитоплазмы и этим видам не приходится регулировать наследование митохондрий. Не удивительно, что число полов у этих видов стремится практически к бесконечности: так, у Schizophillum commune, розоватого бахромчатого гриба, растущего на стволах деревьев, насчитывается не менее 20 тысяч полов.

Итак, теперь ты понимаешь: исключительность слизевика вовсе не в избытке полов, а в том, что, имея большое их число, вы все-таки получаете цитоплазму от обоих родителей. Как у вас это получается? Быть может, ваши митохондрии лучше воспитаны, чем у других видов? Нет. Разгадка в том, что они все-таки наследуются лишь от одного из родителей. Ген matA контролирует передачу митохондрий от родителей. Существует целая иерархия вариантов: так, при слиянии клеток с вариантами генов matA12 и matA2 будут уничтожены митохондрии, полученные с matA12, а при слиянии matA12 и matAl пойдут под нож митохондрии последнего. Я понимаю, почему столь сложная система встречается так редко: попробуй заставить ее заработать. И поэтому я аплодирую слизевику, у которого это все-таки получилось.

***

Доктор Татьяна, здравствуйте!

Я, кажется, единственный представитель мужского пола всем своем виде зеленых пресноводных водорослей Chlamyе monas moewusii. Я вырабатываю маленькие, аккуратные noловые клетки, а у всех остальных они огромные и бесформенные. Однако быть единственным мужчиной тоже не сахар. Большие и неуклюжие половые клетки, похоже, могут сливаться друг с другом, так что я тут не особенно кому-то нужен; бо льшетого, мне кажется, что мои половые клетки подвергаются дискриминации. Но это нечестно! Что же происходит?

Сутяга из Таллаха

Думаю, ты — мужчина, чье время еще не пришло. Вместо того чтобы стать отцом великого племени зеленых морских водорослей ты можешь умереть, так и не оставив потомства. Почему? Дело в том, что твой вид изогамен, а ты — просто мутант, производящий половые клетки меньшего размера, чем у остальных. Когда твоя клетка соединится с другой, традиционной для вашего вида, получившаяся клетка, называемая зиготой, будет меньше обычного. Это почти наверняка уменьшит ее шансы на выживание.

Тебе просто не повезло. Виды, включающие мужской и женский пол, вновь и вновь эволюционировали из изогамных видов. И хотя изогамия уже давно вышла из моды среди растений и животных, их дальние предки все еще остаются изогамными. В чем же кроется секрет перехода двуполого изогамного вида к делению на мужчин и женщин? Признаюсь, на эту тему существует много догадок, однако определенного ответа до сих пор нет.

Главная проблема в понимании эволюции мужского и женского пола — обнаружить силы, которые благоприятствуют индивидам, производящим либо большие, либо маленькие половые клетки, а не среднего размера. На первый взгляд, нетрудно понять, что выигрывает организм с мелкими половыми клетками: их можно производить в больших количествах, а тот, кто вырабатывает больше половых клеток, чем соперники, имеет больше шансов слить свои клетки с другими. Трудность, однако, в том, что, как ты уже почувствовал на собственной шкуре, производство большого числа мелких половых клеток не имеет смысла, если малый размер этих клеток снижает шансы зиготы на выживание. В самом деле, если мы вполне логично предположим, что для лучшей выживаемости зигота должна быть по крайней мере не меньше той, которая образовалась после слияния двух изогамных клеток, мы поймем: вид может разделиться на мужчин и женщин только в том случае, если наряду с производителями более мелких клеток появляются и производители более крупных.

Однако что может заставить организм производить половые клетки в меньшем количестве, но большего размера? Об этом догадаться куда сложнее. Наиболее правдоподобное объяснение гласит, что в бескрайних просторах океана, где, должно быть плавали первые мужчины и женщины, крупную клетку легче обнаружить: отчасти потому, что на нее проще наткнуться случайным образом, отчасти потому, что она будет более мощно допускать природные аттрактанты — то есть с помощью собственной химии кричать: «Я здесь! Я здесь!»

Если ты читал мою переписку со слизевиком, тебе, возможно интересно, связано ли эволюционное развитие больших и маленьких половых клеток с контролем над наследованием митохондров и хлоропластов. Эта мысль напрашивается сама собой, тем более что яйцеклетка содержит большое количество цитоплазмы, а сперматозоид — нет. Таким образом, возможно, она передает агрессивные генетические элементы, а он — мужское начало.

Однако, возможно, эта догадка неверна. Действительно у большинства видов, состоящих из особей мужского и женского пола, эти элементы наследуются лишь от одного из родителей. С другой стороны, этот родитель — вовсе не обязательно мать. На самом деле не существует никаких свидетельств того, что контроль наследования митохондрий и хлоропластов имеет хоть какое-то отношение к эволюции сперматозоидов и яйцеклеток. Так что, дорогой, боюсь, митохондрии — не главная т вояпроблема. Если хочешь, найди себе адвоката, специализирующегося на случаях половой дискриминации. Но не рассчитывай выиграть этот процесс.

***

Дорогая доктор Татьяна,

Мы — морские зайцы вида Aplysia californica. Мы устраиваем потрясающие оргии: поскольку каждый из нас — и самец и самка в одном лице, в сексе мы можем одновременно играть обе роли. Ага, именно так: каждый из нас — самец для особи, которая впереди, и самка для той, что сзади. Иногда такие оргии длятся несколько дней подряд! Это классно, гораздо лучше, чем быть либо мужчиной, либо женщиной. Вот нам и стало интересно: почему все остальные не идут по нашим стопам? Почему все виды не стали гермафродитами?

Любители группового секса из Санта-Каталины

Оргия в океанской пучине! Так и вижу эту картину: цепочка радостно совокупляющихся прекрасных созданий, похожих на улиток, потерявших панцири, и скрывающих эту потерю под складками мантии изысканных расцветок. Вы, морские зайцы, так увлечены своими оргиями, что ничего не знаете о жизни других гермафродитов. Отнюдь не все гермафродиты устраивают оргии, некоторые предпочитают эротические шалости в совершенно ином стиле. Позвольте пояснить на примерах.