Джон Лонг - Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности
Помимо того, половое размножение влечет за собой еще два главных преимущества. Во-первых, такие организмы быстрее приспосабливаются к изменениям среды, а во-вторых, они лучше защищены от негативных генетических мутаций. Британские ученые Питер Кейтли и Адам Эйр-Уокер провели эксперименты по оценке темпов генетических мутаций ряда животных, в особенности дрозофил. Они выяснили, что половое размножение не только очищает геном от опасных мутаций, но, наряду с другими механизмами, нацелено на приспособление к изменениям среды. То есть половое размножение и обмен ДНК позволяют нам лучше справляться с непредвиденными явлениями окружающей среды, которые в ином случае были бы смертельны.
Сара Отто из Университета Британской Колумбии подробно пишет о значении полового размножения для эволюции и верно отмечает, что, помимо обеспечения разнообразия, это еще и хорошее упражнение. Животное или растение вынуждено искать партнера, подвергая себя риску заражения от него, и становится легкой добычей для хищников, а иногда и для партнера, как в случае с богомолами и некоторыми другими беспозвоночными. Секс – не самый эффективный способ обмена генами. Партнер делится лишь половиной своего генетического материала, в то время как при бесполом размножении сто про центов передается следующему поколению. Отто подчеркивает то, что биологи называют «ценой» секса: при половом размножении организмы вынуждены производить в два раза больше потомства, чем при бесполом, чтобы не исчезнуть.
Несмотря на эти недостатки, эволюция привела к тому, что сегодня лишь некоторые крупные организмы размножаются бесполым путем (около 0,1 % всех организмов на земле, исключая, конечно, самые многочисленные – бактерии).
Секс порождает разнообразие, а это большой плюс в условиях постоянно и непредсказуемо меняющейся среды. Континенты медленно перемещаются, изменяются океанические течения вместе со всем климатом, а порой происходят внезапные (в геологическом понимании) катастрофы вроде вулканических извержений и изменений уровня океана. В таких условиях генетическое разнообразие позволяет быстрее приспосабливаться к различным вызовам среды. Великий немецкий биолог Август Вайсман сказал это еще в 1889 году, но, несмотря на непрекращающиеся исследования плюсов и минусов полового размножения, это по-прежнему не вызывает сомнения.
Некогда одноклеточные организмы начали создавать более сложные тела (метазоаны), а половое размножение стало преобладающим. Взрыв эволюции в начале кембрия, 540 млн. лет назад, стал отправной точкой возникновения множества различных видов строения организмов, большинство из которых существуют и сегодня. Это и первые черви, и моллюски (как морские моллюски, так и улитки), и членистоногие (насекомые, пауки, крабы). Кстати, последние особенно отличаются сексуальными извращениями.
Глава 9. Секс и одинокая остракода
У пауков, живущих в Израиле, была замечена дикая, но удивительно эффективная стратегия спаривания.
Самцы вида паука Harpactea sadistica прокалывают животы самок, оплодотворяя яйца прямо в яичниках. Так называемое травматическое оплодотворение дает первому же предприимчивому самцу репродуктивное преимущество – он запросто обходит сложности проникновения в гениталии самки.
BBC News online. 30 апреля 2009 г.[1]
Нет ничего более странного, причудливого, брутального, чем сексуальная жизнь насекомых, пауков и других членистоногих, которых наука называет артроподами. Начиная от клопов, которые брутально и примитивно насилуют самок саблевидным пенисом, и до других, более изобретательных, дошедших в стратегии до гомосексуального изнасилования: они имплантируют свое семя внутрь тестикул самцов-соперников. Да, мир секса артропод поистине ужасен – даже если его сравнивать с худшими человеческими извращениями.
Артроподы – это насекомые, пауки, клещи, сороконожки, крабы и другие ракообразные, а также давно исчезнувшие и просто еще не открытые наукой группы. Эти существа развили свои детально продуманные системы репродукции, и теперь они – короли земной жизни на планете. На сегодняшний день известно больше видов насекомых, чем любых иных групп живых существ (около 1,178 млн. видов только из описанных наукой; а это – 80 % всех известных животных форм). Им также принадлежит рекорд жизни на земле – возраст ископаемых отпечатков насекомых отсылает нас на 540 млн. лет назад; возможно, они еще древнее, если загадочные ископаемые эдиакарского местонахождения Spriggina и Parvanocorina окажутся артроподами.
Большинство ископаемых артропод обнаружено в виде отпечатков их твердой оболочки или кутикулы, и та и другая в жизни формируются из твердого хитина. Многие из нас могут распознать трилобита на картинке: сегментированное ископаемое, обычно обнаруживаемое в палеозойских отложениях – от 540 до 250 млн. лет назад. Трилобиты – это первые ветви огромной группы артропод, со многими тысячами разных видов, которые появились вскоре после зарождения группы. Ракообразные – вероятно, самые известные из артропод по причине их съедобности, конечно. В эту группу входят крабы, креветки, а также хорошо разветвленные группы ракушковых, веслоногих рачков, равноногих рачков и рачков-бокоплавов.
В в недавнем научном исследовании доктора Джерома Режье, опубликованном в журнале Nature, анализ ДНК большого диапазона артропод доказал: насекомые должны классифицироваться как субтаксон в составе таксона Ракообразные.
Один из ракообразных, скромный рачок с раковиной, стал предметом блестящей зоологической работы Чарльза Дарвина. «Ракушки» могут выглядеть как неподвижные, покрытые раковиной существа, сидящие на одном месте, но внутри их твердого панциря находится крошечное существо с членистыми ногами – рачок. И все же эти усоногие раки, как их называют, представляют собой самое яркое отклонение от стандартного тела артропод, со многими экстремальными формами полового диморфизма – разницы во внешнем облике самца и самки, иногда весьма и весьма значительной разницы. Одним из крупнейших открытий Дарвина стало то, что крошечные самцы так называемых балянусов – усоногих раков – паразитируют на самках. Это было потрясающее открытие для своего времени, поскольку зоологи думали конечно же, будто странные организмы на крупных самках внутри их раковин были паразитами совсем иной зоологической группы. Дарвин сделал серию подробных описаний этих рачков, приведя при этом даже измерения крошечных пенисов самцов с точностью до тысячной доли миллиметра (0,025 мм):
«…в одном случае я измерил пенис, и обнаружил, что в сжатом состоянии он составил в длину 41/1000 дюйма, что равно головной и брюшной части; …а в другом случае, когда пенис находился в «рабочем» состоянии, только та часть, что была выдвинута, оказалась длиннее всего тела; поскольку орган поместили в спирт, вне сомнения, он сжался; итак, я полагаю, что, если измерить пенис полностью вытянутым, он составит не менее чем две длины тела животного».
Это описание дает нам внушительные относительные размеры мужского пениса рака-отшельника; в некоторых случаях он достигает восьмикратной длины всего тела самца; а это означает, что пенис крошечного рачка – самая большая копулятивная структура у животных из всех когда-либо описанных. Так что если наш всего-то 20-сантиметровый аргентинский селезень савки обладает пенисом 42,5 сантиметра, то рачок-отшельник этого вида имел бы, если соотнести с размером тела, пенис 1,6 метра длиной!
Рачки-балянусы начинают свою жизнь с формы личинки, причем свободно плавающей, которая имеет целью прикрепиться к твердой скальной опоре, а затем формировать свой собственный домик, или ракушку, и провести в нем всю оставшуюся жизнь, фильтруя для себя пропитание из окружающих вод при помощи усиков на ножках. Поэтому они не собираются плавать вокруг да около в поисках партнера. Для целей размножения стандартные рачки – обитатели приливной зоны стали гермафродитами; каждый из них имеет и женские, и мужские органы. Для столь неподвижных существ оплодотворение друг друга представляется проблемой; им нужен гибкий и в некоторых случаях неординарно длинный пенис. Как только спаривание завершено, балянусы отбрасывают пенисы, а на следующий год отращивают новые, так же как олень сбрасывает рога.
Слушайте-ка, парни: разве не удобно так же просто, как балянус, менять форму пениса, чтобы смоделировать его для работы, как только «работа» появится на горизонте? Недавнее исследование Кристофера Ньюфелда и Ричарда Палмера из Университета Альберта доказало, что некоторые балянусы поступают именно так. Те виды, которые они изучали, могли менять форму пенисов соответственно энергетическому фону окружающей среды. Вот как ученые объясняют это:
«Мы наблюдали, что пенисы балянусов (Balanus glandula), живущих в приливной зоне, постоянно омываемой приливной волной, были толще и короче, более чем вдвое… массивны, чем у тех, кто жил в близлежащих защищенных от ветра заливах.
