На первый взгляд, все перечисленные в предыдущей главе способы размножения по-настоящему выгодны. Биологи даже предполагают, что и партеногенез, и гермафродитизм – результат эволюционных изменений у отдельных видов, а вовсе не пережиток прошлого. Однако мать-природа почему-то остановилась на рыбах, не пустив любителей размножаться подобным способом выше в эволюционной лестнице. Почему-то до сих пор «успешные» бесполые и гермафродитированные виды так и не смогли вытеснить тех, кто, казалось бы, обречен эволюцией на вымирание. Если среди червей и моллюсков бесполость и гермафродитизм распространен просто в ужасающих масштабах, то среди рыб их уже меньшинство, среди пресмыкающихся – пара-тройка видов, а у птиц и млекопитающих это явление вообще считается патологией и встречается крайне редко. Например, случаев истинного гермафродитизма у людей, официально подтвержденных медиками и описанных в соответствующей литературе, известно всего около полутора сотен. Почему же позвоночным животным и, главным образом, человеку, ни один из продвинутых способов размножения так и не подошел?

Если бы мы размножались почкованием, как гидры, или делением, как амебы, это дало бы нам ряд преимуществ, таких как скорость размножения и количество произведенных на свет потомков. Но! При таком методе воспроизводства мы получали бы всего лишь копии самих себя и не более того. Из поколения в поколение от матери к дочери, от дочери к внучке передавались бы одни и те же черты характера, да и представители одной семьи выглядели бы, как близнецы, только в разном возрасте.

Но не это было бы самым неприятным. Из поколения в поколение мы передавали бы своим потомкам одни и те же наследственные дефекты, ведь гены несут не только положительную, но и отрицательную информацию. Допустим, в каком-то поколении из-за отрицательного влияния окружающей среды появились люди с одной рукой. Если бы они размножались почкованием, то все их потомки тоже были бы однорукими, что существенно сказалось бы на качестве всего человечества.

Точно так же любое из теоретически возможных и практически воплощенных уродств процветало бы пышным цветом, и не было бы никакой возможности избавиться от него. Ведь почковаться не запретишь. Мало того: если бы вдруг у некоей особи А возникла бы какая-то полезная мутация, и у особи Б тоже возникла бы полезная мутация, то у двух положительно прекрасных человеческих экземпляров не было бы никакой возможности объединить эти полезные изменения, даже находись они территориально в шаге друг от друга. Таким образом, эволюция пошла бы хаотично и низкоэффективно. Естественный отбор прекратил бы свое существование, а все изменения происходили бы за счет случайных мутаций, которые бывают не настолько часто, чтобы сыграть хоть какую-то значимую роль.

Разделение на два пола понадобилось для улучшения видов. Ведь природе от биологического вида нужно не только размножение, но еще и совершенствование, стабильное улучшение поголовья и приспособление к постоянно изменяющимся условиям обитания.

Наглядно это можно проследить на примере разведения домашних животных. Иногда селекция в какой-нибудь линии породы, скажем собак, заходит в тупик, потому что все возможности скрещивания имеющихся в распоряжении специалистов пар исчерпаны, они все перероднились.

Инцест – близкородственное скрещивание – довольно успешно применяется в животноводстве и при грамотном подходе дает очень хорошие результаты. Чередуя родственных особей в определенном порядке и с определенной частотой, можно добиться резкого улучшения качества породы. Но когда количество родственников в одной линии становится слишком велико и соблюдать обоснованную безопасную очередность их использования уже невозможно, происходит обратный эффект. При хаотичном инцесте селекционеры получат усиление не столько положительных качеств особей, сколько отрицательных, и дождутся-таки увеличения числа «выродков» и откровенно нежизнеспособных животных.

На Псковщине есть небольшое озеро, представляющее из себя замкнутую экологическую систему. На протяжении столетий караси, живущие в этом озере, уже настолько перероднились между собой, что даже начали мутировать: новые рыбы в карасиных семьях рождаются безглазыми. И это еще самое малое, что ждет любителей близкородственного скрещивания.

Чтобы снизить риск возникновения подобных явлений, животноводы используют метод свежей крови, то есть периодически используют производителей с совершенно чужеродными для данной породы генами. Применительно ко псковским карасям – если не забросить в озеро десант из нормальных карасей, не имеющих общих генов с местными, то этот дефект так и закрепится в местной популяции навсегда. Вот чем опасно варение в собственном соку.

Партеногенез имеет много общего с почкованием: воспроизводство происходит с участием только одной особи. Однако это не просто производство себе подобных организмов путем «ксерокопирования». Способность клеток размножаться без вливания дополнительной генетической информации, носителем которой является сперматозоид, открывает перед генетиками и биологами очень широкие возможности.

Например, можно научиться выращивать запасные органы для человека на случай травмы или тяжелого заболевания. С учетом развития современной генной инженерии эта идея не выглядит такой уж сказкой. Думается, что многие не отказались бы иметь банк запасных органов. С точки зрения размножения, девственный метод очень экономичен и максимально производителен. Еще бы: потомство может давать каждая особь, а не только те или только эти. Однако не все так просто.

Если бы мы размножались партеногенезом или почкованием, то были бы просто клонами друг друга

Несколько лет назад американские ученые провели интересный эксперимент. Они создали виртуальную популяцию животных количеством в тысячу голов. При этом 980 самок приносили потомство обычным классическим способом с участием виртуальных самцов, а 20 самок получили возможность размножаться партеногенезом. Поначалу потомство партеногенетических самок очень быстро увеличивалось и через малое время стало преобладать над потомством обычных самок. Через 30 поколений количество бессамцовых особей достигло 95 %! Сомнений не оставалось – еще немного, и популяция была бы представлена исключительно партеногенетическими самками, их конкурентки попросту вымерли бы, будучи не в состоянии соревноваться с ними в скорости размножения и количестве приносимых потомков. И на этом эксперимент можно было бы заканчивать, если бы не два обстоятельства.

Чтобы максимально приблизить эксперимент к жизни, его авторы ввели в программу два фактора: они населили свой виртуальный мир возбудителями различных болезней и дали возможность животным мутировать, причем не только в положительную, но и, как это бывает в реальности, в отрицательную сторону.

Дойдя до определенной критической точки, когда количество самок «нетрадиционной ориентации» достигло своего, судя по всему, максимума, их прогрессивное развитие остановилось, и начался бурный регресс. На сцену выступили болезни и мутации. Многочисленное партено-генетическое потомство начало стремительно уменьшаться – виртуальных животных косила виртуальная эпидемия. Те самые вирусы, которые были внесены в программу популяции, погубили почти всех партеногенетических животных. Почему они оказались настолько неустойчивы к заболеваниям?

Вся информация о том, как будет выглядеть живая особь, ее привычки, склонность к болезням и особенность поведения зашифрованы в ДНК. Пресловутая ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков, которая выглядит как двойная спираль из нуклеотидов. Ширина спирали составляет 2,2–2,4 нм.

Повышенный уровень радиации, оксиданты, вирусы, химические вещества могут привести к повреждению ДНК: молекула может терять целые участки хромосом и, соответственно, будет передавать потомкам искаженную, нарушенную информацию. Чтобы последующее поколение могло избавиться от мутаций, необходима здоровая молекула извне, чтобы залатать ею генные прорехи.

В эксперименте вся популяция доминирующих самок была представлена потомками всего лишь 20 прародительниц. Из поколения в поколение от матери к дочери внутри популяции развивалось всего 20 линий вида, причем у каждой из этих линий имелся только один ДНК-код, полученный ею от основательницы. Этот код сохранялся из поколения в поколение и передавался потомкам без каких-либо изменений, ведь новым животным неоткуда было получить свежий генетический материал, они появлялись на свет только от одного родителя, точнее, родительницы. Картина складывалась такая же, какую мы наблюдаем при почковании. Если заболевание настигало какую-нибудь из самок, то оно поражало всех последующих представительниц ее линии. Говоря языком компьютерщиков, вирус, взломав код одной особи, уже безо всякого труда внедряется в организмы остальных с таким же кодом: пароль у него уже есть. Таким образом, заболеванию понадобилось взломать всего лишь 20 кодов, чтобы погубить почти всю популяцию, а исправить повреждения в ДНК несчастным самочкам было нечем.

Вирусам понадобится совсем немного времени, чтобы взломать ДНК-коды партеногенетических животных

А вот представителям популяции, полученной путем классического способа размножения с участием самцов, противостоять вирусу было намного проще – спонтанное соединение генов дало большое разнообразие генетических комбинаций. Вирусу понадобилось куда больше времени на то, чтобы вывести их из строя, к тому же некоторые коды оказались ему и вовсе не по зубам. Но что произошло дальше?

Чем больше генетических комбинаций в потомстве, тем выше шансы на выживаемость

Виртуальный зоопарк понес значительные потери из-за эпидемии, к концу которой численность его обитателей сократилась на угрожающие 80 %. Но эпидемия остановилась. Выжили сильнейшие особи, которые продолжили размножаться. И опять самки, производящие потомство путем партеногенеза, начали преобладать. Тогда-то и произнес свое веское слово второй фактор – мутации. За прошедшее время в ДНК-кодах ушлых партеногенетических самок накопилось столько губительных изменений, что их вполне хватило, чтобы окончательно разделаться с популяцией бессамцовых животных. И опять двуполая популяция оказалась в выигрышном положении. Из-за того что в воспроизводстве участвовали два родителя, а не один, детеныши наследовали половину генетического набора отца и половину матери. У последующих поколений все негативные изменения получали шанс исчезнуть, поскольку богатый ассортимент генетических комбинаций позволял без труда исправить ошибку природы.

Какие бы исходные данные ни закладывали экспериментаторы в свою программу, результат оставался прежним: однополые популяции обречены на вымирание. Если болезней и мутаций было много, это происходило на 75-м поколении, если мало – где-то на 200-м, но в конечном итоге ничего не изменялось. Партеногенеты все равно погибали, в то время как разнополые популяции хоть и несли убытки в количестве, хоть и медленно восстанавливались, но выживали, и каждый раз после катастроф восполняли свою численность.

Чем больше разнородных особей одновременно участвует в процессе размножения, тем большее число генетических комбинаций в итоге доступно новому поколению, тем более богатый материал оказывается в распоряжении вида, а значит, тем выше шансы избавиться от вдруг появившегося отрицательного признака. В этом отношении партеногенез – абсолютно невыигрышный вариант. Вот почему он оказался невыгоден для высших животных.

Низшие приносят бесчисленное множество потомства. Качество они компенсируют количеством. Высшие животные несравнимо менее плодовиты, мало того, чем выше они стоят на лестнице развития, тем меньше потомства за свою жизнь могут принести. Даже кроликам с их легендарным талантом к размножению очень далеко до тех же лягушек. Что уж говорить о человекообразных обезьянах или о самом человеке. Главный двигатель эволюции высших видов – генетическое разнообразие, которого партеногенез как раз таки и не может. Все организмы, которые обошли принцип генетического разнообразия, фактически остановились в своем развитии и не поднялись выше рыб. Поэтому у партеногенеза нет будущего в программе эволюции.

Гермафродитизм поначалу тоже представляется довольно привлекательным способом размножения, даже более выгодным, чем партеногенез. Гермафродиты изловчились убивать сразу двух зайцев: у них все до единой особи способны рожать, то есть скорость распространения популяции остается такой же, как при партеногенезе, да плюс еще решается проблема с генетическим разнообразием, участвуют-то в спаривании две особи с разным ДНК-кодом! Чего еще желать? Если бы люди могли рожать так, то европейским странам вряд ли грозила бы демографическая катастрофа. Правда, не совсем понятно, что тогда делать с китайцами.

В дикой природе у подавляющего большинства разнополых видов партнера выбирают самки. Выбирая себе самого сильного, самого здорового и самого красивого самца, они повышают шансы своего потомства на выживание в условиях жестокой конкуренции за место под солнцем. Самки некоторых видов не ограничиваются только одним половым партнером и за один брачный сезон совокупляются с несколькими самцами. Так, например, поступают кошки. Хвостатую невесту обычно преследует веселая стайка симпатичных кавалеров, и она вполне может соединиться с несколькими котами. Собаки тоже могут подпускать к себе пару-тройку кобелей. Иногда подобные случаи происходят и у людей.

У кошки в одном помете могут быть котята от разных котов

Американка Мия Вашингтон прославилась тем, что родила двойняшек от двух разных отцов. Эта славная девушка одновременно поддерживала интимные отношения с двумя мужчинами, и в один прекрасный момент, когда в ее организме созрели сразу две яйцеклетки – редчайший случай для человеческой самки! – оба парня оказались на высоте. Братья Джастин и Джордан Вашингтоны появились на свет с разницей всего лишь в 7 минут.

Подвязочные змеи во время брачного периода сплетаются в клубки, которые могут насчитывать несколько десятков особей, из них только одна будет самкой, а остальные – самцами. ДНК-тест потомства этих пресмыкающихся показывает, что одновременно у мамы-змеи могут родиться дети от разных отцов.

Биологи говорят, что самки, подпустившие к себе наибольшее количество самцов, рожают более многочисленное и, что самое важное, более живучее потомство. Вероятно, это объясняется конкуренцией еще на уровне оплодотворения, когда самые сильные сперматозоиды соревнуются в том, кто из них быстрее доберется до яйцеклеток. Генетики назвали подобный процесс гаметическим отбором, то есть отбором, который проходит еще на уровне гамет – половых клеток. Не секрет, что большинство сперматозоидов бесславно погибает, так и не добравшись до цели. Это – самый первый этап естественного отбора, еще до зачатия. Сами посудите: сперматозоидам, чтобы слиться с яйцеклеткой, приходится преодолеть огромное (по их понятиям) расстояние в не очень-то дружелюбной среде, пробиться через внешнюю оболочку яйцеклетки и слиться с ее ядром, причем в условиях жесточайшей конкуренции! Поистине героические усилия! Говорят, что именно благодаря гаметическому отбору у японцев, переживших атомную бомбардировку, количество генетических аномалий в потомстве оказалось значительно ниже, чем ожидалось, – большая часть бракованного материала не прошла контроль на самом первом этапе.

У любого биологического вида есть сверхзадача: сохраниться в потомках, иначе вид перестанет существовать. Целостность вида заключается в сохранении и устойчивой передаче по наследству ряда видовых признаков: размер, окрас и длина шерсти или перьев, наличие когтей и зубов, копыт и хвостов – словом, всего того, что позволяет нам визуально отличить, например, слона от курицы.

Одновременно живым существам необходимо постоянно совершенствовать свои качества, чтобы приспосабливаться к изменениям среды, в которой они обитают. С одной стороны, надо как можно тщательнее сохранять первоначальный вид, а с другой – постоянно изменяться. Задачи откровенно противоречивые.

Еще со школьной скамьи мы помним термины «разделение труда» и «узкая специализация». Благодаря внедрению этих ноу-хау цеховикам еще в Средние века удалось решить вопрос повышения производительности труда. Мастер, в совершенстве владеющий какой-то одной операцией, добивался куда больших успехов, чем специалист широкого профиля.

Природе этот метод был известен задолго до появления динозавров. Быстренько смекнув, в чем суть, она создала два пола и наградила каждый своими собственными поведенческими и психологическими особенностями.

Мужские особи лучше справляются с поиском, освоением новых пространств, они выступают в роли разведчиков как в прямом, так и в переносном смысле. Вожаки уводят свои стада и стаи на новые места обитания, они первыми бросаются в бой, если возникла угроза, именно их природа отправляет и в генетическую разведку.

Женские особи более консервативны, их логика сродни рассуждению «Пусть хуже, зато привычно». Женщины лучше справляются с шаблонными, уже изученными задачами, где не требуется новаторских решений. Мужчинам больше нравится что-то новенькое, им нравится быть изобретателями Достаточно вспомнить вечную мужскую тягу к ковырянию в железках. В сто двадцать первый раз отвинтить гайку, продуть ее, привернуть на новое место и посмотреть, что получится.

Мужчину хлебом не корми – дай в железках поковыряться

Мужчины, образно говоря, приносят заготовку изобретения, а женщины отшлифовывают ее, доводя до совершенства. Самый простой пример – любимейшее из женских рукоделий – вязание. На мужчину, умеющего и любящего вязать, сегодня смотрят, мягко говоря, вопросительно. Однако вязание было изобретено на Древнем Востоке, а затем распространилось по Италии и Испании и считалось исключительно мужским занятием. Женщин даже не обучали ему, полагая, что они просто-напросто не способны вязать. И только после XVI века женщины взяли в руки пряжу и спицы и довели грубоватые изделия мужчин до небывалых вершин изящества.

Ситуация повторилась и с вышивкой. Все в том же XVI веке она была преимущественно мужским занятием. И только позднее женщины полностью овладели вышивальными премудростями и привнесли в этот вид рукоделия свои, чисто женские черты, опять же – доведя его до совершенства.

Если жизнь бежит по накатанной, то различия между ролями, которые играют два пола, сводятся к решению чисто бытовых вопросов и, хотя и вызывают порой головную боль у противоборствующих сторон, в целом не имеют глобального влияния на ход эволюции человека.

Пока поблизости не появились хищники или не началась пурга, стадо овцебыков спокойно жует свою траву. Самки, самцы и телята не особенно-то и контактируют друг с другом. Но стоит возникнуть опасности – и каждый из полов вспоминает особенную роль, предназначенную ему величайшим из режиссеров – природой. Самки собирают в кучу телят и закрывают их собой. Самцы занимают круговую оборону, взяв в кольцо женщин и детей, выставив вперед могучие лбы, увенчанные серьезным оружием в виде тяжелых рогов, и закрывая слабых от опасности своими могучими телами.

Царь зверей лев основную часть своего времени проводит в праздности, расцвечивая свою жизнь едой и сексом. Но стоит на территорию прайда проникнуть врагу – другому самцу или гиенам – он тут же ринется в бой и будет яростно защищать свою семью, пока львицы прячут львят.

В мирное время мужчина может позволить себе повалять дурака, расслабиться на рыбалке или с друзьями в бане. Но если вдруг произойдет что-то экстремальное, он первым бросится ликвидировать последствия стихийных бедствий или отражать атаку клонов.

Это различие в предназначении видно во всем, начиная от половых клеток и заканчивая личными отношениями. Яйцеклетка – большая, стабильная, неподвижная – и сперматозоид, вечно ищущий, вечно в движении, гибнущий на пути к цели в жесточайшей конкуренции с себе подобными. Принцесса, ждущая своего принца в высокой башне, – и принц на белом коне, скачущий на поиски своей возлюбленной, продирающийся сквозь заросли терновника и сражающийся с драконами. Женщина, которая хочет, чтобы за нее боролись – с другими мужчинами, с обстоятельствами или даже с ней самой, – и мужчина, который завоевывает внимание женщины.

В экстремальной ситуации мужчины первыми идут в бой

Мужчина – экспериментатор, новатор, исследователь. Женщина – наблюдатель, собиратель, хранительница традиций. У мужского пола случаи мутаций встречаются в два раза чаще, чем у женского. Границы показателей любой нормы у мужчин гораздо более узкие, чем у женщин. Мужской пол поставлен в жесточайшие условия, он у природы словно подопытный кролик, на котором она пробует новые варианты: – как оно будет, если сделать вот так? При возникающих изменениях окружающей среды первым на них мутационными изменениями реагирует именно мужской пол, накапливая положительный опыт и передавая его на хранение женскому полу. Отрицательный генетический опыт подвергается беспощадному уничтожению, увы, вместе с его носителем. Именно мужские особи обычно становятся родоначальниками новых пород животных, как, например, в случае с канадскими сфинксами или орловскими рысаками.

Пример мужской мутации: в помете у обычной кошки родился голый котенок мужского пола. Он стал родоначальником породы канадский сфинкс

Знаменитый орловский рысак. У основателя породы арабского жеребца Сметанки был лишний грудной позвонок и лишняя пара ребер

Если мы вспомним гидр или тлю, о которых говорили в начале книги, то стоит заострить внимание на том факте, что стабильные условия существования (относительно постоянная температура окружающей среды и изобилие пищи) приводят к однополому размножению путем партеногенеза. Как только эти условия меняются, например наступает осень, а значит, изменяется температура, влажность воздуха, становится меньше корма, – самки прибегают к услугам самцов и производят на свет потомство, приспособленное к произошедшим изменениям окружающей среды. Точно так же поступает подавляющее большинство других живых существ.

Мужчины у природы – подопытный материал. Она экспериментирует: а вдруг так будет лучше?

Количество рождающихся мальчиков повышается после глобальных катастроф или войн. Вероятно, это тоже реакция человека как биологического вида на экстремальные условия.

Природа апробирует новые варианты, приспособленные к изменившимся условиям, на мужчинах, а затем то, что прошло проверку на качество, передает для сохранения и накапливания женщинам.

Ассортимент мужчин в природе шире и богаче, чем женщин. Женский пол представлен более концентрированной группой, у мужского генетический разброс больше – чтобы обеспечить выбор. Гениальных ученых, изобретателей, музыкантов среди мужчин несравнимо больше, чем среди женщин, но и совершенно опустившихся до скотского состояния экземпляров – тоже.

Если бы в биологическом арсенале животных пол был только один, то позвоночные никогда не достигли бы такого прогресса в своем развитии, и особенно – человек. Если бы наш вид был представлен только мужчинами, он вымер бы в первую тысячу лет своего существования из-за манеры соваться куда не следует. Если бы наш вид был представлен одними женщинами, мы выжили бы, но не выбрались из пещер из-за развитого инстинкта самосохранения. Хотя, надо признать, что пещеры эти были бы весьма искусно украшены кусочками меха, камушками и другими доступными первобытным людям элементами декора.

О ценности мужского пола говорит и такой факт: популяция двуполых животных должна платить очень высокую цену за наличие самцов. Им требуется гораздо больше пищевых ресурсов, а отдача от них слишком мала – большинство самцов в условиях естественного и полового отбора оказываются исключенными из репродуктивной программы. Холостяки многих видов млекопитающих сбиваются в целые стада и бродят по лесам и саваннам в надежде когда-нибудь, хотя бы случайно, спариться с самкой. Получается, что самцы в основном едят и спят, в то время как самки трудятся не покладая рук: беременеют, вынашивают, рожают, выкармливают новые поколения.

Самцы, не занятые в воспроизводстве, тратят энергию только на сон и еду

И все же, несмотря на сложности, эволюция, жестоко отсеивающая все лишнее, культивировала мужской пол, сохранила его и сделала его существование одним из условий своего успешного хода.

В том, что мужской пол жизненно необходим для благополучного процветания вида, убеждает интересный эксперимент, поставленный биологами из Орегонского университета.

В качестве подопытных кроликов выступили Caenorhabditis elegans, маленькие червячки, относящиеся к нематодам (нематодами называют любых круглых червей, тело которых не имеет сегментов и сужается с обеих сторон). Червячки интересны тем, что их популяция представлена гермафродитами и небольшим количеством «чисто самцов». Путем искусственного отбора ученые вывели две породы этих червей, отличавшихся только тем, что в одной породе были представлены только гермафродиты (тип OS), а во второй присутствовали и самцы, и самки, которые размножалась исключительно путем перекрестного оплодотворения (тип OO). Было создано две подопытные группы червей с равным количеством особей типов ОО и OS, затем к каждой группе была добавлена порция червей исходного вида, лишенная этих мутаций (тип WT). Эксперимент продолжался в течение 50 поколений червей. Каждое поколение подвергалось действию мутагенного препарата, что приводило к увеличению частоты мутаций. Червей помещали в чашку Петри, в другой половине которой находилась их пища – бактерии E. coli. Чтобы добраться до еды, черви должны были преодолеть небольшую перегородку.

Caenorhabditis elegans: выжившие участники эксперимента

По окончании этой части эксперимента ученые сравнили изменения в приспособленности у особей первого поколения червей и выживших представителей последнего, пятидесятого. Для этого червей в равных пропорциях смешивали с контрольными червями, в геном которых был введен ген светящегося белка, и помещали в благоприятные для жизни условия. Через некоторое время, достаточное для того, чтобы черви размножились, биологи определяли количество светящихся особей в потомстве. Если их становилось меньше – значит, приспособленность выросла, если больше – значит, произошла деградация.

Результаты эксперимента однозначно свидетельствовали о том, что перекрестное оплодотворение – мощное средство борьбы с генетическими ошибками. Количество несветящихся особей неизменно оказывалось большим. Искусственно повышенная скорость мутирования привела к вырождению всех пород червей, кроме OO, которые размножались перекрестным оплодотворением.

Даже тем породам, у которых мутагенез не был искусственно ускорен, высокая частота перекрестного оплодотворения дала преимущество. В одной из двух контрольных пород OS даже без повышения скорости мутирования отказ от перекрестного оплодотворения привел к вырождению. Эксперимент также показал, что частота перекрестного оплодотворения у большинства «диких» пород WT оказалась заметно выше исходной. Это, пожалуй, самый важный результат. Он означает, что в жестких условиях (в данном случае таким условием была необходимость преодоления препятствия на пути к еде) естественный отбор дает явное преимущество особям, размножающимся путем перекрестного оплодотворения. Потомство таких особей оказывается более жизнеспособным.

Напоследок ученые решили проверить, помогает ли перекрестное оплодотворение адаптироваться к изменениям путем накопления полезных мутаций. На этот раз червям, чтобы добраться до пищи, нужно было преодолеть зону, заселенную патогенными бактериями Serratia. Эти бактерии, попадая в пищеварительный тракт червя, вызывают у него опасное заболевание, часто заканчивающееся смертью. Чтобы выжить, червям пришлось бы либо выработать иммунитет к ним, либо догадаться не есть вредные бактерии. Спустя 40 поколений породы OO (с перекрестным оплодотворением) отлично приспособились к новым условиям, породы WT (дикие) приспособились несколько хуже, а породы OS (самооплодотворяющиеся гермафродиты) не приспособились совсем – все черви этой группы погибли. При этом у WT вновь резко возросла частота перекрестного оплодотворения. Значит, перекрестное оплодотворение действительно помогает популяции приспосабливаться к меняющимся условиям, в данном случае – к появлению болезнетворного микроба.

Говорят, что когда-то, очень-очень давно, когда жизнь на нашей планете была представлена только простейшими, все до единого микроорганизмы несли в себе только Х-хромосомы и никакого мужского пола не предполагалось. Он попросту был не нужен: все размножались делением и особо не грузились такой мелочью, как гендерная идентификация. Но потом произошла чудовищная мутация. Одна из Х-хромосом лишилась одного из четырех кончиков. То ли он просто потерялся, то ли два кончика срослись в один – непонятно. Получилась хромосома-инвалид, по форме напоминающая букву Y. Инвалид был микроскопически мал и передвигался в воде с помощью своих примитивных ресничек, тем не менее выжил и даже сумел наплодить себе подобных носителей таких ущербных хромосом. Так появился первый мужчина.

За все время своего существования, а если быть точнее, за 166 миллионов лет, Y-хромосома почему-то так и не эволюционировала в нечто более прекрасное.

Мужчина на генетическом уровне: Х– и Y-хромосомы, отвечающие за формирование мужского пола у большинства живых существ

Мало того, путешествуя во времени, она еще и лишилась 1393 из имевшихся в ней изначально 1438 генов. Впоследствии, правда, обездоленный Y кое-что поднакопил, и сейчас в составе хромосомы целых 78 генов, то есть в 18 (!) раз меньше, чем должно быть. Поэтому некоторые ученые оскорбительно называют мужскую гамету «почти полностью деградировавшей Х-хромосомой». Эти же некоторые ученые, подсчитав скорость потери генов Y-хромосомы, утверждают, что примерно через 125 тысяч лет несчастное недосущество окончательно деградирует, девальвирует, дезактивируется и навсегда исчезнет с лица Земли. Мужской пол опять растворится в эволюционных дебрях. Наверное, эти ученые – женщины.

Случается, отдельные слабые голоса в научном мире женщинам возражают и говорят: нет, мол, ничего подобного. Мы вот тут изучили хромосомы шимпанзе и со всей ответственностью заявляем: ничего никто не терял, все так и должно быть. И никуда хромосома исчезать не собирается, а так и будет существовать – да! – в таком виде! Нравится вам это или нет. Что-то нам подсказывает, что эти голоса принадлежат мужчинам.

Считается, что все генетически полезное для мужского пола накапливается в этой хромосоме и что она же собирает все то, что генетически вредно для женского пола (интересно, что вообще можно собрать с таким количеством генов?).

Y-хромосома – самая маленькая из всех человеческих хромосом, причем ее размер может сильно отличаться у разных мужчин. Она практически не способна к рекомбинированию – спонтанному соединению с другими хромосомами. Из всех 78 генов только 3 могут свободно перетасовываться в генетической колоде, что делает возможным с большой точностью определять предка по отцовской линии. И поэтому животноводы, подбирая пару производителей, следуют принципу превосходства мужской особи. Говоря простым языком, с точки зрения породы, более правильным должен быть кобель, а не сучка, жеребец, а не кобыла, кот, а не кошка. Это правило было известно с древнейших времен, и люди всегда стремились подобрать своим коровам, овцам и лошадям производителей, превосходящих самок по качествам.

Изменчивость неспособных к рекомбинации 75 генов Y-хромосомы обеспечивается только за счет мутаций. Другими словами, 95 % этой хромосомы представляют собой своего рода летопись всех мутаций, произошедших у данного вида животных. Генетическая информация по линии отца передается потомству в более устойчивом виде.

Подбирая пару производителей, животноводы предъявляют более высокие требования к мужской особи, нежели к женской

Соответственно, чем лучше отец, тем лучше потомство, чем хуже качества отца, тем хуже потомки. Но оставшиеся 5 % способных к рекомбинации генов дают нам такой богатый генетический материал, что это оправдывает все издержки, связанные с существованием мужского пола.

Самец может наделать сколько угодно детенышей, в отличие от самок, которые в количестве потомства сильно ограничены. Таким образом, у самцов возможности передачи новых генов значительно выше, чем у самок, поэтому мутации у мужского пола имеют большее значение для популяции, чем женские мутагенные изменения.

В настоящее время генетики нашли в Y-хромосоме около 160 единиц, способных изменяться. Почти 60 миллионов пар нуклеотидов этой хромосомы образуют хромосомные линии, которые по своей сути сходны с линиями молекулы ДНК, передающейся от яйцеклетки. Однако в ДНК присутствуют только точечные мутации, в то время как Y-хромосома с ее генетическими накоплениями – настоящий банк всевозможных изменений, хранимых ею практически все время своего существования. Поэтому Y-хромосома куда более ценна с точки зрения эволюции, чем Х-хромосома. Мало того, как выяснилось, Y-хромосома научилась противостоять деградации. Ее нуклеотидный состав симметричен, он состоит из двух одинаковых частей, расположенных зеркально относительно друг друга. Чтобы это было более понятно, приведем пример палиндрома в виде набора букв: АБААБА. Если это сочетание букв разделить на две части по средней линии, то мы получим зеркальную симметрию – палиндром.

Непарность Y-хромосомы – вот основа эволюции. Если у женщины одна из Х-хромосом каким-то образом изменилась, то вторая Х-хромосома, генетический близнец пострадавшей, будет противостоять мутации и сведет ее проявления к минимуму. А у мужчин хромосомы-дублера нет. Подсчитано, что у каждого мужчины в Y-хромосоме содержится не менее 600 нуклеотидов, отличающих его генотип от генотипа отца, – это в тысячи раз больше вариантов наследственности, чем может обеспечить естественная мутация.

Конечно, это не всегда дает только положительный результат. Непарность Y-хромосомы приносит и гнилые плоды. Существуют наследственные заболевания, которыми болеют только мужчины или преимущественно мужчины, а женщины, оставаясь здоровыми, всего лишь носительницы этого заболевания.

Самый известный пример – гемофилия, или несвертываемость крови. «Неправильный» ген передается от матери к сыну, но сама мать при этом остается здоровой. Женщина заболеет только в том случае, если у нее дефектный ген появится в обеих Х-хромосомах.

Такая же печальная история с дальтонизмом – особенностью цветового зрения у людей и приматов, при котором дальтоник полностью или выборочно не различает цветов. Женщины-дальтоники встречаются в 20 раз реже, чем мужчины, хотя носитель дальтонического гена – женский пол.

Конечно, у мужчин не вырастает третья рука или вторая голова. Эти мутации гораздо менее заметны, поскольку спрятаны глубоко в генах, и в крайних случаях могут быть обнаружены при серьезных медицинских исследованиях. У мужчин куда чаще, чем у женщин, обнаруживаются отклонения в строении тела, например дополнительная мышца или нестандартное развитие кровеносной системы. Это не просто ошибка природы. Природа экспериментирует, проверяя все возможные вариации – а вдруг такой финт будет полезен будущим поколениям?

Дарвин отмечал, что многопалость (полидактилия) у мужчин встречается в полтора раза чаще

При благоприятных условиях те, кто не имеет мутаций, и те, кто их имеет, размножаются одинаково. Но если условия окружающей среды резко меняются, то уже буквально во втором поколении выясняется, кто чего стоит и насколько оправданно нововведение. Если мутация удачная, то ее носитель закрепит себя в потомках. Если неудачная, то носитель погибнет, прекратив передачу нового гена последующим поколениям.

Конечно, у человека эволюция происходит не с такой скоростью, как у животных. Мы приносим куда меньше потомства и создаем для себя максимально комфортные условия для выживания. Но механизм работы Y-хромосомы теперь вполне понятен. Мужской пол – своего рода экспериментальный материал и кладовая новых генетических комбинаций. Мужскому полу теперь до скончания века приходится на своей шкуре отрабатывать все эволюционные новшества, а женскому – сохранять и преумножать лучшее.

Разделение на два пола – это и есть та самая специализация, то самое разделение труда, которое жизненно необходимо для наилучшего выполнения глобальной задачи всего живого: эволюционировать. Гермафродитизм в этом отношении невыгоден тем, что его носители ведут себя одинаково, у них стерты различия в полоролевом поведении и предназначении. У них нет выраженных самцов и самок, они представляют собой усредненное нечто и ведут себя одинаково. Соответственно, у них нет и разделения труда, и со своей сверхзадачей они справляются значительно хуже.

За то, что мы все такие разные, мы должны благодарить Y-хромосому

Наконец, именно двуполому размножению мы обязаны своей личной индивидуальностью. За то, что на земле нет двух одинаковых людей, мы должны благодарить Y-хромосому. Спасибо вам, мужчины!