| | | Написал
Мужчина вида Homo sapiens отличается тем, что не вынашивает ребенка, не выкармливает его, имеет Y-хромосому и характерные вторичные половые признаки: бороду, кадык, . Видимо, что-то из этого и позволяет ему называться «мужчиной». Не «настоящим мужчиной», конечно, но таким, обычным.
Пениса нет у мужчин-птиц. Y-хромосомы нет у мужчин-мух. Выкармливает детей вообще очень мало кто на земле. А вот мужчина – морской конек, например, вынашивает. Икру на спине таскает.
Выходит, все выдумывается как попало — по сходству с человеком и по наитию? Тогда что за фигня с морскими коньками? Почему из двух рыб (обе с виду безумные настолько, что там не до определения пола) мы считаем мужской особью ту, которая носит на себе икру?
Еще сложнее со всякими медузами, грибами и одноклеточными. Как определить, кто из двух прозрачных микроскопических студней — мальчик, а кто — девочка? Но ведь определяют же как-то.
На самом деле никакого гадания по инь и ян нет — все гораздо проще. «Мужчиной» называется особь, которая передает будущему потомку свои гены, — и больше ничего. Для развития зародыша мужчина не нужен.
Половое размножение — это когда два организма берут каждый по клетке из своего тела и сливают их друг с другом. Из образовавшейся химеры получается новый организм, такой же как родители.
Половое размножение есть даже у одноклеточных. Те периодически производят специальные половые клетки, которые находят себе пару и сливаются со своей пассией. Иногда эти половые клетки вообще не отличаются друг от друга.
Разделение на мужской и женский пол появляется в тот момент, когда одна из сливающихся клеток начинает отличаться от другой.
Когда-то давно эволюция сообразила, что две одинаковые клетки, каждая из которых содержит багаж питательных веществ для развития зародыша, — это неэффективно. Гораздо удобнее разделить функции: сделать гигантскую неподвижную клетку, заполненную едой хоть на год вперед, а в дополнение к ней — маленькую, но оборудованную как ракету. Впереди генетический груз, за ним здоровенная митохондрия — энергоблок — и сзади гигантский болтыхающийся жгут. Чтобы плыть по рекам вагинальным. Все. Такая клетка называется «сперматозоидом», и наличием этой клетки, а не чего-нибудь другого определяется в биологии мужской пол.
Митоз
Хромосомы — это очень длинные молекулы ДНК, плотно намотанные на белковый каркас. При митозе каждая хромосома в клетке удваивается, образуя характерную Х-образную структуру. Каждый из таких «крестов» разделяется на две части — хроматиды. Те содержат одинаковую, только что скопированную ДНК. Хроматиды разъезжаются к двум сторонам клетки. Клетка перетягивается посередине, образуются две клетки с одинаковыми генами.
Тут возникает резонный вопрос: а зачем, извините пожалуйста, этот мужчина со жгутом, митохондрией и бородой вообще нужен?
Но даже у животных — от плоских червей до птиц — женщины иногда решают взять и обойтись без мужчин. Это называется «партеногенез»: яйцеклетка развивается в зародыша без оплодотворения. Обратного не бывает по определению: если бы сперматозоид развивался в зародыша без яйцеклетки, то он бы назывался «яйцеклеткой», а та — «сперматозоидом».
Но почему-то в подавляющем большинстве случаев мужчины все-таки есть. Половое размножение нужно — вопрос только зачем? В учебниках обычно приводится простое объяснение: половое размножение увеличивает разнообразие, а разнообразие — залог успеха.
Бесполое размножение — это копирование. Половое размножение — это смешение. Когда сливаются две половые клетки, их гены случайным образом взбалтываются — образуются новые комбинации, которые иногда оказываются намного лучше оригинала. Все просто? Не совсем.
Начать с того, что мужчины — это просто дичайше дорого.
Во-первых, надо придумывать целый генетический агрегат для того, чтобы клетки вообще можно было сливать друг с другом, — мейоз. Если просто брать и добавлять к маминым генам папины, то у ребенка будет в два раза больше генов, чем у родителей. Поэтому сначала из яиц и сперматозоидов заблаговременно убирают половину генов. Это очень морочно: дрожжи, например, на обычное деление тратят полтора часа, а на стадию мейоза — несколько дней. Чтобы размножиться как взрослые, дрожжам нужно пожертвовать миллионами нерожденных дрожжевых младенцев.
Во-вторых, все эти сложности — ради того, чтобы произвести половую клетку, в которой только 50 % родительских генов. При бесполом размножении передается все. При половом — половина теряется по дороге. То есть в стоимость полового размножения входит 50-процентный налог на ваш вклад в потомка.
В-третьих, даже если вынести за скобки генетику и перспективы ваших генов, мужчины — все равно дорого. Шлепнуть яйцо можно без особых энергетических и временных затрат, попивая сок у себя в квартале. Чтобы этому яйцу устроить встречу со сперматозоидом, надо выбираться из дома, искать самца, завлекать его, как-то разруливать знаменитую мужскую конкуренцию, рискуя быть съеденной или зараженной чем-нибудь неприглядно-половым.
Мейоз
При мейозе по разные стороны перетяжки оказываются не одинаковые хроматиды, а разные хромосомы. В нашем геноме, например, 46 хромосом. Они разбиты на пары — всего 23. В парных хромосомах записаны одинаковые гены, но часто — разные варианты этих генов: один мамин, другой папин. При мейозе из каждой пары одна хромосома уходит в одну получающуюся клетку, а вторая — в другую, то есть генов в расчете на клетку становится в два раза меньше. Причем какая хромосома из какой пары в какую половую клетку попадет — определяется случайным образом. На этом во многом основана изменчивость при половом размножении.
В-четвертых, обещанное разнообразие — та еще радость. Вот вы — мужчина. У вашей дамы сердца в руках тройка королей и две каких-нибудь других карты, а у вас (так и быть) стрит-флеш. И у дамы выбор: либо передать потомству своих королей, либо случайным образом смешать три своих карты с двумя вашими. Теоретически, конечно, можно вытащить комбинацию получше — но шансы так себе. Скорее всего, потомство останется максимум с парой, а то и вовсе ни с чем.
Все эти катастрофические затраты, жертвы и риски были бы еще объяснимы, если бы мужчины были нужны не конкретным женщинам, а видам в целом. Отдельно взятая дрожжевая клетка, может, и останется в убытке от полового размножения, но колонии дрожжей в сумме полезно, чтобы в ней происходили шуры-муры и иногда появлялось что-нибудь новенькое.
Но и с этим, оказывается, не все так чисто. Новенькое-то — это хорошо, но проблема в том, что одновременно с появлением новенького возникает риск, что в колонии испортится что-нибудь старенькое. Гены, которыми клетки обмениваются, нельзя там перемешать, а тут не перемешать — если уж перемешивать, то все.
Живет, например, товарищество червяков, и есть у них ген длины. Длинные червяки крутые, а короткие — так себе. Из-за этого длинные червяки более живучи и чаще размножаются. Со временем «короткий» вариант гена начинает встречаться все реже и реже. Если червяки размножаются бесполым делением, то короткие червяки скоро просто вымрут, а их гены — исчезнут из популяции.
Но если появляются девочки и мальчики — то короткие червяки начинают оставлять свои генетические следы в потомстве длинных. «Короткий» ген может, например, оказаться в какой-нибудь выигрышной комбинации и так сохраниться еще на несколько поколений.
Разнообразие означает, что вокруг хороших генов постоянно ошиваются плохие, и от них гораздо труднее избавиться — то есть половое размножение совсем не обязательно помогает виду.
Начиная с 1950-х генетики на пару с математиками пытаются понять, в какой же все-таки ситуации половое размножение могло появиться, если куда ни плюнь — оно вредно, опасно и дорого.
Сейчас это делается с помощью компьютерных симуляций. Пишется программа, где специальными уравнениями задаются параметры окружающей среды, свойства популяции и сила естественного отбора, а анализируется, например, частота встречаемости полового размножения. Прокрутили симуляцию 500 раз — узнали, как наши выдуманные условия повлияют на половое размножение через 500 поколений. Если симуляции стабильно показывают, что половое размножение исчезает и заменяется бесполым, значит нужны какие-то другие условия.
Так вот. Самая простая модель — это когда вокруг ничего не меняется. Все спокойно. Мутаций нет, притока особей из других популяций тоже, водка не дорожает. Полный застой. В такой ситуации с половым размножением, согласно симуляциям, все понятно: оно совершенно бесполезно. Когда ничего не меняется, гораздо выгоднее воспроизводиться, а не перемешиваться.
Чтобы увидеть хоть какую-то пользу от разделения на женщин и мужчин, ученым пришлось свою модель усложнить. В нее была добавлена переменная движухи. Вот живут себе червяки и размножаются бесполым способом — неоплодотворенными яйцеклетками. Никакого перемешивания генов, только повторение. И вот берем мы этих червяков и шарахаем по ним гамма-радиацией.
У червяков от этого повсюду мутируют гены. У одного вот ген длины превратился из короткого в какой-нибудь волнистый, а у другого вместо гена фермента образовался ген неработающего фермента. Новые гены, короче, появились, точнее варианты генов — аллели. Можно даже без радиации: берем червячих и запускаем к ним банду длинных червяков откуда-нибудь из Сыктывкара, чтобы насильно к бабам приставали и внедряли свои гены в общий котел. Результат тот же самый — приток новых генов.
Сыктывкарские червяки — это, конечно, плохо, но новые гены — может быть, и хорошо. Тут уже другой разговор: мы тасуем не просто всем известные комбинации карт, а одни карты с другими картами, совершенно непредсказуемой силы. Ну был у вас стрит-флеш — а вы, может быть, какую-нибудь карту «испепелитель противников» вытащите. Согласно симуляциям, в такой ситуации половое размножение — а с ним и мужчины — может (в определенных условиях) быть полезным.
Решили вопрос? Не решили. Модель генетической движухи мало кого убедила. Все вроде бы правильно, но как-то странно получается. Для того чтобы кому-нибудь в природе вообще могли потребоваться мужики, нужны какие-то ужасно узкие рамки, тонко подобранные переменные и хрупкие математические построения. Чуть поменяй условия — и изменчивость, порождаемая сперматозоидами, оказывается вреднейшей штукой, вносящей хаос в отточенный и причесанный женский генофонд.
Но половое размножение с разделением на особей — это не какая-нибудь галапагосская редкость. Это почти исключительный способ размножения всех животных на земле. Как объяснить, что оно настолько универсально? Мужчины, почему вас так много?
Смех смехом, но однозначного ответа на этот вопрос никто не знает. Есть несколько гипотез, но ничего определенного. Самая известная из них — во многом благодаря хорошему брендингу — гипотеза Черной Королевы.
Согласно этой гипотезе, стабильности вообще не бывает. Никогда. Наработанная комбинация генов в принципе не может прослужить больше пары поколений — так устроен мир. Мутирует и меняется буквально все на свете, включая окружающую среду.
— У нас, — сказала Алиса, с трудом переводя дух, — когда долго бежишь со всех ног, непременно попадешь в другое место.
— Какая медлительная страна! — вскричала Королева. — Ну а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте.
«Алиса в Зазеркалье», Льюис Кэрролл, пер. Н. Демуровой
Возвращаясь к сильно натянутой аналогии с покером: как бы ты ни хотел передать детям свой стрит-флеш, правила игры меняются так часто, что цепляться за карты нет никакого смысла. Поэтому, гласит гипотеза Черной Королевы, генетический застой в долгосрочной перспективе всегда проиграет генетическому разнообразию. Для выживания потомков нужны не просто хорошие гены — нужно постоянное изменение генов. Приходится бежать, чтобы только остаться на месте. Для этого и используется половое размножение.
Так что думайте, мужчины. Зачем вы нужны, никто точно не знает. Но есть версия: нужны вы для того, чтобы ваши дети могли быть непохожими на своих родителей. На вас в том числе.
Непохожесть — это вообще самое ценное из того, что бывает в природе.
#факты@yakor.blog
 | | | | Вернуться к записи на стену |
{"id":"44199","o":30} |
