Секс и эволюция человеческой природы
Шрифт:
Во имя одностороннего разоружения
Однако в целом общие интересы оказываются сильнее эгоистичных порывов отдельных генов-нарушителей. Как сказал Эгберт Ли, «парламент генов» защищает свои права{136}. Но, надо думать, некоторые из моих читателей недовольны. Они говорят: «Маленький экскурс в клеточную бюрократию, хоть это и было забавно, не помог нам приблизиться к ответу на вопрос, заданный в начале главы: почему полов — два?»
Имейте терпение. К ответу нас приведет путь исследования конфликтов интересов между наборами генов, ибо сама двуполость может оказаться частью клеточной бюрократической машины.
Самцы определяются как пол, поставляющий сперму или пыльцу — многочисленные маленькие и подвижные гаметы. Самки же производят несколько больших неподвижных гамет — яйцеклеток. Но размер — не единственное различие между женской и мужской гаметой. Гораздо интереснее для нас сейчас гены, которые потомок получает
До сих пор я не обращал внимания на то, от кого из родителей приходят гены. Но это не совсем корректно. Когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, он передает ей всего одну вещь — полный генов мешок, называемый ядром. Все остальные его части в яйцеклетку не попадут — в том числе, и несколько отцовских генов, находящихся вне ядра. Они расположены в микроскопических структурах — определенных органеллах. Существует два основных типа органелл, содержащих гены — митохондрии и хлоропласты. Первые используют кислород, чтобы получать энергию из пищи (у растений), а вторые (встречающиеся у растений) приспособили солнечный свет, чтобы делать пищу из воздуха и воды. Эти органеллы происходят от свободноживущих бактерий, которые поселились внутри клеток и были «одомашнены», поскольку их биохимические способности оказались полезны клетке-хозяину. Они пришли сюда со своими генами, многие из которых и у них по-прежнему работают. Человеческие митохондрии, к примеру, содержат 37 собственных генов. И спросить «почему полов — два?» это то же самое, что поинтересоваться «почему гены органелл (еще их называют цитоплазматическими генами) наследуются по материнской линии?»{138}.
Почему бы вместе с ядром в яйцеклетку не пустить и органеллы сперматозоида? Эволюция, судя по всему, сделала все возможное, чтобы избежать этого. У растений небольшое пережатие спермия предотвращает попадание отцовских органелл в яйцеклетку. У животных ядро сперматозоида перед входом в яйцеклетку проходит что-то вроде полного личного досмотра с раздеванием, в результате чего все органеллы остаются снаружи. Для чего же это нужно?
Ответ нужно искать в исключении из этого правила: у водорослей Chlamydomonas есть два пола — «плюс» и «минус». Это вместо самцов и самок. У этого вида родительские хлоропласты ведут самую настоящую войну на истощение, в которой выживают всего 5 % из них. Они принадлежат родителю «плюс», который побеждает «минусы» в силу численного превосходства{139}. Эта война истощает клетку. Ядерные гены подобны шекспировскому герцогу из «Ромео и Джульетты», с горечью смотрящему на вражду двух своих подданных:
Мятежники, спокойствия враги, Свои мечи позорящие кровью Сограждан! Эй! — не слышат?.. Люди, звери, Гасящие огонь своей вражды Губительной пурпурными струями Из жил своих! Под страхом пытки, бросьте Оружье из окровавленных рук, И слушайте разгневанного князя. Три раза уж междоусобной распрей Из пустяков ты, старый Капулетти, И ты, Монтекки, нарушали мир… …когда вы снова Осмелитесь нарушить тишину На улицах, то жизнию своею Ответите за возмущенный мир.Как вскоре выяснит герцог, даже эта суровая угроза оказалась не способна погасить ссору. Если бы он последовал примеру ядерных генов, то убил бы все семейство Ромео Монтекки. Ядерные гены матери и отца вступают в сговор, в результате которого внеядерные гены отца оказываются убиты. Ядру самца выгодно позволить убить свои органеллы и получить за это жизнеспособное потомство. Владельцы более покорной версии органелл (пола «минус») хоть и жертвуют ими, но получают преимущество. Если организм может выбирать, скреститься ли со «своим» типом, развязав войну органелл, или с другим, гарантировав мир, то любое отклонение в популяции от равного числа убийц и жертв (50:50) приносит пользу более редкому типу (он всегда найдет партнера, с которым не будут воевать его органеллы). В результате, соотношение
На основании этих аргументов, Лоренс Херст из Оксфорда утверждает: двуполость — неизбежное следствие полового процесса, происходящего путем слияния двух клеток. Другими словами, если у данного вида половой процесс происходит именно таким образом, как у Chlamydomonas и большинства животных и растений, то вы обнаружите у него два пола. Если же он представляет собой конъюгацию — формирование трубки между двумя клетками и передачу по ней ядра без их слияния, то не происходит и конфликта между органеллами, и не нужно пола-убийцы и пола-жертвы. И правда: у видов с половым процессом конъюгационного типа — ресничных протистов и грибов — существуют многие десятки полов. А у всех (почти без исключения) видов с половым процессом, идущим путем слияния клеток, полов — два. Убедительным примером в этой связи является ресничная инфузория отряда Hypotricha, у которой половой процесс может проходить обоими способами. Если он идет слиянием клеток, инфузория ведет себя так, словно у нее два пола, а в случае же конъюгации — будто полов много.
В 1991 году, внося окончательные правки в свою стройную теорию, Херст наткнулся на одну форму миксомицета, казалось бы, ей противоречившую — у нее имеется целых 13 полов, хотя половой процесс проходит по типу клеточного слияния. Но ученый изучил вопрос более подробно и обнаружил, что все 13 полов выстроены в строгую иерархию. Пол 13 всегда передает органеллы — независимо от того, с кем он скрещивается. Пол 12 передает их, только если скрещивается с 11-м или меньшим по номеру. И так далее. Это работает так же, как и двуполость — просто выглядит чуточку сложнее{140}.
Безопасный секс под микроскопом
Наряду с большинством животных и растений, у людей половой процесс проходит по типу клеточного слияния — и у нас два пола. Но форма нашего полового процесса очень своеобразна. Самцы не уничтожают свои органеллы — они просто оставляют их «за порогом». Обычный сперматозоид несет лишь ядро, двигатель в виде митохондрий и жгутиковый пропеллер. Производящие сперму клетки сильно вытягиваются и избавляются от всего, что плавает в цитоплазме до момента созревания сперматозоида. Однако при встрече с яйцеклеткой «за борт» идут даже пропеллер и двигатель — дальше проходит только ядро.
Херст объясняет это, снова обращаясь к инфекционным заболеваниям {141} . Органеллы — не единственные генетические мятежники внутри клетки. Там же обитают многочисленные бактерии и вирусы. К ним применима такая же логика, как и к органеллам: если клетки сливаются, то конкурирующие бактерии из каждой из них начинают бороться не на жизнь, а на смерть. Если бактерия, живущая припеваючи внутри хозяйской яйцеклетки, неожиданно обнаруживает, что ее обитель подверглась вторжению пришедших вместе со сперматозоидом конкурентов, она вынуждена перейти от латентной формы существования и в фазу манифестации [42] . Существует масса примеров того, как заболевание пробуждается именно при заражении конкурирующими инфекциями. К примеру, если вирус ВИЧ, вызывающий СПИД, заражает клетки человеческого мозга, он может долгое время находиться там скрытно. Однако если туда же попадет цитомегаловирус — вирус совсем другого типа, — то ВИЧ «просыпается» и начинает стремительно размножаться. Это — одна из причин, по которым считается, что вероятность развития СПИДа у ВИЧ-инфицированных индивидов больше в присутствии второй, осложняющей инфекции. Еще одной особенностью этого заболевания является то, что самые разнообразные (обычно безвредные) бактерии и вирусы — такие как Pneumocystis, цитомегаловирус или герпес (живущие преспокойно внутри тела многих из нас), — по мере прогрессирования СПИДа, могут неожиданно становиться вирулентными и агрессивными. Отчасти это из-за того, что СПИД — заболевание иммунной системы, благодаря чему именно иммунное подавление вирусов оказывается ослаблено. Но в этом есть и эволюционный смысл: если ваш хозяин собрался умирать, то нужно размножаться как можно быстрее. Так называемые оппортунистические инфекции, соответственно, бьют по вам, когда вы уже и так ослаблены. Между прочим, есть предположение, что кросс-реактивность иммунной системы (когда заражение одной линией паразита вызывает иммунную устойчивость к другой линии того же паразита), возможно, является для паразита, когда он оказывается внутри хозяина, способом захлопнуть за собой дверь перед носом конкурентов одного с ним вида {142} .
42
Латентной называется такая фаза существования паразита, когда болезненные симптомы не выражены. Инфекционное заболевание проявляется в фазе манифестации.