Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии - Алексей Алексенко

Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии читать книгу онлайн
Величайшие биологи прошлого пытались разобраться в том, для чего живым существам нужно половое размножение, как оно возникло, какую пользу принесло и почему не исчезло. В книге «Секс с учеными» рассказывается, как ученые попытались связать секс с мутационным процессом и в результате создали целую область науки – популяционную генетику. Речь заходит о разделении на два пола, в котором ничего нельзя понять без теории игр, и половых хромосомах, вокруг которых закручиваются увлекательные сюжеты из молекулярной биологии. Затем повествование переходит к мейозу, о котором до сих было крайне затруднительно прочитать что-то понятное неспециалистам. В связи с ним затрагивается и важнейший вопрос современной науки – происхождение жизни на Земле. Наконец, нашлось в книге место и для обсуждения роли секса в жизни общества, о которой все вроде бы давным-давно написано, но лишняя пара глав никому не повредит.
Будет ли обладать эволюционным преимуществом мутация к бесполому размножению у человека? Девушка, получившая в дар от природы способность беременеть просто так, без всякого внешнего повода, скорее всего, станет большой проблемой для медиков и/или социальных служб. Хотя, конечно, романтические фантазии о новом продвинутом разумном виде вроде «Славных Подруг» из романа братьев Стругацких «Улитка на склоне» тоже имеют право на существование.
Для кого
Для всех, кто хочет понять, для чего нужно живым существам половое размножение, как оно возникло, какую пользу принесло и почему не исчезло в процессе эволюции. Эта книга для тех, кто интересуется биологией и генетикой и готов вместе с учеными искать ответы на неразгаданные загадки эволюции.
Каждый сперматозоид Льва Николаевича нес в себе ровно половину его диплоидного генома. За всю его жизнь тринадцать сперматозоидов слились с тринадцатью яйцеклетками его супруги, так что следующему поколению перешло тринадцать половинок генома писателя.
Достаточно сформулировать эти предсказания – и подтверждающие их примеры сами во множестве приходят в голову. Действительно, у мужчин половые хромосомы непарные X и Y. При этом Y-хромосома несет всего несколько десятков генов (в основном те, что необходимы для запуска развития эмбриона по «мужскому» пути), так что гены, расположенные в Х-хромосоме (а их около 1400), у мужчин имеются в единственном экземпляре. И если в каком-то из них произойдет значимая мутация, она беспрепятственно проявится в фенотипе. В то же время у женщин такая же мутация в таком же гене, скорее всего, никак не проявится – ведь у нее есть еще одна Х-хромосома, а в ней – стандартная версия гена, которая с высокой вероятностью компенсирует влияние мутации. Вот вам и разница в ширине нормы реакции и в жесткости связи между генотипом и фенотипом.
Склонность самцов к дальним странствиям описана для многих видов. Порой она уводит их далеко за пределы видового ареала. Так, например, в XIX и начале XX века неоднократно отмечались случаи захода туранских (среднеазиатских) тигров на Алтай, а амурских – в Забайкалье и на юг Якутии, т. е. за много сотен километров от обычных мест их обитания. И всегда это были взрослые самцы. Такие самцы-«землепроходцы» известны не только у тигров и вообще крупных кошек, но и у множества других животных, в том числе насекомых (например, богомолов).
С половым диморфизмом картина гораздо сложнее. Самые яркие и известные примеры этого явления – признаки, служащие для того, чтобы соплеменники их обладателя сразу видели, кто перед ними – самец или самка. Если бы такие признаки эволюционировали так, как это следует из теории Геодакяна, – т. е. их состояние у самок постепенно приближалось бы к самцовому, – это привело бы к утрате ими своей функции. Вряд ли когда-нибудь павы отрастят себе роскошные хвосты, как у павлинов, а самки полярного дельфина нарвала – знаменитый «рог единорога», длинный прямой бивень, которым щеголяют самцы этого вида. И все же, глядя на рога самки северного оленя (единственного вида настоящих оленей, у которого рогаты оба пола, хотя рога самок обычно намного меньше, чем у самцов), бороду козы, гребешок курицы, трудно отделаться от впечатления, что и на такие признаки «эффект Геодакяна» в какой-то мере влияет.
Проблема, однако, в том, что для любого из этих тезисов можно подобрать контрпримеры – ситуации, когда все происходит с точностью до наоборот.
У людей мужчины в среднем крупнее женщин. По теории Геодакяна, это должно означать, что наш вид эволюционирует в сторону увеличения размеров тела, – и данные палеонтологии это более или менее подтверждают. Но волосяной покров на теле у мужчин развит обычно куда сильнее – хотя в эволюции этот признак явно менялся в «женскую» сторону. И подобных казусов тоже можно найти сколько угодно.
Но не будем спешить списывать гипотезу Геодакяна в архив красивых, но неверных теорий (коих в истории науки немало). В конце концов, законы Менделя выполняются, мягко говоря, далеко не для всех наследственных признаков – в большинстве случаев картина наследования куда сложнее. Однако именно эти законы позволили понять принципиальный механизм передачи генетической информации – а уже на основе этого понимания в конце концов удалось разобраться со множеством более сложных случаев.
Возможно, и теория Геодакяна могла бы стать такой базовой моделью, «нулевой гипотезой». Но для этого она должна стать основой исследовательской программы – системы экспериментальных, статистических и прочих исследований, направленных на проверку ее выводов, очерчивание области их применимости, возможную модификацию или даже на опровержение. Этому, однако, препятствуют два обстоятельства.
Во-первых, гипотеза Геодакяна долгое время была практически неизвестна за пределами русскоязычного научного сообщества. В последние десятилетия, правда, это положение изменилось (в основном усилиями российской научной диаспоры), и теперь ее краткое изложение можно увидеть даже в англоязычной «Википедии».
Другая трудность заключается в том, что эта теория – и сами категории, в которых она изложена, – не очень вписывается в современный эволюционный дискурс. Принципиальным для нее является взгляд на раздельнополость как на свойство, полезное для вида в целом, для эволюционирующей популяции – но не для отдельных генов и особей. Такой взгляд плохо воспринимается сообществом, в центре внимания которого – «война полов», конфликт поколений за размер родительского вклада и тому подобные понятия. И это сильно сказывается на восприятии теории Геодакяна – хотя она не столько противоречит модным ныне концепциям, сколько просто смотрит на те же явления под другим углом и в другом масштабе.
В этой главе решались следующие задачи: во-первых, рассказать о теории Вигена Артаваздовича Геодакяна и, во-вторых, никого не обидеть, но и не ввести в заблуждение. Теперь, когда эти задачи, я надеюсь, решены, можно с облегчением продолжить повествование.
БИБЛИОГРАФИЯ
Боринская С. А. Эволюционная теория пола // Биология в школе. 1995. № 6. С. 12–18.
Геодакян В. А. Теория дифференциации полов в проблемах человека // Человек в системе наук. – М.: Наука, 1989. С. 171–189.
Геодакян В. А. Эволюционная логика дифференциации полов // Природа. 1983. № 1. С. 70–80.
Геодакян В. А. Эволюционная логика функциональной асимметрии мозга // Доклады АН. 1992. Т. 32. Вып. 6. С. 1327–1331.
Два пола. Зачем и почему? Эволюционная теория пола В. А. Геодакяна / Сост. и ред. С. В. Геодакян. – М.: б/и, 2012.
Глава двадцать третья, в которой супруги не сошлись характерами
Конфликт полов
Мы подошли к критической точке нашего рассказа о разделении существ на два пола. Эта тема вызывает чрезвычайно большой интерес у публики и эмоциональную неприязнь у автора, и ее можно условно назвать «антагонизмом полов».
Причины моей антипатии следующие. В давние советские времена была такая присказка, основанная на цитатах из работ В. И. Ленина: «Наука всегда партийна». Ну и искусство тоже, и мораль, и всё что угодно тогда было партийно. Существовал даже анекдот: «Почему, как только из продажи исчезли яйца и сливочное масло, ученые сразу же нашли в них вредный холестерин? – Потому что наука всегда партийна». В те наивные времена идея соврать на благо властей родной страны еще казалась уморительно смешной.
Но анекдот анекдотом, а науке и правда свойственно разделять общие интересы общества и искать в объективной реальности обоснования для наиболее популярных – или прогрессивных на данный момент – идеологических конструкций. Во второй половине ХХ века с легкой руки Андреи Риты Дворкин и Мэрилин Френч в философские словари вошло выражение «радикальный феминизм», а к 1990-м уже были написаны главные книжки и эссе на эту тему, и сама идея – что женщины должны изо всех сил противостоять миру мужской гегемонии, а возможно, и взять некоторый реванш – стала достоянием мейнстрима. По счастливому или несчастному совпадению в биологии как раз к этому времени утвердились понятия из теории игр, о которых шла речь в тринадцатой главе. Таким образом, были созданы все предпосылки, чтобы увидеть природу через призму конфликта полов. В чем именно состоит этот конфликт, каждый мог судить в соответствии с мерой собственного невежества и ангажированности.
В четырнадцатой главе мы упоминали о понятии «родительского вклада», предложенном Робертом Триверсом: это те ресурсы, которые отец и мать вкладывают в одного потомка. Материнских и отцовских генов в потомка вложено поровну, а вот затраченных сил и убитых нервных клеток – не обязательно. Если отец сможет на этих потомках немного сэкономить, то останется еще и на других потомков – от другой самки. Его генам такое выгодно, и они, конечно, подталкивают бедолагу к тому, чтобы начать ловчить. При этом его генам желательно, чтобы мать не следовала такому дурному примеру, а полностью вложилась в потомство именно этого самца, – тогда отцу удастся наэкономить больше. То есть надо как-то заставить мать быть добродетельной. А у матери, как вы понимаете, все наоборот – в идеале хорошо бы выжать этого самца как тряпочку, а потом пожить для себя. Вот и фундамент конфликта.
У природы и правда есть такая странная манера – решать проблемы, создавая конфронтацию на ровном месте. Если у вас две бригады плотников строят два крыла дома и вам хочется, чтобы дом был симметричным, можно, конечно, заставить тех и других следовать проекту, а каждое