вный источник разнообразия – это сам факт свободы половых сношений. Перемешивание организмов. Половое размножение означает, что организмы могут решать, с кем они хотят скомбинировать свои гены. Половое размножение дает нам выбор.
Что вообще такое пол? Когда я прошу студентов определить, чем отличается мужской пол от женского, то ответы обычно делятся на две категории: знатоки вспоминают про X– и Y-хромосомы, ну а кто попроще, конечно, концентрируются на паховой области. Правильный вариант ответа – на третьем месте с большим отставанием.
Ответ насчет паховой области – слишком человеческий. У растений, например, вообще ничего такого нет, а мужские и женские особи и органы тем не менее различаются. То же самое относится к вынашиванию плода, уходу за потомством, гормональным различиям и любым другим первичным или вторичным половым признакам. Если мужчины и женщины есть у тополей или, например, у дрожжей, то о каком уходе за потомством может идти речь? Деление на два пола – это нечто более широкое и относится не только к человеку, а ко всей природе.
Что не так с X– и Y-хромосомами? Тут стоит разобраться поподробнее. X и Y – это просто названия. Так называются гомологичные хромосомы особой, половой пары, которая определяет пол у человека. Большинство пар гомологичных хромосом, хоть и представляют собой независимые архивы генов, в целом похожи друг на друга размерами и строением. Но в половой паре все иначе. В этой паре бывают два разных типа хромосом. Одна хромосома нормальная, средних размеров, со здоровым количеством генов. Этот тип половой хромосомы называется «X». Вторая – жалкий обрубок, на которой почти ничего не записано. Единственная роль этого обрубка – создавать мужчин. Он называется «Y».
В диплоидной клетке, то есть в обычной клетке человеческого организма, половых хромосом, как и других хромосом, две штуки. У женщин обе из них типа «X» (можно сказать генотип XX), а у мужчин одна типа «X», а другая типа «Y» (генотип XY). В яичниках или семенниках клетки с соответствующими генотипами проходят мейоз (редукционное деление), при котором половые хромосомы распределяются между двумя половыми клетками, или гаметами. Слово «гамета» происходит от древнегреческого γάμος – «брак», но в глубине души я всегда ассоциировал его с «гаплоидной ракетой». Это, конечно, с моей стороны очень антропоцентрично, а то и, прости господи, андроцентрично.
Итак, каждая гамета получает по одной половой хромосоме из двух. Соответственно у мужчин образуются два типа сперматозоидов: в половине из них X, в половине Y. Женщины же производят яйцеклетки, в которых может быть только X. При оплодотворении яйцеклетка сливается с одним из двух типов сперматозоидов. В зависимости от того, какую половую хромосому тот несет – полноценную X или обрубок Y, – из полученной зиготы вырастет либо женщина, либо мужчина соответственно.
Здесь становится понятна основная ошибка студентов, которые считают, что мужчины – это XY, а женщины – XX. И дело даже не в том, что это просто выдуманные названия. Главное, что генотипы определяют пол, а не являются им. У человека тот, у кого разные половые хромосомы, становится мужчиной, а тот, у кого одинаковые, в норме становится женщиной.
У других видов пол может определяться иначе. У птиц или, например, змей, все наоборот: одинаковые хромосомы у самцов, разные у самок (чтобы избежать путаницы, они обозначаются другими буквами: Z и W). У черепах и крокодилов пол может определяться температурой (бывает так, что в прохладных гнездах вылупляются одни самцы, а в гнездах потеплее – одни самки)11.
КСТАТИ
Любопытная история с мухами. С виду у них то же самое, что и у нас: мужчины XY, женщины XX. Но на самом деле пол у них определяется совсем по-другому.
Иногда при мейозе происходят ошибки, и появляются половые клетки с лишней половой хромосомой или вообще без нее, поэтому изредка диплоидному зародышу вместо положенных двух половых хромосом может достаться три или одна. Так вот, в случае с мухами и людьми принципиален случай моносомии по X-хромосоме, то есть патологической ситуации, при которой вместо XX или XY у зародыша всего одна X-хромосома, что обозначается как XO. У человека такие зародыши развиваются в женщин (хоть и с серьезными патологиями, так называемым синдромом Тёрнера), но вот у мух особи с генотипом XO – это самцы.
Почему это важно? Потому что XO – это генотип яйцеклетки, к которой ничего не добавили. Непорочный половой набор. То, что из него развивается, – это как бы пол по умолчанию. У человека он женский, а переход на мужской план развития вызывается присутствием Y-хромосомы. У мух же пол по умолчанию мужской, а вторая X-хромосома вызывает превращение в самку12.
Короче говоря, пол может определяться по-всякому, а значит, под словом «пол» подразумевается нечто более абстрактное, чем набор половых хромосом.
Что может быть более широким и абстрактным, чем любые половые признаки и даже генотипы? Сперматозоид и яйцеклетка. А если быть еще точнее, то просто-напросто размер гамет. Слово «сперматозоид» обозначает особый тип маленькой гаметы, характерный для животных, – подвижной, с активно бьющимся хвостом. У растений или одноклеточных бывают мужские гаметы поспокойнее, безо всяких хвостов, гаплоидные, но явно не ракеты. Объединяет их тот факт, что все они меньше по размеру, чем женские. В этом на самом деле и заключается единственное определяющее отличие мужского пола от женского. Мужчина – это пол с маленькой гаметой, а женский – с большой. Это может показаться тривиальным отличием, но на нем зиждется весь инь-ян межполовых отношений.
Бывает ли половое размножение без полов? Как ни странно, бывает. В этом случае половые клетки внешне неотличимы. Такая ситуация называется изогамией, и она до сих пор распространена среди многих одноклеточных. По всей вероятности, изогамия представляет собой изначальную форму полового размножения13.
Но куда более популярен среди современных эукариот видоизмененный вариант полового размножения, при котором одна гамета крупная, а другая мелкая: анизогамия. В большинстве случаев это масштабные различия: на одну гигантскую, неподвижную яйцеклетку могут приходиться миллионы мельчайших резвых сперматозоидов.
Чем так привлекательна анизогамия? Тем же, чем и любое разделение труда: сходи в магазин, а я пока помою посуду. При изогамии каждой гамете приходится искать себе партнера. Все необходимое для дальнейшего развития каждая гамета должна носить с собой. Это тягостно и затратно: большинство гамет партнера не найдут и так и останутся жить со своим багажом. При анизогамии одна из гамет может сконцентрироваться на ресурсах, а вторая – на поиске. Это гораздо эффективнее: можно наштамповать огромное количество дешевых мелких гамет, фактически генетических капсул с хвостом, и распустить их на все четыре стороны на поиск небольшого количества гамет неподвижных, но крупных, дорогих, хорошо укомплектованных. Такие гаметы называются яйцеклетками или просто яйцами. Кстати, вот она, разгадка загадки про курицу и яйцо. До появления птиц нам еще далеко, а яйца – вот они.
Мужской и женский пол появляются в тот момент, когда одна гамета становится крупнее другой. Но однажды возникнув, эта асимметрия полов нарастает как снежный ком.
Один пол стремится к дорогим гаметам, другой – к дешевым. Для одного пола важна каждая гамета и выгодно обеспечить каждой тепличные условия, а для другого важны не отдельные гаметы, а их количество и способность находить как можно больше яиц. Таким образом, один пол ориентирован на потомство, а второй – на поиск первого. Кроме того, поскольку мелких гамет гораздо больше, чем крупных, их производители обычно острее конкурируют между собой.
Пояснение, что отношения человеческих полов не сводятся к сперматозоидам и яйцеклеткам, надеюсь, излишне. Разумеется, за последующие миллиарды лет на одноклеточную логику полового размножения наслоились целые пласты генетики и культуры, усложнив и запутав все до неузнаваемости. И все-таки столь же очевидно и то, что истоки всего мужского и женского, что есть в живой природе, нужно искать здесь, в слиянии двух гаплоидных одноклеточных разных размеров.
Но, помимо асимметрии половых ролей, у возникновения яйца есть еще одно следствие. Стартовый капитал, который яйцо предоставляет зародышу, это не просто питательные вещества. Это время. Ресурсы, накопленные в яйце, дают полученному из него организму возможность развиваться, то есть проводить часть времени своего существования, не занимаясь поиском еды или размножением, а созревая до более совершенного состояния. Яйцо подарило диплоидной клетке детство – и тем самым проложило путь для принципиально нового этапа жизни на Земле.
С высоты человеческого роста все муравьи кажутся более или менее одинаковыми. Они, конечно, различаются по цвету и размеру, но не более, чем, скажем, легковые автомобили. На самом деле различия между видами муравьев иногда не меньше, чем между котом и носорогом. Одни муравьи выращивают под землей грибы и пасут скот (тлю). Другие склеивают дома из листьев, цепляясь друг за друга и выдавливая липкое вещество из собственных личинок. Третьи – машины– убийцы, постоянно воюющие кланами внутри собственного вида и уничтожающие на своем пути целые леса. Про муравьев надо писать отдельную книгу, да еще и не одну.
Что объединяет всех этих разнообразных чудищ, так это их коллективность. Муравей не приходит один. Если вы увидели у себя на кухне хоть одного муравья, – значит, у вас на кухне муравьи. Все впечатляющие способности муравьев – от образования сложных сообществ с сельским хозяйством до создания гигантских армий, разрывающих врагов на части, – возможны благодаря тому, что эти животные умеют действовать не поодиночке, а группами.
Человек – тоже коллективное существо, хотя наша коллективность устроена совершенно иначе. Мы платим налоги и соблюдаем правила дорожного движения, потому что знаем преимущества общественного поведения. Но рядовому животному сложно объяснить, почему в принципе нужно делать что-либо против своей воли. Как так вышло, что муравьи вдруг поставили общество выше личности? Зачем муравью воевать в армии, если его шансы на выживание в тылу куда выше? За кого воюет этот муравей?