Их замечательное бесполое умение размножаться известно как партеногенез, что в переводе с греческого означает «девственность» и «рождение». Это позволило пенангскому чешуепалому геккону колонизировать не только Гавайские острова, но и Шри-Ланку, Индию, Японию, Малайзию, Папуа – Новую Гвинею, Фиджи, Австралию, Мексику, Бразилию, Колумбию, Чили и многие, многие другие места. На самом деле если вы посетите практически любой теплый прибрежный регион Тихого или Индийского океана, скорее всего, вы встретите там пенангского чешуепалого геккона, который, появляясь вечером на улице, будет, к вашему удовольствию, поедать комаров и весело «щебетать».
Невероятно, но факт: в глобальной популяции Lepidodactylus lugubris, которая, должно быть, насчитывает много-много миллионов, все являются клонами группки первоначальных матерей. Их глобальный охват и устойчивость вида вызывают вопрос: зачем вообще беспокоиться о спаривании?
Он был назван «главным вопросом» и, возможно, является величайшей загадкой эволюционной биологии. Спаривания, видите ли, достаточно затратны. Помимо всех неудобств, связанных с поиском и привлечением партнера, это сокращает ваш репродуктивный потенциал вдвое, поскольку только один пол может производить яйцеклетки.
Виды, состоящие только из самок, могут размножаться в два раза быстрее, чем виды с обоими полами. Это делает их отличными колонизаторами новых территорий,[51] поскольку популяция быстро множится и расселяется. Пенангский чешуепалый геккон прибыл на Гавайи вместе с полинезийцами в 400 году нашей эры и был переправлен через Тихий океан на кораблях времен Второй мировой войны. Этому виду удалось закрепиться практически везде, куда его привозили. Как и многие другие однополые виды, в том числе мраморный рак и антарктическая мошка (Eretmoptera murphyi), он считается «сорным видом» или «инопланетным захватчиком» – уничижительный и весьма субъективный ярлык, который несколько странно звучит по отношению к обитателям молодых вулканических островов вроде Гавайев, где мало жизни, практически нет людей, и которые этот вид может назвать своей родиной.
Такие однополые виды «сорняков» являются опасными оппортунистами, чье агрессивное размножение может вытеснить половую конкуренцию с более медленным размножением. Тем не менее, несмотря на экономические преимущества партеногенеза, видов, состоящих только из самок, по-прежнему меньшинство. Природа остается верна совокуплению.
Проблема с клонированием заключается в том, что все потомки генетически идентичны своей матери. По сути, это высшая форма инбридинга – невозможно создать генетическое разнообразие, за исключением случайной ошибки копирования во время мейоза. Таким образом, животные, которые клонируют себя, оставляют свои линии уязвимыми для паразитов, болезней и изменений окружающей среды: им не хватает генетического разнообразия, чтобы всему этому противостоять.
Если бы окружающая среда была стабильной и свободной от чумы, самцы сделались бы ненужными. Но, к счастью для них, мир постоянно меняется, и нам нужны спаривания, чтобы перетасовать генетическую колоду и сохранить разнообразие. Преимуществом полового размножения является выживание в течение эволюционного времени, поэтому наиболее успешные виды «сорняков» используют оба способа размножения.
Садоводам до боли знакомо одно из таких самоклонирующихся существ из-за способности этого вида уничтожать их помидоры. Речь идет, разумеется, о тле. Около четырех тысяч видов этого маленького насекомого, пьющего сок, пользуются заслуженной нелюбовью за то, что они высасывают жизнь из посевов и распространяют болезни. Они, вероятно, являются виртуозами в мире клонирования.
В начале лета одна самка родит 50–100 самок, каждая из которых уже беременна эмбрионами, развивающимися внутри нее. Подобно маленьким пухлым зеленым русским матрешкам, это телескопирование поколений сокращает время созревания личинок всего до десяти дней и позволяет тле расти в геометрической прогрессии. Некоторые виды капустной тли, например Brevicoryne brassicae, могут производить до сорока одного поколения за сезон. Таким образом, одна самка, вылупившаяся в начале лета, теоретически могла бы произвести сотни миллиардов потомков, если бы их не поедали божьи коровки.[52]
Осенью, когда ущерб этому виду уже нанесен и его численность невелика, самки размножаются половым путем с самцами тли и откладывают яйца с необходимым генетическим разнообразием, чтобы справиться с тем, что преподнесет им следующий год. Это пуленепробиваемая система, которая превратила их в величайшего врага садовника. В конце концов тля всегда побеждает.
Итак, самки нуждаются в самцах для поддержания генетического разнообразия. У самцов есть еще одна важная работа. Совокупления предотвращают накопление вредных мутаций, которые естественным образом возникают во время мейоза. У половых видов эти ошибки копирования устраняются, когда сперматозоид и яйцеклетка объединяются здоровыми генами в клетке противоположного пола. Бесполые виды не имеют такой роскоши и обречены на бесконечное размножение, увеличиваясь количественно, пока это не приведет к тому, что в генетических кругах известно как «мутационный крах».
Дело действительно обстоит так плохо, и однополые виды имеют репутацию недолговечных по сравнению с теми, которые размножаются посредством совокуплений. Последние же зарабатывают этим расточительным видам, состоящим исключительно из самок, негативное клеймо «эволюционных тупиков» на древе жизни.
Среднему половому виду около одного или двух миллионов лет. В то же время однополые виды редко празднуют свой стотысячный день рождения. По крайней мере так гласит теория. Проблема в том, что существует множество видов, состоящих исключительно из самок, которые вопиющим образом игнорируют свои прогнозы о сроке годности. Эти «эволюционные негодяйки», как назвал их легендарный биолог Джон Мейнард Смит, вызвали бесконечный научный ажиотаж, поставив под сомнение вопрос о совокуплениях.
Вам может казаться, что вы пережили несколько чрезмерно длительных периодов полового воздержания, но они ничто по сравнению с ситуацией пиявковидной коловратки, чья приверженность безбрачию не имеет себе равных в животном мире. Эти микроскопические родственники плоских червей уже около восьмидесяти миллионов лет о совокуплениях и слыхом не слыхивали. Все четыреста пятьдесят видов этого класса коловраток – самки. Они обитают в солоноватой воде, например в лужах или резервуарах для очистки сточных вод, что вряд ли выглядело бы заманчиво в профиле «Тиндера». Но этим самовоспроизводящимся сестрам все равно, потому что они придумали, как пережить естественный отбор и эволюционировать без спаривания.
Причина эволюционного долголетия пиявковидных коловраток является областью продолжающихся исследований и яростных дискуссий среди ученых. Однако один из секретов их успеха, по-видимому, заключается в том, что они «крадут» гены у других форм жизни, возможно, посредством существ, которых съедают.
Диета пиявковидных коловраток не вызывает особой зависти, что неудивительно, учитывая условия их жизни. В основном они питаются «органическим детритом» (не спрашивайте, что это), мертвыми бактериями, водорослями и простейшими – практически всем, что может поместиться у них во рту. Некоторые ученые считают, что пиявковидные коловратки могут извлекать ДНК из своего обеда и улучшать свой собственный геном при помощи так называемого горизонтального переноса генов. Исследования показали, что до 10 % активных генов этих коловраток могли быть заимствованы у других видов. В целом пиявковидные коловратки, по-видимому, переняли набор Франкенштейна из чужеродной ДНК более чем пятисот различных других видов. Происходит ли это при приеме потенциальной пищи внутрь или нет, остается предметом споров, но именно украденные гены обеспечивают коловраткам столь необходимые генетические вариации в отсутствие полов. Они также могут быть причиной другой суперсилы коловраток: их невероятной устойчивости к засухе и радиации.
В выпуске телевизионного реалити-шоу «Выживший» пиявковидные коловратки, вероятно, станут последними оставшимися в живых животными. Они могут пережить несколько лет засухи и сильные радиационные взрывы. Насколько нам известно, они являются самыми устойчивыми к радиации существами на планете, превосходя даже знаменитую несокрушимую тихоходку с ее невероятными навыками выживания.[53] Коловратки могут выдержать удар в сто раз большей радиации, чем та, которая расплавила бы вас или меня в горячую лужу, а после родить несколько здоровых дочерей.
Коловратки способны выживать и производить жизнеспособные копии самих себя, потому что мозаика украденных генов кодирует ферменты, которые дают им замечательную способность восстанавливать свою разрушенную ДНК. Временные источники воды, которые они называют домом, обычно высыхают, оставляя коловраток по существу мумифицированными в течение потенциально многих лет, пока не пойдет следующий дождь. Обезвоживание оказывает такое же разрушительное воздействие на их ДНК, как и радиация (хотя и менее сильное), и их украденный набор позволяет им провести генетический ремонт. В качестве бонуса, эдакого секрета коловраток, который помогает им выживать тысячелетия без самцов, процесс кражи генов и реконструкции их генома обеспечивает им те же эволюционные преимущества, что и спаривание.
Это невероятная новость. Пока не появились коловратки, спаривание побеждало благодаря перетасовыванию генома. Теперь же мы обнаружили, что есть по крайней мере один способ этого избежать (самцы, обратите внимание).
Оказывается, многие другие виды, состоящие исключительно из самок, гораздо старше и находятся в лучшем эволюционном состоянии, чем можно было бы ожидать, благодаря своим собственным хитрым способам смягчения угро