Спаривания, безусловно, теряют свое эволюционное преимущество. Это может быть не очень хорошей новостью для самцов, но может означать спасение для широкого круга видов, находящихся под угрозой исчезновения и обладающих скрытым навыком клонирования.
В последние годы случаи непорочного зачатия стали наблюдаться у самых неожиданных видов и в самых неожиданных местах: например у акул в Небраске. Этот не имеющий выхода к морю республиканский штат Среднего Запада точно не известен своей океанской жизнью, чудесами или женской эмансипацией. Но акула-молот все изменила, когда родила в аквариуме зоопарка в Омахе и этим всех поразила. Ее товарищами по аквариуму были две другие самки акулы-молота и несколько скатов; так кто же (или где) был отец?
Самки акул обладают способностью хранить сперму месяцами, если не годами, поэтому было выдвинуто предположение, что эта акула (назовем ее Мэри) спаривалась до того, как ее поймали. Аквариумное шоу продолжилось, когда детеныш был убит скатом всего через несколько дней жизни. Трагедия, давшая исследователям возможность провести генетический анализ, который доказал, что у детеныша акулы не было «ДНК самца», подарив местным газетам уникальную возможность сравнить акулу размером с человека с матерью Иисуса.
Вместо того чтобы быть оплодотворенным спермой самца, собственный генетический материал самки акулы объединился во время мейоза. Клетка, называемая вторичной яйцеклеткой, содержащая половину хромосом самки и обычно становящаяся яйцеклеткой, сливается с другой клеткой, называемой вторичным полярным телом, которая содержит идентичный генетический материал. Вместе эти гаплоидные клетки образовали полный диплоидный набор ДНК, необходимый для создания новой акулы-молота. С акулой не происходило ничего необычного, поэтому неизвестно, что послужило причиной произошедшего.
Этот случай стал очередным сдвигом парадигмы. Партеногенез в остальном был неизвестен среди хрящевых рыб – примитивной группы, к которой принадлежат акулы. Теперь они присоединяются к костистым рыбам, амфибиям, рептилиям и птицам в бесполой гонке. Такая распространенность предполагает, что этот процесс имеет в линии позвоночных древние корни.
За последние несколько лет в зоопарках по всему миру наблюдался целый шквал подобных «непорочных родов» с участием далеко не святых существ. Черноперая акула, комодский варан и шестиметровый сетчатый питон по имени Тельма недавно клонировали себя в неволе с помощью того же метода, что и акула-молот.
Партеногенез, по-видимому, является единственной тактикой для животных, живущих в зоопарке, у которых нет возможности размножаться половым путем. Возможно, сотни миллионов лет назад клонирование эволюционировало как удобная альтернативная половая стратегия для древних позвоночных в разрозненных популяциях, где были проблемы со спариванием.
В условиях, когда окружающая среда становится все более разрушительной, а многие виды находятся в катастрофическом упадке, найти жизнеспособного полового партнера, вероятно, будет все труднее.
Самки, которые могут прибегнуть к древнему искусству клонирования, – возможно, как раз то, что нужно, чтобы помочь виду пережить трудные времена.
Недавно было обнаружено, что рыба-пила – разновидность скатов с чем-то похожим на бензопилу на морде – тоже этим занимается. Обитающая в реках западной Флориды, эта одна из самых странных акул в мире находится под угрозой исчезновения – численность рыбы-пилы сократилась до 1–5 % от их первоначальной численности. В 2015 году исследователи из Университета Стоуни Брук проанализировали контрольные маркеры, называемые микросателлитами, у 190 рыб этого вида; маркеры которые показывают, насколько родственны их родители. У семи рыб маркеры указывали на то, что их родители были им идентичны. Это может означать только одно: самки рыбы-пилы начали себя клонировать.
Это первое в истории документальное подтверждение такого типа партеногенеза у акулы или любого другого вида позвоночных в дикой природе. Подобное поведение сигнализирует о чем-то ужасающем – трагический переломный момент для вида, находящегося на грани исчезновения. Однако открытие этих самок с их новаторским партеногенезом дает мне проблеск надежды. В качестве краткосрочной стратегии клонирование могло бы поддерживать родословную в течение периодов изоляции с возможностью возврата к половому размножению, как только появится подходящий самец.
Если верить математике, это может даже не навредить генофонду. Недавние модели показали, что хорошие мутации могут распространяться почти так же быстро в популяции, которая в основном партеногенетична. Спаривания, по-видимому, будут иметь преимущество перед клонированием, если последнее происходит только раз в десять или двадцать поколений; как говорится в одной недавней статье, клонирования всего в 5–10 % случаев достаточно, чтобы получить те же генетические преимущества.
Таким образом, самки, способные переключиться на клонирование и поднять численность популяции выше критического уровня, могут быть именно тем, что необходимо для спасения вида от вымирания. В случае с рыбой-пилой защитники природы наблюдают некоторое оживление, которое может быть связано именно с инновационным партеногенезом у самок.
Единственная проблема в этом оптимистичном сценарии – мы сами. В момент написания этой книги мне кажется, что нашей привычной жизни приходит конец. Мы находимся во власти глобальной пандемии, пожары уничтожают Амазонку и Австралию, а беспрецедентные штормы обрушиваются на Америку, Азию и Европу. Изменение климата как никогда реально и местами трансформирует планету так быстро, что даже здоровому двуполому населению будет трудно достаточно быстро адаптироваться. Наш вид нуждается в радикальных изменениях – как индивидуальных, так и глобальных, и как можно скорее, если мы хотим остановить безудержное разрушение этой планеты и позволить экосистемам восстановиться.
Не нужны сложные математические модели, чтобы показать, что, если виду негде жить, он будет обречен, как бы ни размножался. Партеногенез – защита, доступная только определенным видам, и только самки обладают способностью к клонированию.[54]
Эти особенные самки, вероятно, будут приобретать все большее значение. Если мы продолжим наш путь войны и разрушения, будущее, безусловно, будет за самками: в конце концов останется только пиявковидная коловратка.
Единственная крупная группа позвоночных, которую до сих пор не научились клонировать естественным путем, – млекопитающие. Партеногенез был индуцирован в лаборатории,[55] но нет ни одного известного примера непорочного зачатия млекопитающего в неволе или в дикой природе. Учитывая фундаментальные аспекты биологии млекопитающих, маловероятно, что мы когда-либо найдем самовоспроизводящихся млекопитающих в природе. Итак, похоже, что мужчины могут спать спокойно (пока) и людям придется продолжить заниматься «грязным сексом». И это к лучшему, поскольку мы являемся архитекторами всего наблюдающегося разрушения и последним «сорным» видом. Идея о том, что люди будут размножаться как тля, – действительно ужасающий сценарий, и, безусловно, это не то, что необходимо нашей планете прямо сейчас.
Глава 11По ту сторону двоичной системы: разноцветная эволюция
Вселенная устроена не только более странно, чем мы предполагаем, но и более странно, чем мы можем предположить.
Заключительную главу хочется начать с изучения ракообразных Дарвина, поскольку они могут многое поведать об этом великом человеке и его мыслях о сексе. Дарвин знаменит своими вьюрками, чьи тонкие различия в клювах между видами, населяющими соседние Галапагосские острова, вдохновили его на теорию эволюции путем естественного отбора. Но пристрастие Дарвина к вьюркам было просто ничем по сравнению с его пристрастием к усоногим. Эта неприметная группа песчаных ракообразных, обычно встречающихся на камнях во время отлива, запала в сердце Дарвина еще в молодости и превратилась в его пожизненную страсть.
Одержимость началась с того, что Дарвин каталогизировал ракообразных, которых собрал во время пятилетней глобальной одиссеи на борту «Бигля» в начале 1830-х годов. Вскоре об этом стало известно коллегам-зоологам, и дом Дарвина в Кенте переполнился образцами усоногих со всего мира. С 1846 по 1854 год Дарвин документировал свои просоленные дары со рвением, которое мало кто проявлял к ракушкам до и даже после этого. Он был настолько увлечен своей работой, что когда один из его сыновей отправился в гости к джентльмену по соседству, Дарвин якобы спросил: «А где он разводит своих усоногих?», будто изучение этих существ было обыденным занятием каждого отца.
Это пристрастие оказалось настолько всепоглощающим, что задержало публикацию книги Дарвина о происхождении видов на много лет, в то время как он кропотливо подготовил четыре исчерпывающих тома о ракообразных – как существующих, так и вымерших. Может прозвучать неубедительно, но для тех немногих, кто отважился найти эти малоизвестные монографии о ракообразных, они представляют собой удивительно увлекательное чтение. Усердие Дарвина было вознаграждено рядом ключевых открытий. Изначально усоногие из-за своего сходства с моллюсками были причислены к этому типу.
Дарвин же установил, что на самом деле они являются частью той же группы, что и крабы с омарами, только пожертвовали мобильностью ради повышенной безопасности своего жилья. Свободно плавающая личинка ракообразного прикрепляется к скале головой и обрастает кальцинированными защитными пластинами. Она ведет безопасное существование, добывая пищу и фильтруя кислород, а также размахивая пернатыми лапами через люк в своей броне.
Оседлый образ жизни усоногих способствует их безопасности, но не поиску партнера для спаривания: не так-то просто найти пару, если вы приклеены к скале. Дарвин обнаружил, что секретное оружие моллюска – экстравагантный пенис, самый длинный по сравнению с размером тела в животном мире. Обычный строго информативный стиль письма Дарвина становится почти фривольным, когда он описывает, как «чудесно развит хоботообразный пенис» усоногого и как он «лежит свернувшись, точно большой червь», а «когда он полностью вытянут, то практически в восемь-девять раз больше всей длины животного».