Джон Лонг - Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности

Чтобы лучше понять, что же в этой книге не так, я сгущу мысль: как только возникает новое манящее поле для исследований, такое, например, как идея конкурирующей спермы в оплодотворении животных, нужно быть предельно осторожным с планированием экспериментов, чтобы результаты оказались осмысленными. Результаты не должны быть просто «зрелищными», они должны доказываться. Несмотря на протесты ученых, идея конкуренции спермы стала самой горячей точкой в эволюционной биологии за весь период ее развития начиная с пионерного дебюта доктора Джеоффа Паркера в 1970 году.

Мы уже проследили, как ископаемые останки иногда могут рассказать нам о форме и структуре репродуктивных органов у исчезнувших групп организмов, однако истинный современный фокус репродуктивной биологии – на клеточном уровне. К сожалению, информация о клетке – это не та манящая информация, которую могут дать палеонтологические открытия, из-за невероятной важности любой мелкой детали. Так что вместо непонятной большинству информации о клеточном строении я попытаюсь дать краткий обзор того, как именно эволюция, которую спровоцировала адаптация репродуктивных органов, может быть прослежена по анатомии и физиологическим процессам.

Чарльз Дарвин мог знать об истинной цене полового отбора в своей работе по эволюции, однако он ошибочно считал женский род пассивным игроком в этой Игре Природы. Это правда, что конкуренция спермы определяет процесс, но половой отбор влияет на выживание многих видов, от маленьких улиток до огромных млекопитающих. Было много проницательных прорывов мысли в понимании посткопулятивной борьбы, идущей внутри организма, так как сперма разных самцов часто ведет конкурентную борьбу за право оплодотворить женскую яйцеклетку. Но это не просто состязание, чья сперма самая быстрая и сильная; в некоторых случаях это победа спермы, наиболее долго хранящейся в организме женщины; или того, что анатомия заложила внутрь репродуктивного тракта женщины, чтобы предотвратить доступ некоторых мужских сперматозоидов к яйцеклетке.

Когда-то, в 1979 году, исследование стрекоз Джонатаном Ваадж было «первой ласточкой», когда биолог продемонстрировал жизнеспособность существа, обладающего пенисоподобной структурой, адаптированной одновременно и к трансферу спермы, и к удалению спермы, и снабженной длинным жестким ворсом, который способен выскребать сперму предыдущего мужского агента. Крабы-привидения и крабы-пауки демонстрируют этот подход, однако делают это очень хитро. Первоначальное спаривание переносит семенную жидкость к яйцеклетке, однако именно жидкость, а не сперму, ибо семенная жидкость действует как уплотняющая смола, которая вначале выталкивает остатки спермы предыдущего самца на «задворки» спермохранилища, а потом накрепко «затыкает» ее пробкой. Затем, в следующую копуляцию, самец оплодотворяет самку свежей спермой, которая теперь наверху сперморезервуара и готова оплодотворить яйцеклетку.

Самки фруктовой мушки дрозофилы ( Drosophi la melanogaster ) известны тем, что спариваются со многими самцами и используют только сперму последнего самца. В 1999 году Кэтрин Прайс с коллегами из Чикагского университета провела перекрестное скрещивание мушек для того, чтобы пометить флуоресцирующей зеленой меткой остатки спермы и идентифицировать в дальнейшем отцовство по цвету глаз. Используя эти следы и метки, можно идентифицировать сперму определенного самца и подсчитать ее после спаривания. Работа была хотя и с мелкими объектами, но сравнительно легкой, поскольку у мелких дрозофил очень крупные порции спермы: у не которых видов вплоть до 58 миллиметров – а самец мушки в длину сам 1,5 миллиметра. У некоторых видов эти порции спермы плотно свернуты для доставки самке, но тем не менее они такие крупные, что видны невооруженным взглядом: крошечные белые хлопья.

Эксперименты продемонстрировали, что сперма самца мушки способна заместить сперму предыдущих самцов. У самок мушки имеется три приемных резервуара в хранилище спермы, в которых сперма от разных самцов смешивается; и все же исследования показали, что сперма второго самца «запрещала» использование спермы предыдущего самца без замещения ее (в биологии называется «инкапаситирующий эффект»). Подсчеты спермы до и после оплодотворения показали, как работает эта система «спермы второго самца». Свежая сперма имеет способность замещать прежнюю внутри хранилища. Такие исследования ценны тем, что демонстрируют механизм замещения спермы и соревнования в живых организмах; и наша интерпретация генетических черт организмов отдана на милость поведенческим особенностям и посткопулятивному соревнованию спермы.