«Школьное» объяснение заключается в том, что половое размножение дает возможность получать потомство с новыми признаками, которых нет у родительских организмов. Это правильное, хотя и неполное объяснение. При бесполом, в частности вегетативном, размножении, которое значительно проще, чем половое, каждый потомок представляет собой точную копию родительского организма.
Рис. 8.39. Для чего нужны два пола? В частности, почему у каждого вида половина особей – самцы, хотя для воспроизводства достаточно было бы одного на 20–100 самок? Избыточные самцы не только бесполезны, но и поглощают ресурсы: много едят, требуют к себе внимания, устраивают драки, могут обидеть детенышей, да и место занимают
Например, все растения мяты перечной, которая интенсивно культивируется для нужд пищевой и парфюмерной промышленности, являются потомками одного-единственного экземпляра, случайно обнаруженного в свое время среди растений дикой мяты. Вегетативное размножение целесообразно, когда условия существования постоянны.
В реальности среда обитания постоянно меняется, поэтому для выживания потомков им необходимы новые свойства, которых не было у родителей. В 1889 г. Август Вейсман предположил, что половое размножение увеличивает разнообразие потомства, повышая эффективность отбора наиболее приспособленных особей. Он оказался прав. Разнообразие достигается в процессе формирования половых клеток (мейоза), в ходе которого происходит комбинирование отдельных участков хромосом и создается возможность возникновения организмов с новыми сочетаниями уже существующих, а благодаря мутациям – совершенно новых признаков.
Почти все растения могут размножаться как половым, так и вегетативным способом. При стабильных условиях существования предпочтительно бесполое размножение как более простое. Например, когда лето солнечное, теплое и влажное, помидоры растут в свое удовольствие, расправляя листья и увеличивая зеленую массу. Чтобы они перестали благодушествовать и дали плоды, человек использует такой огороднический прием, как прищипывание – удаление молодого побега над точкой роста. Этого бывает достаточно, чтобы растение «поняло», что в окружающей среде не все благополучно, и проявило защитную реакцию – начало половое размножение, т. е. приступило к формированию цветочных бутонов, или половых органов.
Потомки, полученные в результате полового размножения, будут обладать различными, отличающимися от родительских, свойствами. Часть этих потомков, возможно, лучше приспособится к неблагоприятным условиям существования. В контролируемых условиях лабораторного эксперимента смена типа размножения с бесполого на половой при ухудшении условий существования показана, например, для дрожжей и червей[375].
Однако половое размножение не требует наличия двух полов! Некоторые группы животных пошли по пути минимизации затрат на содержание самцов.
Например, существует такой способ размножения, как партеногенез – развитие нового организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Его можно обнаружить и среди высших позвоночных, например у некоторых ящериц. Две самки совершают движения, которые очень напоминают движения при копуляции ящериц близких видов. В результате раздражения определенных областей кожи у обеих самок начинается развитие яйцеклетки. Иными словами, фактором, инициирующим развитие эмбриона, является не сперматозоиды, а нервные импульсы (рис. 8.40).
Рис. 8.40. У ящериц
Еще б?льшую изменчивость потомков обеспечивает размножение с участием двух особей, поэтому гермафродитизм широко распространен среди многих беспозвоночных, например у моллюсков, за исключением головоногих. У гермафродитов каждая особь производит и мужские, и женские половые клетки. При встрече они обмениваются половыми продуктами. При половом размножении гермафродитов обеспечивается большое разнообразие потомков, а скорость воспроизводства популяции прямо пропорциональна количеству особей.
У многих беспозвоночных, а из позвоночных – у глубоководных удильщиков самцы редуцируются до паразитов. Они присасываются к самке, а их капилляры срастаются с ее кровеносной системой. У самцов отсутствуют органы чувств, дыхания и пищеварения. Такой самец является фактически лишь половой железой, которая опорожняется, когда самка готова отложить икру (рис. 8.41).
Рис. 8.41. Два самца паразитируют на самке глубоководной рыбы
У многих паукообразных самка съедает самца после оплодотворения, а у богомолов отрывание головы служит стимулом для рефлекторной эякуляции. Такие одноразовые самцы привлекательны тем, что не конкурируют за кормовые ресурсы с самками, да еще и сами служат для них пищей.
Экологически близким способом экономии на самцах является массовое вымирание самцов некоторых видов после сезона размножения. Этим опять же обеспечивается отсутствие конкурентов за витальные ресурсы для беременных самок.
Очевидно, что можно изъять из популяции 95 % или даже больше самцов, и это не скажется на количестве потомков и, следовательно, на темпах воспроизводства. Тем не менее из 4500 видов млекопитающих по такому пути пошли только гиены. У подавляющего большинства видов млекопитающих, а также других классов позвоночных – птиц, рептилий, амфибий, рыб и круглоротых (миног и миксин) – самцы составляют половину всей популяции.
Так зачем же нужно столько мужских особей, если от их количества не зависит скорость воспроизводства вида?
Этот вопрос ставил в тупик еще Чарльза Дарвина. Если существует некая особенность живых организмов, значит, обладание этим признаком дает его носителям определенные преимущества. Если большинство видов высших животных делится на самцов и самок в отношении примерно 1:1, значит, это биологически выгодно.
Из-за этого феномена (и некоторых других), который трудно объяснить теорией естественного отбора, Дарвин на 20 лет задержал выход в свет своего труда «Происхождение видов»[376].
Теория, объясняющая биологическую целесообразность существования двух полов, предложена нашим соотечественником и современником В. А. Геодакяном.
Она хорошо объясняет имеющиеся факты и предсказывает многие другие, значительная часть которых уже обнаружена. Сам В. А. Геодакян говорит не об энергетическом, а об информационном различии двух полов. Поскольку понятие информации менее очевидно, чем понятие энергии, здесь мы исходим из энергетических различий между полами.
Поскольку темпы размножения прямо пропорциональны количеству женских особей в популяции, то такие особи максимально приспособлены к имеющимся условиям существования. В то же время число мужских особей всегда избыточно, так как темпы размножения очень мало от него зависят. Поэтому мужской пол представляет собой «испытательный полигон» эволюции.
Мужские особи более разнообразны, чем женские. Сам Чарльз Дарвин отмечал большее разнообразие форм среди представителей мужского пола у всех видов, хотя и не смог это объяснить.
Вследствие более интенсивного мутационного процесса и некоторых других особенностей самцы по сравнению с самками отличаются б?льшим генетическим разнообразием. Основная часть генетических
