Текст книги "Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности"

Современные серые рифовые акулы (Carcharhinus amblyrhinchus) тратят тьму времени на ритуалы, предшествующие спариванию. Так, самцы поначалу соперничают друг с другом, чтобы просто подобраться поближе к самкам; затем они покусывают самок за голову, шею и спину, пока те не сдадутся и не позволят самцу ухватиться ртом за брюшной плавник. И уже тогда самец переворачивает самку и нащупывает на ее брюшной стороне место, где он может «проткнуть» ее класпером и так подобраться к ней, чтобы ввести его внутрь. Класпер быстро наполняется кровью, раздувается и устремляется далее, быстро вводится в тело самки, где остается четыре-пять минут, в то время как самец передает самке сперму в виде маленьких узелков-сгустков, называемых сперматозегматами.

Доктор Брэд Норман из Университета Мердока (Западная Австралия) всю жизнь изучает мирных «нежных гигантов» мира акул, тропическую китовую акулу (Rhinodon typicus). С командой коллег под руководством доктора Дженифер Шмидт они недавно открыли, что самки китовой акулы могут запасать сперму, чтобы использовать ее после спаривания, оплодотворяя ею последовательно вырабатываемые яйцеклетки в течение года. Еще более удивительно, что эти гигантские акулы могут быть «мегамамами»: зафиксировано, что внутри одной беременной самки было 300 эмбрионов.

Как только плодные яйца оплодотворены, самки всех акул и скатов либо развивают внутри себя эмбрионы и дают жизнь помету (живорождение), или, опять-таки внутри тела, заключают эмбрионы в твердые кератиновые яйца, откладывают их и оставляют на собственное попечение (икрометание). У некоторых видов еще нерожденные плодные тела акулят внутри тела матери созревают до стадии, когда начинают поедать друг друга для пропитания, пока не останется только пара самых крупных, кому суждено родиться на свет. В редких случаях некоторые акулы репродуцируют потомство путем партеногенеза, то есть самка продуцирует фертильные яйца, являющиеся генетически идентичными клонами ее самой, без оплодотворения их самцом. Это явление наблюдалось у некоторых видов акул в неволе, когда самка в течение всей жизни не контактировала с самцом, однако была способна вынашивать живое потомство. В одном из случаев, недавно анонсированных в прессе, даже само появившееся потомство было способно успешно репродуцировать, показывая тем самым, что партеногенез акул – не какая-то мутация в процессе рождений и не тупиковая ветвь эволюции.

В нашем пути мы прошли этапы от обнаружения эмбрионов двух главных групп плакодерм до того этапа времени в эволюции позвоночных, когда впервые началось оплодотворение внутри тела одного из партнеров, а затем этот паттерн быстро стал общепринятым. Отчего так произошло? Роберт Макартур и Эдвард Уильсон в 1967 году опубликовали классический труд по экологии «Теория островной биогеографии» (Theory of Island Biogeography), где показано, что селекция разводит эволюцию по двум направлениям: стратегия r или К. Сценарий «Стратегия r» осуществляется в условиях нестабильности или пресса, когда необходимо быстрое воспроизводство. Животные отвечают воспроизводством многочисленного потомства, поскольку жестокий и нестабильный мир их существования давит с такой силой, что велика вероятность каждую минуту стать жертвой для других; таким образом они реагируют на вероятность того, что только немногие из вида выживут – но вид останется на этой планете. Пример «Стратегии r» в мире рыб – треска, продуцирующая миллионы жизнеспособной молоди, из которой только несколько экземпляров достигают зрелости.

В стабильных и предсказуемых условиях организмы осуществляют сценарий «Стратегия К»: они инвестируют больше времени и энергии для производства малочисленного, но более развитого потомства. Эта группа видов включает большинство млекопитающих, в том числе и нас, людей. Наше открытие эмбрионов плакодерм показало первый пример «Стратегии К» у позвоночных.

Значит ли это, что плакодермы жили в один из самых ранних периодов стабильности? Это могло также означать, что рифы, на которых эти рыбы жили в теплых тропических морях 375 млн. лет назад, показывают степень экологической сбалансированности. Для рыб, которые «инвестируют» в будущее всего несколько особей молоди, не быть съеденными в то время, пока они вынашивают эту молодь, означает, что экологические микроусловия были предсказуемыми и они могли в них «отдохнуть от позиции жертвы». Вероятно, эволюция больших рифовых систем обеспечивала много укромных уголков и пещерок для беременных рыб, где они могли ощущать себя в таком окружении в безопасности; в то же время в такой системе не было больших хищников. До сей поры мы отметили только факт беременности и вынашивания живого потомства у малых видов, хотя и знаем очень мало о репродуктивной биологии крупных плакодерм, таких, например, как 7,6-метровый хищник Dunkleosteus. Известен только факт, что в 2010 году Общество палеонтологии позвоночных США в лице доктора Боба Карра из Университета Мичигана сообщило о том, что найдена яичная сумка этого вида.

Большая яичная сумка с крошечными бугорчатыми костями в ней предполагает, что самые большие плакодермы должны были обладать внутренним оплодотворением, иначе они откладывали бы массу крошечных икринок, как и другие рыбы. Такие большие яичные сумки, характерные для акул, приводят нас к мысли, что эти древние артродиры имеют репродуктивную систему, как у акул: система использует как живородность, так и производство яиц (икры), при которой молодь развивается внутри материнского организма до той стадии, когда она может быть отложена во внешнюю среду в виде нескольких крупных яиц.

Эта последняя любезность со стороны моего коллеги и друга Пера, что была оказана мне параллельно с интереснейшими наблюдениями и рассуждениями по репродуктивному поведению акул, подсказала множество дальнейших вопросов в отношении того, как первые челюстные рыбы спаривались и вынашивали-взращивали свое потомство. Мы долго просматривали научную литературу, и нам показалось, что весьма немногие ученые задавались так заворожившим нас вопросом: каков был сексуальный процесс у древних панцирных плакодерм? Еще меньшее количество ученых занимались вопросом: а какие позиции предпочитали эти рыбы?

Однако спекулятивная область древней рыбьей порнографии – не просто анекдот от науки, а именно тот этап, где начинается следующая стадия нашего исследования. В особенности нас захватила компьютерная анимация, представляющая наши догадки в отношении: как могла выглядеть любовная сцена древних позвоночных (поверьте мне – я ученый, и более ничего!).

Глава 7. Погружаясь в девон

Лехмер потерпел кораблекрушение у берегов Северного острова, что в Новой Зеландии, и весьма счастливо и безмятежно прожил несколько лет с маори, которые спасли его. Он бродил по холмам и лесам острова, собирая ископаемые останки, совершенно счастливый. И хотя это был период междоусобных войн, маори вели себя по отношению к нему почтительно и гостеприимно; и позже, до конца дней своих, он любил вспоминать о жизни с маори; он демонстрировал тату на спине – разные рисунки, включая каноэ, плывущее по реке; а на пальце руки носил – обручальное кольцо! «Я отплыл от берегов маори как раз вовремя, – говорил он – избежав женитьбы на дочери вождя!»

Йесул Бриджес

В 1856 году, когда британский натуралист-любитель Роберт Джон Лехмер Гуппи был заброшен кораблекрушением на побережье Новой Зеландии и жил там в обществе племен маори, он ни за что бы не предположил, что его фамилия будет упоминаться не в связи с героическими деяниями и путешествиями и не в связи с научными трудами, которые он напишет в свои последние годы жизни, но главным образом в связи с одним-единственным поступком в пору его пребывания на Тринидаде. Тогда он послал с этого острова в Музей естественной истории в Лондоне образцы небольшой цветной рыбки – ее впоследствии назвали в честь него. Много позже, после окончательного принятия популярного термина-наименования рыбки, выяснилось, что название этой рыбки «гуппи» замещено наименованием Poecilia reticulata – ведь это имя было присвоено им ранее.

Сегодня гуппи очень популярны как аквариумные рыбки. В отличие от большинства лучеперых рыб, размножающихся икрометанием, гуппи, наряду с несколькими другими группами, спариваются посредством интимного акта оплодотворения. Ни у кого из них нет ничего схожего с хорошо развитым мужским класпером – тем, который имеется у акул или древних плакодерм. Таким образом, чтобы обосновать научную догадку, как же плакодермы занимались сексом, нам нужно взглянуть на широкий спектр видов оплодотворения – и увидеть, как именно аквариумные пугливые рыбешки «делают это».

У рыб большое разнообразие весьма хитроумных приспособлений, которые независимо друг от друга формировали разные поведенческие особенности для преодоления естественных рисков икрометания в открытых водах. (Икрометание в открытом океане при тихой погоде – отнюдь не рискованное мероприятие, однако в стремительных потоках и даже равнинных реках любой новаторский путь близкого соприкосновения спермы и яйцеклеток, или их взаимодействие, сразу же снижает риски и выгодно для выживания потомства.) Таким образом, мы наблюдаем ряд специальных приспособлений для спаривания, которые развились у рыб в ходе эволюции; в том числе тех рыб, которые за весь ход эволюции передвинулись из морей и океана к местообитаниям пресных вод.

Гуппи – это только первый пример. Самцы гуппи оснащены модифицированным анальным плавником, называемым гоноподия, где есть желобок, по которому сперма поступает в клоаку самки. Любители тропических рыбок во всем мире совершенно счастливы от легкости и простоты размножения гуппи: достаточно поместить самца и самок в емкость с водой заданной температуры и состава – и дело сделано.

Другие тропические лучеперые рыбки ведут весьма причудливую сексуальную жизнь; их интимному акту предшествует быстрый «оральный секс» для оплодотворения яйцеклеток. Статья, опубликованная японским исследователем Масанори Кохда, имеет интригующий заголовок «Самки аквариумных сомиков пьют коктейль из спермы: Новый способ оплодотворения». Действительно, это инновация в достижении беременности, хотя временами и трудно «проглотить это». (Женщины-читательницы могут не страшиться забеременеть таким способом: он работает, только если вы – самка крошечного амазонского сомика.)

Бронзовый сомик, Corydoras anaeus, популярный аквариумный вид, практикующий «r-стратегию», разработал ритуал спаривания, при котором самка встает перед самцом, выгнув тело под прямым углом к его телу, с открытым ртом по направлению к генитальному отверстию самца. В течение секунды самец мечет сперму в открытый рот самки – и почти одновременно она мечет свою теперь оплодотворенную икру из клоаки.

Поначалу ученые не могли понять, каким образом вся система работает столь быстро. Но потом, после окрашивания воды голубой цветовой меткой, они смогли наблюдать, как сперма «протекает» через организм самки вместе с заглоченной водой. Попав в рот самке, сперма передается в полость тела, где ее уже ждут вышедшие из яичников икринки. Суперсовершенная система, особенно если помнить, что эти крошечные рыбки живут в быстрых водах, где сперма, предназначенная для оплодотворения, может быть немедленно смыта течением.

Если самец глубоководной рыбы морской черт – Ceratius – встречается с привлекательной самкой, он приплывает на свидание не с букетом и шоколадкой под плавником. Свидание происходит в океане: глубоко в холодных темных водах, на глубине 900 метров. Там темнее, чем в подземелье; поэтому совсем нелегко просто даже рассмотреть партнершу, не говоря уже о более или менее «хорошенькой».

Поэтому озадаченному перспективой размножиться самцу морского черта приходится принимать нелегкое решение, идя на контакт. Решится ли он пренебречь свободой холостяка, откажется ли от прежнего образа поведения, возможности плыть «по жизни шутя»? Может быть, выгоднее стать приживалом и прикрепить свое крошечное тельце к большому уродливому телу самки – а самки этого вида по массе превосходят самцов иногда в 50 раз, – чтобы, в конечном счете, полностью раствориться в ней, медленно погружая в ее великодушное тело все свои органы, пока от него не останется практически ничего, кроме наружной кожной оболочки и большого «чемодана» с семенниками? В результате он сам послужит одной-единственной цели: оплодотворять яйца самки.

В сущности, самка морского черта становится гермафродитом, а самец – паразитом; однако паразитом полезным: всегда «под рукой», чтобы оплодотворить зародившиеся яйца. Несмотря на более чем убогое существование, когда самец полностью теряет идентичность отдельного существа, направленную на что-то иное, чем исключительно вырабатывание спермы и вбрасывание ее в самку – нечто, предопределенное генами, заставляет самцов раз за разом прикрепляться к телу имеющейся свободной самки. И это его истинный мужской подвиг: ведь не сделай он этого – может никогда уже не встретить «свою единственную» в темных, мрачных глубоководьях. Однако трагедия самца здесь еще глубже: на самом деле, такие паразитические представители мужского пола даже не в силах наслаждаться моногамией самки и стать «единственным и неповторимым». Подавляюще крупная самка может «взять на свою шею» дополнительных самцов, чтобы обеспечить своему потомству генетическое разнообразие при каждом оплодотворении.

В некоторых случаях, когда у рыб не происходит спаривания как такового, сексуальное поведение может быть совершенно радикальным. Когда самки синеголового губана (Thalassoma bifasciatum) направляются вместе с крупными отборными самцами к месту икрометания, им приходится отбиваться от толпы тщедушных самцов, которые непрерывно посягают на роль оплодотворителей с периферийных позиций. Эти коротышки-неудачники приближаются к самке и прикасаются к ней, что вызывает у нее спонтанный выброс некоторого количества икринок. А затем взбесившаяся от спермы группа хилых самцов беззастенчиво поливает своей спермой не им предназначавшуюся икру.

Другие формы множественного «оргистического» спаривания рыб встречаются у косяков рыбы мойвы (Mallotus), стаи которой живут в арктических водах Северной Европы, России, Исландии и Канады. Эти небольшие рыбки образуют огромные косяки и являются основной пищевой базой для морских животных арктических вод, которые пожирают их, фильтруя через ротовые «сита». Способ же размножения этих рыб представляет большой интерес для северных стран. Некоторые из них спариваются в приливной зоне на глубине менее метра; другие – прямо на пляжной полосе. Иногда, чтобы использовать время прилива, рыбки вступают в «связь» втроем, при этом двое самцов «выжимают» икру из самки прямо на пляжной полосе, во время каждого наплыва приливной волны. Трое партнеров образуют при этом что-то вроде сэндвича, с самкой посередине. Как только сперма самцов попадает на выжатую икру, большинство самцов умирает. (Примеры такой стратегии природы показаны в главе 10 для грунионов как близкородственных видов.)

Как только дело доходит до спаривания, рыбы становятся пугливыми и причудливыми во многих смыслах. Люди полагают, что рыбы стремятся спариваться с любым партнером, который оказался «под рукой», но это не всегда так – в биологии для любого правила почти всегда есть исключения. Морские коньки (Hippocampus) и некоторые виды рыбы-иглы (Syngnathus) моногамны на весь сезон размножения, и их поведение объясняется научной догадкой, что для обеспечения успеха размножения и взращивания потомства необходима охрана партнера.

Морские коньки также необычны не только своим брачным поведением, но и методами родительской заботы. После длительного периода ухаживания, который может включать в себя мечтательное плавание вдвоем многими днями, смену цветовой окраски и декорирования себя вдвоем одной и той же полоской широколистной водоросли, партнеры сливаются в чувственном танце, который может длиться вплоть до восьми часов. В этот период они в окончательном экстазе, «танцуя» в воде вдвоем по спиралевидной траектории вверх, принимают позы, при которых их морды соприкасаются. Самец морского конька раздувает закачкой струи воды свой выводковый мешок в центре тела, показывая самке, что готов принять и оплодотворить ее икру. Как только самка соблаговолит отложить в резервуар икру, самец немедленно оплодотворяет ее точно выверенной порцией спермы из выводкового мешка. Беременность наступает в результате эффективного тайм-менеджмента. При этом – беременность самца. Теперь самец берет на себя ответственность за оплодотворенные икринки, в своем мешке защищая их от опасностей и будучи уверенным, что икринки находятся в надежном месте; с нежностью и заботой вынашивает потомство, что по времени может занять от 9 до 45 дней. Как только молодые коньки выбираются наружу и расплываются по своим отдельным жизням – миссия отца закончена.

Понаблюдав за диапазоном странных брачных ритуалов, которые удалось подсмотреть у рыб, можно озадачиться следующим вопросом: как могли размножаться наши древние плакодермы? Птиктодонтиды могли использовать искривленные, сильно изогнутые класперы для введения в тело самки или же просто притянуть к себе самку для насильственного контакта клоака – клоака. Но в реальности у нас нет доказательства, что класпер вводился в тело самки, и при близком рассмотрении весьма трудно представить, как это можно было сделать при наличии искривленной костяной структуры класпера, заканчивающейся шипами и острыми краями.

Некоторые ископаемые птиктодонтиды, например рода Cyrtacanthus, обнаруженного в Огайо в позднедевонских отложениях, имели огромные класперы – около 15 сантиметров в длину. Эти элементы крючков с заостренными шипами трудно представить внутри нежного тела самки; нет на них и видимых ложбин, которые можно использовать для передачи спермы. Возможно, птиктодонтиды, такие как наша рыба-мать, в самом деле практиковали примитивный секс, однако путем сближения клоак партнеров, как это происходит у современных лягушек и птиц. А заостренный класпер с крючками использовался для захвата и удержания самки, чтобы самец мог поместить сперму в тело самки для внутреннего оплодотворения икринок.

Однако класпер рода Incisoscutum, впервые идентифицированный Пером Альбергом во время его визита в 2009 году в Западную Австралию, представляет собой совершенно иную ситуацию. В этом случае мы видим очень длинный (намек на функцию), относительно прямой (не крючкообразный) и тонкий стержень на базиптеригиуме, с маленьким, но слегка шишковатым компонентом на действующей части. Длина – подсказка-указание на действительную функцию. Направление класпера – от головы самца; степень его гибкости – очевидно ограничена, как можно видеть по крупному фасетному креплению. По всей очевидности, этот класпер мог быть глубоко введен в клоаку самки. Поскольку стержень гладкий и тонкий, совершенно очевидно, что мягкие ткани обволакивали его; а значит, в нем мог быть и желобок для передачи спермы. Добавьте сюда факт, что эта структура не могла быть предназначена для захвата и удержания самки, как крючкообразный класпер птиктодонтид, – и вот мы имеем первый в истории орган с дизайном для проникновения, вероятно, первый такой прототип органа у позвоночных. Дизайн его совсем недалеко ушел от дизайна пениса человека.

Если это так, то плакодермы вроде Incisoscutum в самом деле были хорошо сексуально обеспечены класпером более длинным, чем средний пенис человека (по отношению к общей длине тела), что обусловлено общей неуклюжестью тела бронированных толстыми костяными пластинами рыб. Огромный пенис броненосца (Dasypus novemcintus) может быть аналогичным примером, когда тяжелая броня тела сметает возможность «романтичного» ритуала, поэтому компенсировать отсутствие романтики должен большой мужской орган. Если бы броненосцы были ростом с человека, их пенисы были бы эквивалентны длине 1,2 метра. Но наиболее потрясающая особенность этого первого протопениса в мире позвоночных – факт, что класпер Incisoscutum направлен только назад, от головы самца. Это значит, что традиционная «миссионерская» поза была неприемлема для спаривания по типу и примеру ныне живущих акул и скатов. Наоборот, скорее всего, они практиковали позу «69», когда самка располагалась на песке дна моря – а самец вводил слегка эрегированный класпер в ее клоаку.

Откуда мы знаем, что класпер был только слегка эрегирован? Отвечу: соединение между базиптеригиумом (носителем головки класпера) и брюшным поясом должно было быть до некоторой степени гибким; представляется наиболее вероятным, что лишь ткань вокруг места соединения была более эрегирована для полного контроля процесса введения класпера. Самец мог также использовать челюсти и гибкие грудные плавники для фиксации в зацепке за чешуи на теле самки – это облегчает поступательно-поворотные движения при введении класпера.

Итак, мы достаточно нафантазировали, чтобы понять, как древние рыбы начинали предаваться сексу; мы уже на начальном этапе съемки палеопорно. Поскольку у нас нет под рукой модели рыбы Incisoscutum в натуральную величину, мы можем заменить ее моделью нашей рыбы-плакодермы Latocamurus в главной роли как очень близкого «родственника». После сканирования модели для производства компьютерного фильма в 3D-формате с воспроизведением форм рыб образ был вручную усилен деталью: длинный класпер самца и самка – просто с брюшными плавниками. Мы также поэкспериментировали с цветами модели, чтобы подчеркнуть разность образов самки и самца; но это была вполне научная работа из любви к искусству.

Финальный клип, в котором был показан процесс спаривания рыб, демонстрировал самку, лежавшую на спинке на морском дне; мы полагали, что плакодерме вряд ли удалось бы ввести класпер в толще воды. Как и в типичном порнофильме (я сам не видел – но мне говорили об этом), самец в нашем фильме не утруждал себя длительными ритуалами ухаживания. Не то чтобы мы думали, будто у плакодерм не было этих ритуалов, – мы просто ничего о них не знали (то есть не знали о поведенческих особенностях); к тому же бюджет у нас был очень ограничен: эти компьютерные фильмы стоят тьму денег из нашего же научного бюджета, и нам следовало расходовать их мудро и строго. Фильм показывает, как самец с вожделением опускается на готовую к спариванию самку, лежащую на спине с широко расставленными брюшными плавниками. Самец вводит свой класпер в клоаку, вбрасывает сперму и затем поспешно, виляющими движениями, вынимает класпер и уплывает. Самка с тоской в глазах следует за ним, и в ее взгляде ясно читается: «Неужели он больше не позвонит?»

Наше видео было научной догадкой, хотя и основанной на фактах – ведь как узнать, каков был интимный акт у древних предков позвоночных? Все, что нам оставалось, – написать сценарий на основе строго научных фактов.

Но этот фильм привел нас к следующим вопросам: где и когда впервые возник секс у животных и почему? Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется бросить взгляд еще глубже в историю жизни на земле, если не вернуться к истокам самой жизни.