Текст книги "Биология для тех, кто ищет ответы в природе"

Усиливаясь до абсурда, признак повышает свое значение. Так утверждает концепция гандикапа.

Согласно этой концепции, все невыгодные для выживания признаки служат подтверждением хорошего здоровья их обладателей. И чем признак обременительнее, тем выше его «стоимость». Распуская свой хвост, самец павлина словно говорит самке: «Посмотри, какой я сильный, раз могу жить с таким хвостом». Точнее, не жить, а выживать. Глядя на яркое оперение самца, самка инстинктивно осознает, что перед ней качественный производитель. Если такой заметный индивидуум смог дожить до спаривания, значит он быстро летает, имеет чуткий слух и все прочее, что нужно для выживания.

Обременительный признак – это фора, посредством которой самец доказывает хорошее состояние своего здоровья. Самки не просто так считают красивыми «невыгодные» признаки, их пристрастия основаны на голом расчете, а никакого «чувства прекрасного» у них не было и быть не может… Поэты могут сколько угодно твердить о том, что любовь несовместима с корыстью, но мы-то знаем, что самыми прочными оказываются браки по расчету.

Там, где самцам приходится драться за самку, «неудобные» признаки закрепиться не смогут, потому что ставка делается только на силу и ловкость. Тот, кто всем накостылял, или тот, кто всех распугал, завладевает самкой, у которой нет права выбора. Самец доказывает свое превосходство не ей, а другим самцам. Поэтому вектор полового отбора направлен на физическое развитие и повышение агрессивности. А вот павлинам или глухарям приходится искать другие способы подтвердить свою «качественность». Крупный размер – это, разумеется, хорошо, но вектор полового отбора направлен иначе, в сторону гандикапов.

Гандикапы, как вы, наверное, уже догадались, преимущественно распространены у видов, обладающих высокой репродуктивностью (например – у пернатых или же у рыб). Долго с «отягощающим» признаком не протянет даже сильный самец, да забота самцов о потомстве с гандикапом сочетается плохо. Обладатели гандикапов живут по принципу «главное – совокупиться, а там хоть трава не расти». Там, где цена выживаемости вида слишком высока, никаких гандикапов не будет, потому что естественный отбор их не пропустит. Принимая во внимание обилие хищников на полуострове Индостан, надо учитывать и обилие пищи для них, большое количество животных, выступающих в роли жертв. На таком фоне павлины могут позволить себе такую «роскошь», как длинный шлейф.

Теперь давайте посмотрим на теорию гандикапа глазами генетиков.

Гандикапный ген, то есть ген, определяющий наличие у самца того или иного «обременяющего» признака, распространяется в популяции, потому что самки предпочитают самцов с «гандикапами». А чем, по-вашему, определяется пристрастие самок гандикапам? Тоже генами. В процессе эволюции выжили те виды, самки которых выбирали самцов с гандикапами. Выбирали неосознанно, инстинктивно, подчиняясь природному зову, а не голосу разума, которого у животных нет. Когда смотришь на невероятно широкое распространение гандикапов в живой природе, поневоле начинаешь думать, что они являются результатом чьей-то целенаправленной деятельности. Но эволюция, как известно, не имеет программы и целей. При каждом броске костей выпадает случайная комбинация…

Теория гандикапа – не единственная в своем роде. Надо сказать, что противников у нее не меньше, чем сторонников. Противники отрицают гандикапное значение обременительных признаков. Они считают их следствием вредных мутаций, с которыми естественный отбор сумел примириться, поскольку они, при всей своей невыгодности, позволяют самцам оставлять потомство. Наиболее прямолинейные оппоненты любят спрашивать у гандикапистов, почему в природе нет одноглазых или бескрылых павлинов, ведь это был бы всем гандикапам гандикап. Но это – некорректный вопрос. Над «шалостями» полового отбора висит дамоклов меч отбора естественного, и если признак выходит за рамки допустимого, то он «отрубается». С длинным хвостом павлин может дожить до размножения, а вот с одним глазом или же без крыльев – нет.

Все хорошее подделывается, не так ли? Гандикапы – не исключение. Если демонстрация привлекательного признака не требует исключительных способностей – хорошего здоровья и большой силы, то в результате мутаций могут появляться самцы-обманщики, хилые, но с признаком. Если «обманщиков» разведется много, отбор перестанет благоприятствовать самкам, выбирающим самцов по этому признаку. Признак исчезнет, «растворится» в потоке эволюционного развития. Так что хороший гандикап обязан быть надежным. Если в роли гандикапа выступает хвост, то это должен быть такой хвост, который могут носить только богатыри. Если окраска яркая, то она должна бросаться в глаза издалека3737
  Дорогостоящая реклама – это тоже своего рода «гандикап», который демонстрирует не столько качество рекламируемого товара, сколько состоятельность рекламодателя.


[Закрыть].

Согласно гипотезе убегания, предложенной в начале XX века британским биологом-эволюционистом Рональдом Фишером, обременительные половые признаки не свидетельствуют о хорошем здоровье и хороших генах их обладателей, а являются результатом случайно возникшего пристрастия самок к такому признаку. Никакой «бессознательной корысти» в действиях самок нет, есть просто прихоть, вызванная определенной мутацией. Практического значения гандикапы не имеют. Примерно то же самое имел в виду Чарльз Дарвин, когда говорил о «чувстве прекрасного», но Дарвин не смог объяснить механизм такого полового отбора, а Фишеру это удалось.

Допустим, что в популяции появился ген, побуждающий самок выбирать для спаривания самцов с определенным признаком, например – с длинным хвостом.

Половину генов дети получают от отца, а половину от матери, верно?

Самки, падкие на длинные хвосты, будут передавать это качество своим дочерям ровно с таким же успехом, с каким отцы будут передавать длинные хвосты сыновьям.

Фишер рассматривает развитие обременительного полового признака с двух сторон – развивается не только признак у самцов, но и расположение к нему у самок. Практицизма – ноль, все сугубо случайно, два половых признака, скованные одной цепью, развиваются синхронно.

Осознайте разницу между гандикапистами и фишеровцами. Гандикаписты пытаются найти практический смысл в обременительных признаках, а фишеровцы его отрицают.

Критики гипотезы Фишера, которая официально называется «фишеровским убеганием», любят напирать на то, что предпочтение бесполезного признака не может распространиться среди самок настолько, чтобы иметь эволюционное значение. Ведь изначально этот признак (предпочтение) никакого приспособительного значения не имеет, никакого преимущества своим обладательницам не дает, и потому естественным отбором закреплен не будет.

Да – не имеет и не дает, но при этом и никакого вреда тоже не наносит, так что отторгать его естественный отбор не станет. Но у любого признака есть шанс «возвыситься», то есть достичь некоторой значимой частоты в популяции. Каким образом? Да за счет дрейфа генов!

Дрейфом генов называют случайные изменения частот аллелей (частот генов) в популяции.

Вспомните, что слово «дрейф» означает медленное постоянное перемещение чего-либо под действием сторонних сил. Ключевые слова – «постоянное» и «сторонних».

Частота аллелей или частота генов – это соотношение разных аллелей одного и того же гена в популяции. Аллели определяют проявление одного и того же признака в различных формах. Частота аллеля показывает вероятность проявления конкретного признака в популяции.

Частоту аллеля высчитывают делением количества данных аллелей у всех особей данной популяции на общее количество аллелей в популяции и выражают в процентах.

Допустим, что в некой популяции численностью в 100 особей имеется два аллеля, представленных равным количеством копий – 50. Частоты этих аллелей будут равны 50 %. Если в популяции произойдет какой-то катаклизм, резко и произвольно уменьшающий численность особей (например – засуха или землетрясение), то среди выживших особей частота данных аллелей может остаться «пятидесятипроцентной», но может и измениться, составить, к примеру, 65 % и 35 %. Тогда можно будет говорить о дрейфе генов.

А в случае, когда частоты аллелей будут значительно отличаться друг от друга, например – 97 % и 3 %, в результате катаклизма могут погибнуть все особи, представляющие «трехпроцентный» вариант. Тогда частота сохранившегося аллеля составит 100 %. Такой вот дрейф. Расклад может оказаться совершенно любым.

Два примера, которые сейчас были рассмотрены, относятся к так называемому эффекту бутылочного горлышка. Катаклизм создает условное «бутылочное горлышко», и выживает тот, кто успеет проскочить в это «горлышко». А кто именно проскочит – неизвестно, никакой закономерности здесь нет. Вполне возможно, что проскочат не самые приспособленные, а те, кто оказался ближе к «горлышку», например – обитал дальше от эпицентра землетрясения или же вблизи водоема, который во время засухи не высох полностью.

Если естественный отбор отбирает наиболее приспособленных к условиям внешней среды, то при дрейфе генов отбор является случайным.

Другой механизм дрейфа генов называется «эффектом основателя». Представим, что по какой-то причине была отделена часть крупной популяции с равномерным распределением аллелей «50 на 50». Например, в результате землетрясения часть материковой территории превратилась в остров или же горный обвал отгородил один участок местности так, что многие животные не в состоянии его покинуть. В отделенной части популяции аллели могут быть распределены не так, как в материнской популяции. В нашем примере изначальные частоты составляли по 50 %, а у «отпочковавшейся» популяции это соотношение может составлять, скажем, 70 % и 30 %. Такое соотношение будет поддерживаться в «отпочковавшейся» популяции в ходе ее эволюционного развития. Потому данный механизм и называется «эффектом основателя» – как основали, так и пошло (до тех пор, пока жизнь в новое бутылочное горлышко не загонит).

Так вот, если в результате дрейфа генов признак предпочтения, ну, скажем, длиннохвостых самцов, распространится в популяции до значимых пределов, то такие самцы получат эволюционно важное репродуктивное преимущество – им будут доступны для спаривания все самки, а короткохвостые самцы смогут спариваться только с теми самками, у которых нет пристрастия к длинным хвостам. В результате длиннохвостые самцы будут оставлять больше потомства, чем их короткохвостые собратья, – в этом смысл фишеровского убегания. А у длиннохвостых самцов и потомство длиннохвостое, так что спустя некоторое время длинный хвост, не имеющий никакого практического значения, станет в популяции нормой. С другой стороны, репродуктивное преимущество будут получать самки, предпочитающие длиннохвостых. Преимущество это является не прямым, а опосредованным, реализуемым в последующих поколениях, – длиннохвостые сыновья этих самок смогут оплодотворить больше самок и оставить больше потомства. Если хочешь больше внуков – выбирай себе партнера с длинным хвостом!

Существуют и другие гипотезы, пытающиеся объяснить происхождение полового отбора и его механизмы. Так, например, гипотеза сверхстимулов считает яркие или гипертрофированные половые признаки самцов средством манипулятивного воздействия на самок. Преувеличенные стимулы привлекают самок не как свидетельство хорошего здоровья самца, а потому что такие стимулы оказывают более сильное воздействие на психику, нежели стимулы обычного порядка, с которыми самки сталкиваются повседневно. Акцент делается на силу воздействия, а не на подтверждение «качественности» самца. Образно говоря: удивил – значит покорил.

Пожалуй, самыми отъявленными манипуляторами являются самцы больших серых шалашников. Эти небольшие птицы называются так потому что в брачный период строят «шалаши» – галереи из веточек. На площадках перед шалашами самцы раскладывают различные предметы, преимущественно камушки, причем раскладывают не абы как, а сортируют их по размеру – крупные выкладываются дальше от «шалаша», а мелкие – ближе к нему. Такая раскладка создает у самки, наблюдающей из «шалаша» за брачными выкрутасами самца, оптическую иллюзию – самец кажется ей крупнее, чем на самом деле.

Механизмы предпочтений самок трактуются всяко-разно, и единого мнения по этому вопросу не существует до сих пор. Некоторые ученые говорят прямо: «Если уж сам Дарвин не смог объяснить этого, то нечего и пытаться» или же «Гадать можно сколько угодно, у павлинов все равно не спросишь, зачем им такой «хвост». Но подобный пессимизм вряд ли можно считать оправданным. В конце концов, у нас есть такие инструменты, как компьютерное моделирование или логическое мышление.

Некоторые читатели могут удивиться – без малого полтора века прошло с публикации дарвиновского труда о половом отборе, а воз, образно говоря, и ныне там, ученые все никак не могут разобраться в этой теме и прийти к единому мнению.

Да, на фоне бурного научного прогресса такой «застой» выглядит весьма странным. Но дело в том, что половой отбор очень трудно поддается изучению. Далеко не всегда можно с уверенностью сказать, что данный признак является результатом действия полового отбора. Все очень туманно, потому и гипотез так много.

В последнее время стало модным объяснять все происходящее действием тех или иных гормонов. Разумеется, такая тенденция не могла обойти стороной половой отбор. В качестве ключевого звена полового отбора рассматривается тестостерон, мужской половой гормон, стимулирующий развитие вторичных половых признаков у самцов. Многие ученые считают, что все дело в уровне тестостерона и пытаются связывать с этим показателем все признаки, которые привлекают самок. Так, например, появилась гипотеза иммунного гандикапа, согласно которой гандикапом является повышенная выработка тестостерона, который с одной стороны стимулирует развитие привлекательных для самок признаков, а с другой – угнетает иммунную систему. Только супермачо – наиболее здоровые самцы могут позволить себе расплачиваться снижением иммунитета за высокий уровень тестостерона. А согласно гипотезе вызова, при выборе самцов с высоким уровнем тестостерона самки жертвуют таким показателем, как забота о потомстве, которую тестостерон понижает.

Характер полового отбора зависит от того, когда именно самка вкладывает свои ресурсы в потомство – до оплодотворения или после него.

Не совсем понятно, о чем идет речь?

До оплодотворения вкладывают ресурсы в потомство виды, которые откладывают яйца или мечут икру. А после оплодотворения ресурсы вкладывают те, кто вынашивает потомство в себе. У самок, вкладывающихся в потомство до оплодотворения, весь выбор заключается в выборе самца. Для них (самок) имеют большое значение признаки самца, брачные наряды, брачные ритуалы и все такое прочее. Самки, вкладывающие свои ресурсы в потомство после оплодотворения, обращают внимание не столько на выбор партнера, сколько на жизнеспособность потомства – более приспособленные дети будут получать больше материнского внимания. Это жестоко, но такова жизнь. C’est la vie, c’est la vie, c’est la vie…3838
  C’est la vie (франц.) – такова жизнь.


[Закрыть]

Половой отбор может служить защитой для отдельных популяций. Какое-нибудь небольшое племя, находящееся в окружении более сильных соседей, может защититься от истребления при помощи оригинальных стандартов женской красоты, которые соседям будут казаться отталкивающими. Так, например, женщины племени мвила, живущего в Анголе, наносят на волосы смесь из масла, древесной коры и навоза. А что прикажете делать? Выживать как-то надо.

Следите за новостями, касающимися полового отбора! Теперь вы в деле, то есть – в теме и можете разобраться в этих новостях без посторонней помощи.

Вот вам провокационный вопрос, показывающий, насколько хорошо вы усвоили прочитанный материал. Отвечать надо сразу, не раздумывая. В былые времена сказали бы: «Отвечай не головой, а сердцем».

Половой отбор конфликтует с естественным отбором?

Нет, он его дополняет! Половой отбор повышает эффективность естественного отбора, потому что повышает шансы хорошо приспособленных самцов на оставление потомства. Естественный отбор прежде всего нацелен на выживание, а половой – на размножение. А в чем заключается биологический смысл жизни организма? В выживании и размножении. И вообще составная часть (половой отбор) не может противоречить целому (естественному отбору).

А знаете ли вы, что половой отбор может привести к снижению совокупного интеллекта человечества?

Каким образом? Все очень просто. Есть такая штука, как конфликт отцов и детей, который выражается в том, что более умные особи заботятся только о себе, не жертвуя своими интересами ради потомства.

Может ли иметь место такая жертвенность?

Запросто! Например, добывая пропитание для потомства, особь может стать жертвой хищника.

Более умные особи не жертвуют своими собственными интересами ради потомства. Но самки выбирают для спаривания не более умных, а более заботливых, более верных, более надежных…3939
  Если что, это была шутка, носящая немного провокационный характер. Без шуток нам никак нельзя обойтись, еще Конфуций говорил: «Не пошутишь – и не весело». Однако шутка – ложь, да в ней намек, добрым молодцам урок… Не без этого.


[Закрыть]

И напоследок – о тайной конкуренции между самцами и бойцах невидимого фронта.

Конкуренция между самцами может быть тайной, и бойцами в этой войне являются сперматозоиды.

С недавних пор (конец прошлого века) существует теория спермовых войн, объясняющая конкуренцию спермы у видов, спаривающихся по промискуитетному типу, при котором самку могут оплодотворять разные самцы.

Согласно этой теории, около 99 % сперматозоидов запрограммировано природой не на оплодотворение яйцеклетки, а на борьбу с чужими сперматозоидами, которые могут находиться в половых путях оплодотворенной самки. Сперматозоиды-воины создают препятствия для чужаков или же попросту уничтожают их, давая возможность сперматозоидам-оплодотворителям сделать свое дело.

Теория спермовых войн убедительно объясняет разницу в строении половых органов самцов человека, шимпанзе и горилл. Эти два вида высших приматов являются самыми близкими нашими родственниками. Шимпанзе мы можем считать родными братьями, поскольку наши с ними эволюционные пути разошлись «всего-навсего» 6 500 000 лет назад, а горилл – двоюродными, поскольку с ними мы разошлись раньше.

Шимпанзе ведут промискуитетный образ жизни. В стае, кроме вожака, могут быть и другие половозрелые самцы, признающие власть вожака. Вожак пользуется преимуществом в спаривании. Ни одна пригодная к оплодотворению самка ему в сближении обычно не отказывает, а вот другим самцам может отказать. Но так или иначе, самки шимпанзе оплодотворяются разными самцами, и потому спермовая война в их организмах идет, что называется, «не на жизнь, а на смерть». Поэтому самцы шимпанзе имеют огромные семенники, которые вдесятеро больше семенников человека. Во время одного полового акта самцы шимпанзе выделяют до 100 мл спермы! Для сравнения – у человека в среднем однократно выделяется от 3 до 5 мл спермы. Что же касается количества сперматозоидов в 1 мл спермы, то у шимпанзе оно составляет около 600 000 000, что в 7–10 раз больше, чем у человека. А вот у горилл, ведущих гаремный образ жизни, при котором доступ к самке имеет только один самец, отбор не шел по пути увеличения количества спермы и ее насыщенности сперматозоидами. Поэтому в 1 мл спермы гориллы содержится около 50 000 000 сперматозоидов, что немного меньше нижней планки нормального человеческого показателя и в 12 раз меньше, чем у шимпанзе. Мы же занимаем промежуточное положение между нашими братьями, потому что наши общие с шимпанзе предки-обезьяны придерживались свободных промискуитетных отношений, а древние люди в процессе эволюции перешли к отношениям парным.

А вот по такому важному (без какого-либо преувеличения и тем более без иронии) параметру, как размер пениса, человек находится впереди приматов всех. В состоянии эрекции средняя длина пениса человека составляет 12–14 см, у шимпанзе – около 7 см, а у горилл – 3–4 см. Вдобавок пенис человека длиннее и толще пенисов человекообразных обезьян.

Почему вектор отбора у человека направлен на увеличение пениса?

Мнения по этому вопросу расходятся.

Первая версия связывает увеличение пениса со спермовыми войнами. Зачем вырабатывать огромные количества суперконцентрированной спермы, если можно обеспечить ее доставку ближе к яйцеклетке посредством длинного пениса? Так будет рациональнее, ведь длинный пенис обходится организму дешевле постоянной выработки ударных количеств спермы. Образно говоря, у шимпанзе отбор сделал ставку на количество бойцов, а у нас – на средство доставки «боеприпасов».

Вторая версия объясняет крупный размер человеческого пениса прямохождением. Оплодотворение яйцеклетки происходит не сразу же после эякуляции, а по прошествии нескольких часов (от трех до 8 часов). За это время сперматозоиды успевают достичь яйцеклетки. Вертикальное положение тела затрудняет продвижение сперматозоидов к яйцеклетке, а также может приводить к излитию спермы из половых путей женщины наружу под действием силы тяжести. Чем ближе к яйцеклетке окажется сперма после эякуляции, тем больше шансов на то, что оплодотворение состоится.

Согласно третьей версии, во всем «виноваты» женщины, которые по понятным причинам отдавали предпочтение мужчинам с более крупными пенисами. Надо сказать, что третья версия выглядит наиболее убедительной.