Секс на природе

Предыдущую часть читайте здесь:

Глава седьмая, в которой рассмотрены особенности секса на лоне природы

Вот, например, такой вопрос: есть ли где-нибудь инопланетяне, похожие на нас? Вопрос вроде бы совсем уж дурацкий, однако в прошлом веке его обсуждали два очень уважаемых биолога. Первого звали Стивен Джей Гулд. По научной специализации его можно назвать палеонтологом, однако часто его величают «историком науки» (видимо, по причине его огромной эрудиции) или даже «популяризатором» — за способность задавать вот такие дурацкие вопросы про инопланетян или придумывать для сложнейших биологических концепций такие метафоры, которые способен понять каждый неуч. На русский язык Гулда почти не переводили, а теперь, через 20 лет после его безвременной смерти, наверное, заниматься этим уже поздновато, но кто знает, сколько дремучих глупостей не произнесли бы отечественные профессора-биологи на своих лекциях, если бы вовремя прочли Гулда.

В 1989 году Гулд выпустил книгу «Удивительная жизнь», вполне научно-популярную, где среди прочего задал себе, коллегам и читателям вопрос: что будет, если проиграть всю историю жизни на Земле еще раз? Повторится ли все точно так же, а если нет, то что изменится? Появится ли снова разум в линии билатеральтных вторичноротых плацентарных эуархонтоглиров, как у нас, или он засияет на какой-то другой ветке эволюционного дерева? Ответ Гулда состоял в том, что повторить ничего не получится: при всех закономерностях слишком много было на этом пути случайных развилок и перепутий.

С Гулдом поспорил другой маститый биолог, ныне здравствующий Саймон Конвей-Моррис, утверждавший — в частности, в другой замечательной книге, «Горнило творения», — что пути эволюции повторятся, поскольку у каждой проблемы, с которой сталкиваются живые существа, есть лишь ограниченное число решений, и решения эти будут неизбежно появляться снова и снова. Так, проблема полета в ходе эволюции была решена минимум трижды (у насекомых, птиц и рукокрылых млекопитающих), и решение — крыло — было примерно одинаковым. Это называется «конвергенцией». 

Ответ Конвей-Морриса, сам по себе вполне научный, хорошо ложится в стройную конструкцию, где есть место божественной мудрости и предопределению, стоящим за всей нашей историей. Дело в том, что просто Конвей-Моррис верит в Бога, и Бог ему в этом судья. Мы-то уж точно не станем ввязываться в теологические дискуссии, нам здесь интересно другое: вот, к примеру, секс. Возник бы он еще раз при повторном проигрывании этой пьесы или его появлением мы обязаны какой-то случайности?

Ответ на этот вопрос связан с тем самым «объяснением» полового размножения, которое мы тут пытались найти. Если секс нужен для того, чтобы бороться с мутационным грузом и препятствовать генетическому вырождению, — вполне вероятно, что он универсален. Жизнь, в какой бы звездной системе она ни возникла, должна быть основана на самокопировании несовершенных репликаторов, а при таком копировании возникают ошибки, а ошибки надо держать в узде. Модели популяционной генетики, как правило, строятся на самых общих предположениях и никак не учитывают милые частности нашей земной жизни.

Но если окажется, что эти объяснения не работают, вопрос останется открытым. Далеко не все черты земной жизни кажутся универсальными. Вот, скажем, хищничество: им занимается огромная доля земных организмов, однако существуют толстенные ветви эволюционного древа, к примеру растения, которые в этом грехе практически не замечены. Хищничество неразрывно связано с движением, и мы можем вообразить планету, где это самое движение будет проблематичным в силу законов физики. Если бы секс как-то зависел от хищничества, можно было бы заподозрить, что он вовсе не так уж универсален во Вселенной.

Существует несколько — на самом деле, довольно много, если учитывать различные вариации и уточнения — теорий, которые объясняют существование полового размножения не общими законами эволюции несовершенных репликаторов, а частностями взаимодействия организмов с их средой обитания. Назовем эти теории «экологическими». Одной из таких теорий — вернее, ее зачатком — была идея Августа Вейсмана о том, что половое размножение — точнее, рекомбинация — требуется для того, чтобы создавать в потомстве разнообразие, дающее исходный материал для приспособления к меняющимся условиям среды. В дальнейшем эта идея легла в основу гипотезы, получившей странное название «гипотеза викария из Брея» (этим креативом мы обязаны британско-канадскому биологу Грэхему Беллу). 

Викарий из Брея — это священнослужитель, который, согласно книге XVII века «Достойные люди Англии» (Worthies of England), под влиянием исторических обстоятельств дважды менял свое вероисповедание с католического на протестантское и обратно. Когда его спрашивали, что же из этого все-таки более соответствует его внутренним убеждениям, он отвечал: «По моим убеждениям, я должен во что бы то ни стало оставаться викарием города Брея». Зрелый, государственно мудрый ответ. Наверное, в вольном переложении на русский язык можно назвать эту идею «гипотезой михалковского гимна». Скажем так: в тексте должна быть изначально заложена возможность адаптаций, чтобы не получилось так, как вышло с «Боже, царя храни» или «Интернационалом» — эти гимны погубило отсутствие внутренней гибкости.

Итак, согласно гипотезе викария из Брея, половое размножение нужно для того, чтобы организм сохранял возможность эволюционировать. Тогда в случае изменения внешней среды популяция или вид не сгинет в безвестности, а адаптируется к переменам. Увы, тут есть логическая нестыковка, которую мы уже отмечали в четвертой главе: изменения среды произойдут в будущем, а сложнейшим аппаратом полового размножения надо обзаводиться уже сейчас, когда никакой отбор этого еще не требует. А если отбора нет, машина эволюции никуда не едет, потому что у нее нет двигателя. О том, что живые существа вообще-то вовсе не горят желанием эволюционировать, свидетельствуют примеры «живых ископаемых», вроде океанской латимерии или летнего щитня, обитающего в лужах нашей прекрасной родины. 

На логическую неувязку указал скромный нью-йоркский профессор биологии Джордж Уильямс. Профессора страшно бесило, насколько неправильно все понимают Дарвина: как будто в «борьбе за существование» между собой соревнуются виды. На самом деле для каждого вида все остальные виды — просто внешняя среда, а соревнуются особи (а то и отдельные гены, но до Докинза мы пока не дошли, так что запасемся терпением). Об этом Уильямс написал в 1966 году в своей книге «Адаптация и естественный отбор». Уже тогда многим стало ясно, что в терминах состязающихся индивидуумов довольно сложно объяснить появление и сохранение полового размножения: сексуалы должны отставать. Вскоре после этого Джон Мейнард Смит, уже здесь упоминавшийся, сформулировал проблему «двойной цены». А в 1970-х Джордж Уильямс выпустил книжку «Секс и эволюция», где разобрал существовавшие тогда гипотезы происхождения секса. 

Гипотеза «викария из Брея» сама по себе оказалась содержательной, просто надо было подправить кое-что в формулировке. В версии Уильямса, секс уж точно имеет смысл, если в каждом поколении выживает лишь небольшое число потомков — те, чьи параметры точно соответствуют непредсказуемым требованиям среды, то есть «самые лучшие». Если по какому-то признаку среди потомков существует статистическое распределение, выиграет тот родитель, кому удастся сделать это распределение как можно шире, даже ценой огромного числа невыживших. Собственно, растягивание и размывание статистических распределений — ровно то, чем знаменито половое размножение, согласно идеям Августа Вейсмана.

Подобные построения часто называют «теориями лотереи» — суть в том, что если вы хотите выиграть в лотерею, не стоит отмечать на всех билетах одинаковую комбинацию чисел. Что касается самого Джорджа Уильямса, он предложил три ситуации, когда секс может стать рецептом выигрыша. Во-первых, это может помочь, когда популяцию время от времени накрывает катастрофа (к примеру, наступают заморозки или пересыхает водоем). Неизвестно, как там все сложится в будущей жизни, когда снова придет весна или наступит сезон дождей. Уильямс приводит в качестве примера тлей и коловраток: у них после череды бесполых поколений как раз в преддверии трудных времен наступает сезон полового размножения. Во-вторых, разнообразие поможет, если потомкам предстоит отселиться в новые неизведанные места. Уильямс здесь упоминает кораллы, образующие для расселения подвижные личинки-планулы, или землянику, которая осваивает ближайшие окрестности с помощью усов, то есть бесполого размножения, а для более широкой экспансии обращается к сексу, в результате которого образуются семена. Наконец, третий вариант — необходимость вписаться в и без того тесно заселенную среду, где потомкам страшно повезет, если удастся отжать себе новую нишу. Пример Уильямса — устрицы, живущие тесными колониями на отмелях, или вязы, чьим семенам придется прорастать в густом подлеске.

Собственно, в первом случае вращение лотерейного барабана — непредсказуемую смену условий — обеспечивает время, а во втором — пространство. Эти два случая обычно и объединяют под общим названием «лотерейных гипотез». Третий вариант, когда в окружающей среде ничего не меняется, но, чтобы как-то втиснуться в нее, индивидууму требуется изобретательность, более известен как «гипотеза заросшего берега». Это название, как и «викария из Брея», придумал Грэхем Белл, позаимствовав образ из дарвиновского «Происхождения видов». Надо признать, что такой вариант лучше соответствует наблюдениям, чем первые два: половое размножение действительно чаще встречается в тесно заселенных, уютных и хорошо освоенных местах обитания, чем в условиях экстремальных и переменчивых. Однако для этого нашлось еще одно объяснение, которое сегодня стало почти общепринятым — по крайней мере, наиболее общепринятым из всех «экологических» гипотез.