Каждую секунду рождаются новые организмы, а в генах происходят мутации, которые меняют следующее поколение. Но почему эволюция придумала именно два пола? Рассуждать об этом будет Алексей Алексенко, генетик, научный журналист, главный редактор журнала «Вокруг света» и автор книги «Зачем живые любят друг друга».
Когда начинаешь задумываться о размножении, то невольно обращаешь внимание на то, что природа изобрела для этого множество разных способов: споры, почкование, вегетативное размножение, гермафродитизм. Живым организмам на нашей планете уже 4 млрд. лет и первые три четверти этого периода проблема размножения решалась однообразно. Бактерии и археи просто делились. Все нюансы, о которых мы говорим в контексте сложной жизни, возникли значительно позже около полутора миллиардов лет назад, когда появились эукариоты (живые организмы, клетки которых содержат ядро). Если говорить о половом размножении, то это то, что было изобретено сложными организмами в первую очередь. Этот процесс принципиально отличает нас от бактерий и от прочего мира простой живой природы.
Бактерии прожили миллиарды лет, застали гибель мамонтов и динозавров, значит ли это, что бесполое размножение для некоторых классов эффективнее и надежнее? Наблюдая за бактериями, можно уверенно сказать, что этот способ действительно хорош и незачем было изобретать что-то альтернативное. Поэтому, когда генетики впервые осознали, насколько странно устроены сложные организмы, они бросили большие силы на то, чтобы найти этому объяснение. Грэм Артур Белл (род. 1949 – английский биолог, изучающий эволюцию полового размножения и сохранение вариативности) говорил, что секс – это королева проблем эволюционной биологии. Есть простой способ делиться пополам, однако, людям он не подошел. Уже полторы сотни лет ученые пытаются дать ответ на этот вопрос, но пока имеют только разнообразные гипотезы.
Около миллиарда лет назад произошла революция и возникло половое размножение. Все мы, люди и папоротники, произошли от универсального общего предка, который носит название LUCA. Это последняя популяция организмов, от которой образовались все существа, ныне живущие на Земле. Но сейчас никто из организмов не похож на этого предка, поэтому понять, что его подтолкнуло на путь полового размножения, можно только с помощью гипотез. Скорее всего, в древнем варианте участвовали два одинаковых организма. И они даже теряли в эффективности, потому что размножались в паре, а не каждый сам по себе. Вместо того чтобы плодиться и удваиваться за каждое поколение, они воспроизводили одинаковое количество детей. С начала ХХв. ученые задумались над этой проблемой, и одним из первых предположений стала необходимо перемешивать гены. Таким образом, создаются новые комбинации, которые могут быть приспособлены для других способов существования. Алексей Акифьев (1938-2007) российский генетик и радиобиолог, профессор, исследователь эволюции генома любил для рекомбинации приводить пример с Л.Н.Толстым. У него было тринадцать детей, из них восемь доросли до собственного размножения. Сейчас насчитывается около трехсот потомков Льва Николаевича, но никто совершенно на него непохож. Это произошло под непосредственным влиянием смешения генов. С одной стороны, жаль, так как Лев Николаевич был великий писатель и другого такого нет. Но, с другой стороны, его потомки приспособлены к самым разным сферам деятельности. Кто-то разводит оленей в Швеции, а кто-то поет джаз. В этом был смысл первой гипотезы о происхождении секса, которую выдвинул Август Вейсман (1834-1914) – немецкий зоолог, профессор, один из основоположников и теоретиков эволюционного учения.
Одна из глобальных проблем полового размножения, это встреча с подходящим партнером. Огромное количество ресурсов тратится на то, чтобы его найти. Австралийская птица шалашник, названная великим архитектором в мире птиц, тратит ¾ своего времени на обустройство жилья. Это не гнездо и не нора, всего лишь место, в которое должна зайти самка. После спаривания шалаш теряет свою ценность и больше не используется. Растения создают бутоны, цветы и нектар, для привлечения опылителей. На это также уходит много сил. Но несмотря на все минусы, бесполым путем плодятся самые примитивные организмы, а все остальные готовы платить. Исследования показали, что действительно, в некоторых ситуация перемешивание генов становится полезным. Например, удаляются вредные мутации. По этой причине у современных простейших не может возникнуть секс, так как они сами по себе мутируют крайне редко.
Все первые теории были основаны на общих и простых предпосылках. Есть мутации и естественный отбор, необходимо оценить, как на них влияет секс. Но тогда не знали о существовании генов и тем более, структуре ДНК. Отсюда такие общие рассуждения. В 90-х годах прошлого столетия была очень популярна паразитарная гипотеза. Мы все живем в присутствии паразитов (например, COVID-19), которые находятся в постоянном соперничестве со своим хозяином. При попытке измениться и уйти из сферы влияния паразитов, тот мутирует, чтобы догнать новый облик. Если вдруг организм решит размножаться почкованием, он станет воспроизводить абсолютно одинаковое потомство. И однажды паразит подберет ключ к этой комбинации и уничтожит все поколение. А в случае полового размножения мы всегда имеем разные генетические наборы. Уильям Гамильтон (1936-2000) – британский эволюционный биолог, получил известность благодаря работам о генетических обоснованиях альтруизма, говорил о том, что человеку нужно меняться не из-за стремления, а для того, чтобы быть хоть немного непохожим на прошлые поколения. Главная выгода полового размножения в различных генных комбинациях, а значит, организм лучше приспособлен к выживанию.
Также Софико Шеварднадзе и Алексей Алексеенко обсудили какое соотношение полов наиболее выгодное? Смогут ли люди выбирать между бесполым и половым размножением? Корректно ли говорить о любви в животном мире? Как человек от полигамии перешел к моногамии? В чем связь между сексом и социализацией, IQ и распространением генов? Почему у людей сохранился оргазм? И в чем эволюционный смысл отцовской любви?