Птицы и пчелы

Давайте для начала вспомним азы полового размножения. Кажется, в этом процессе нет ничего сложного, но на самом деле в царстве животных он принимает самые разнообразные формы. Какие-то приведенные ниже описания сексуальных отношений покажутся вам знакомыми, но другие, надеюсь, нет. Чтобы разобраться в тонкостях сексуального поведения человека, необходимо кратко остановиться на сексуальной жизни других животных.

Существует много вариантов полового размножения, но в целом все они распадаются на две категории. К первой категории относится размножение видов с системой двух полов, традиционно называемых мужским и женским. У млекопитающих пол определяется специфической упаковкой ДНК в виде хромосом. От каждого из родителей мы наследуем набор из 23 хромосом, которые составляют пары. С одним только замечанием: одна из этих пар действительно является «парой» только в половине случаев: женщины имеют две парные X-хромосомы, тогда как мужчины – одну X- и одну Y-хромосому. Яйцеклетка содержит один набор хромосом, включая X-хромосому, а сперматозоид – другой набор, в котором содержится либо X-, либо Y-хромосома. У пресмыкающихся, птиц и бабочек все наоборот (способ обозначения иной, но это ничего не меняет): самцы имеют хромосомы WW, а самки WZ.

Но есть виды, у которых пол особей определяется другими законами. У некоторых животных принадлежность к женскому или мужскому полу зависит не от наличия тех или иных хромосом, а от условий зачатия. У многих пресмыкающихся пол животного связан с температурой: разница в расположении одной яйцеклетки по отношению к другим, дающая изменение температуры всего на один градус по Цельсию, определяет будущий пол животного. У некоторых видов пресмыкающихся центральное яйцо в кладке чуть теплее остальных, и из него вылупляется особь мужского пола. А у странной новозеландской ящерицы туатары все наоборот. У крокодилов самки родятся из наиболее холодных и наиболее горячих яиц, а самцы – из яиц со средней температурой. И так далее. Наш способ определения пола – лишь один из множества.

Ко второй категории организмов, практикующих половое размножение, относятся виды, имеющие десятки, а иногда и тысячи полов. Большинство из них составляют грибы с плодовыми телами и другие грибы, которых мы обычно не считаем половыми существами, но которые тем не менее таковыми являются. Они классифицируются по так называемому типу спаривания: речь идет об участках ДНК, отличающихся у разных особей и указывающих потенциальным партнерам, что этих различий достаточно, чтобы обеспечить возможность полового размножения. Грибам трудно находить партнеров для спаривания, поскольку перемещаются они достаточно медленно и сексуальные контакты у них редки. И если один гриб вдруг встречается с другим одиноким грибом, а тот оказывается одного с ним пола, это полная катастрофа. Поэтому наличие максимального количества возможных полов вполне оправдано, и лучше всего иметь вокруг себя особей с самыми разными типами спаривания, отличными от вашего.

Но все же большинство организмов, практикующих половое размножение, имеют два пола – мужской и женский. В отличие от грибов с их типами спаривания, половое размножение в системе двух полов характеризуется невероятным разнообразием самого акта спаривания. Пенис и вагина – лишь один вариант. Это старая техника, которую практиковали уже упомянутые выше доисторические рыбы Dunkleosteus. Многие насекомые, например постельный клоп Cimex lectularius, не заморачиваются с поисками специфического места для проникновения: самец протыкает брюшко партнерши острым, как кинжал, эдеагусом (эквивалентом пениса), и сперматозоиды находят дорогу к яйцеклетке через внутренние органы. Мы бы назвали это «травматическим осеменением».

Зачастую животные вообще не практикуют секс с проникновением, а используют внешнее оплодотворение. Как и многие другие рыбы, самец и самка чавычи выпускают икру и сперму в воду, а обволакивающая икру овариальная жидкость выступает в роли селективного фильтра. Одни сперматозоиды проникают через этот гель быстрее других, и этот фактор, по-видимому, является определяющим для самок: их овариальная жидкость отбирает лучших и генетически наиболее подходящих пловцов. У птиц обычно не бывает пениса, и поэтому они передают сперму через «ректальный поцелуй»: яйцеклетки и сперматозоиды встречаются вблизи входа/выхода из клоаки и проникают в тело самки. Так происходит у большинства птиц, но не у всех. У селезня аргентинской савки есть пенис, по форме напоминающий штопор, который закручен в противоположную сторону по отношению к спиралевидной вагине утки, что позволяет ей до некоторой степени контролировать происхождение своего потомства.

При наличии жесткой конкуренции за репродуктивные права некоторые аспекты сексуальных отношений объясняются не только необходимостью оплодотворить самку, но и помешать другим самцам стать отцами. Как и во всех спортивных соревнованиях, в этом деле существует стратегия нападения и стратегия защиты. Для защиты многие представители царства животных используют так называемую копулятивную пробку – физический барьер, возникающий после коитуса и не позволяющий другому самцу ввести свою сперму. Придерживаясь стратегии нападения, самцы некоторых насекомых выделяют токсичную сперму, чтобы предотвратить все последующие попытки. Некоторые рыбы и насекомые хранят сперму в специфических отделах тела и могут регулировать ее выделение в зависимости от того, сколько самцов уже имели половой контакт с конкретной самкой и каков шанс стать отцом. Самая простая тактика – подольше не отходить от самки после совокупления или максимально долго оставаться в этом состоянии. Так поступают собаки, и вы могли видеть где-нибудь в парке пару собак, занятых этим делом, когда самка удерживает самца задней частью тела. Пенис кобеля имеет участок эректильной ткани, называемый «луковицей» (bulbus glandis), который утолщается после семяизвержения, в результате чего кобель оказывается на какое-то время «заперт» внутри суки. Смысл этого явления заключается лишь в том, чтобы не позволить другому кобелю занять ту же позицию. Не очень сложно, но весьма эффективно.

Существует масса способов совокупления между особями мужского и женского пола, но многие животные не придерживаются этой двоичной системы. Половое размножение с участием двух полов не обязательно подразумевает наличие двух организмов. Многие существа являются гермафродитами, т. е. совмещают в одном теле признаки обоих полов. К числу таких организмов относятся цветковые растения: их тычинки и пестики – ботанические аналоги яйцеклеток и сперматозоидов. Самые первые примеры полового размножения относятся к водорослям с соответствующим названием Bangiomorpha pubescens: окаменелости этих водорослей возрастом около миллиарда лет обнаружены в составе канадского сланца. На срезах окаменелостей при помощи микроскопа можно увидеть половые споры – эквиваленты яйцеклеток и сперматозоидов.

В некоторых ситуациях самки комодского варана способны воспроизводиться партеногенезом. Это означает, что они могут зачать, не имея контакта с самцом (буквально непорочное зачатие). Без передачи половых хромосом от отцов все детеныши будут самцами. Комодские вараны ведут замкнутый образ жизни и нечасто имеют возможность встретить потенциального партнера. Так что самки могут совокупляться с собственными сыновьями и не испытывают необходимости искать партнера (но этот способ годится только в крайнем случае, и его нельзя использовать на протяжении нескольких поколений; без новой генетической информации от отцов он приведет к глубокой и опасной инбредной дегенерации).

Еще один вид драмы разыгрывают организмы вроде плоских червей. Когда у пары гермафродитов Pseudobiceros hancockanus возникает желание произвести потомство, они сцепляются друг с другом в ожесточенной схватке, подняв оружие: ученые называют это «фехтованием пенисами». Червь-победитель протыкает голову побежденного своим органом-шпагой и принуждает его исполнять женскую роль – принять сперму и выносить яйцеклетки. Вырабатывать сперму проще, чем произвести яйцеклетки и выносить потомство, так что тот, кто умудрился сохранить статус самца, остается свободным и готов вступить в связь с новым партнером. Никакой романтики.

На эволюционном дереве жизни плоские черви отстоят от нас очень далеко, однако «фехтование пенисами» практикуют и наши гораздо более близкие родственники, включая млекопитающих. Многие киты сцепляются друг с другом подобным образом, и даже наши двоюродные братья бонобо «хватаются за копья», чтобы погасить конфликт, завести друзей или просто от возбуждения в предчувствии скорой трапезы (хотя такие «поединки» скорее носят просто соревновательный характер и не заканчиваются полным проникновением).

Рыбы-губаны, груперы и клоуны – последовательные гермафродиты. У них устанавливается строгая социальная иерархия во главе с доминантной самкой, матерью всего потомства. Если доминантная самка рыбы-клоуна исчезает (например, съедена), ее гормоны перестают действовать, и на верхнюю ступень иерархической лестницы поднимается самец (обычно самый крупный), который тут же меняет пол. Его семенники атрофируются, появляются яичники, и в результате за пару дней он превращается в нее. Рыба раздувается, заменяя доминантную самку.

В природе социальная структура сообщества во многом определяет функционирование полов. У пчел, ос и муравьев два пола, но равенство – неподходящий лозунг для их коллективов. У самцов этих животных только половина генома, и их существование служит лишь двум целям: они защищают королеву и колонию и вступают в половые контакты с самками по требованию. Они в буквальном смысле находятся в сексуальном рабстве. Эти насекомые далеки от нашей таксономической группы, однако аналогичная система реализуется и у двух видов млекопитающих. Сообщества голых землекопов и дамарских пескороев состоят из самки-производительницы (королевы) и пары фертильных самцов, а остальные члены коллектива – неразмножающиеся особи, которые либо роют туннели, либо идут в солдаты.

Впрочем, попасть в сексуальное рабство, возможно, лучше, чем испытать судьбу самцов австралийского красноспинного паука (другое название – австралийская вдова), чья гениальная эволюционная тактика заключается в том, чтобы служить в качестве праздничной трапезы: непосредственно после семяизвержения самца съедает самка. Пока она ест, она занята и пополняет запасы питательных веществ, которые помогут вырастить паучат, так что она вряд ли будет спариваться с другим пауком, который мог бы вытеснить сперму первого. Эта стратегия называется репродуктивным каннибализмом (пожалуй, самое несексуальное словосочетание из всех возможных).

Но у животных есть и другая модель отношений, получившая у ученых гораздо более веселое название. У видов со строгой социальной организацией такие отношения позволяют самкам время от времени совокупляться не с альфа-самцами, что, впрочем, не всегда легко и может быть смертельно опасно для недоминантного самца. Существует множество способов отвлечь доминантного самца таким образом, чтобы быстренько поиметь сексуальный контакт. Деревенские ласточки издают сигнал тревоги и, пока одураченные птицы улепетывают от несуществующей опасности, быстро и осторожно спариваются. Но самое яркое выражение эта техника находит у каракатиц Sepia plangon. Самцы, ищущие безопасного секса, меняют окраску той части тела, которая направлена в сторону альфа-самца, чтобы быть похожими на самку. Доминантный самец не видит опасности, и временно превратившийся в самку самец может заняться сексом, что при других условиях вызвало бы ярость доминантного самца. Для обозначения этого вероломства существует официальный термин клептогамия («украденный секс»), но так никто не говорит. Знаменитый эволюционный биолог Джон Мейнард Смит дал этому поведению гораздо более подходящее название, которое используют все эволюционисты: стратегия подлого кобеля.

Возможно, вы понимающе киваете или вздрагиваете, настолько это поведение похоже (или не похоже) на то, как ведем себя мы. Возникает искушение признать, что некоторое сходство указывает на общность происхождения. Но нужно быть осторожным. Воспроизводство в системе двух полов, безусловно, имеет долгую историю, однако специфические детали этого поведения у разных организмов могли возникать независимо. Различные аспекты сексуального поведения, которые мы наблюдаем в природе, не обязательно имеют то же происхождение, что и у нас, какими бы знакомыми они нам не казались.

У представителей самых многочисленных и успешно развивающихся доменов жизни (бактерий и архей) вообще не существует пола, и они размножаются просто за счет бинарного деления: разделяются надвое, передавая свои гены следующему поколению. Но для животных (а также растений и грибов) половое размножение – ловкий эволюционный прием, который принял множество форм, иногда кажущихся нам знакомыми, а иногда – совершенно чуждыми.