Два пола. Зачем и почему? - [2]
Считается, что дифференциация на два пола обеспечивает производство двух сортов гамет – половых клеток: с одной стороны маленьких и подвижных сперматозоидов, задача которых состоит в том, чтобы встретиться с яйцеклеткой, и, с другой стороны, относительно больших, но неподвижных яйцеклеток, обеспечивающих будущий зародыш питательными веществами. Однако такая специализация имеет место и у гермафродитных животных (дождевых червей и устриц) без дифференциации на два пола и без уменьшения разнообразия вариантов. Следовательно, этим биологический смысл разделения на два пола объяснить нельзя.
Попытаемся проанализировать роль полов в процессе воспроизводства, то есть выяснить их отношение к основным критериям производства – количеству, качеству и ассортименту продукции. Ибо всякое производство характеризуется прежде всего этими тремя параметрами.
Количество, качество и ассортимент продукции.
Предположим, что в заповедник выпускают всего 100 зубров. Какое выбрать соотношение полов, сколько выпустить коров и сколько быков? очевидно, что это соотношение зависит от того, какие цели преследуются. Если, например, задаются целью получить максимальное количество телят, то разумно взять 99 коров и 1 быка – при этом в каждом поколении могут родиться 99 телят. Однако все эти телята окажутся одного сорта по отцу и будут отличаться только по матери. Максимальное количество возможных сочетаний родителей в этом случае равно 99. Если желательно получить максимальное разнообразие (ассортимент), то необходимо иметь коров и быков поровну. Тогда количество возможных вариантов скрещиваний определяется произведением 50*50 = 2500! Однако уменьшится количество потомства, так как в одном поколении родиться лишь 50 телят. Среди них будут результаты как хороших сочетаний родителей, так и плохих.
Если же желательно улучшить качество стада зубров, то необходимо создать условия для полового отбора, то есть сделать так, чтобы часть животных не участвовала в размножении. Для этого необходимо иметь избыток самцов. Тогда конкуренция в борьбе за самку приведет к тому, что часть самцов не будет представлена в потомстве. При этом, чем больше избыток самцов, те жестче будут условия отбора.
Таким образом, существует определенная специализация – своего рода «разделение труда» - в роли полов в воспроизводстве. Оно выражается в их разном отношении к основным параметрам продукции – количеству и качеству потомства. Чем больше самок в популяции, тем больше количество потомства, чем больше самцов – тем лучше отбор, тем быстрее скорость изменения качества.
Такая «асимметрия» возникает только на уровне популяции. (Речь идет об «идеальной», хаотически скрещивающейся популяции.) Каждому отпрыску отец и мать передают примерно одинаковое количество генетической информации. Если же рассматривать не семью, а популяцию в целом, появляются новые признаки, новые черты, свойственные данному, более высокому уровню организации.
Сечение канала передачи генетической информации.
Описанная специализация обусловлена тем, что потенциальные возможности самца в передаче генетической информации несравненно больше, чем возможности самки. Каждый самец в принципе может стать отцом всего потомства популяции, в то время как возможности самок в этом смысле ограничены.
Говоря языком кибернетики, сечение канала связи самца с потомством значительно шире, чем сечение канала связи самки. Поэтому редкие варианты самцов в отличие от редких вариантов самок могут играть существенную роль в изменении среднего генотипа, то есть качества популяции.
Разное сочетание каналов связи с потомством проявляется еще и в том, что каждый самец в отдельности «стремится» полнее использовать свои возможности и оставить максимальное количество потомства, влияя таким образом на качество популяции. В то же время каждая самка «стремится» к тому, чтобы то ограниченное количество потомства, которое она в состоянии оставить, было лучшего качества.
Таким образом, если попытаться кратко, схематически сформулировать отношение полов к количеству и качеству потомства, можно сказать, что количество самок определяет количество потомства популяции, а каждая самка является «борцом» за качество потомства. Количество же самцов определяет качество популяции, а каждый самец является «борцом» за количество потомства. Эта упрощенная формула отражает также в какой-то степени тенденции различного поведения полов, их «психологию». Яркий пример такой разной «психологии» полов мы находим у Дарвина, который пишет, что «самцы оленьих гончих собак питают склонность к чужим самкам, тогда как самки предпочитают самцов, к обществу которых они привыкли». Это, конечно, не означает, что самки хорошие, а самцы плохие. Просто они разные, и это различие имеет биологическую основу.
Для того, чтобы понять, какие выгоды дает виду специализация полов, необходимо рассмотреть взаимоотношения популяции со средой. Но прежде попытаемся выявить черты аналогичного строения различных управляемых систем с точки зрения кибернетики – науки об аналогиях.
Что общего между ракетой, футбольной командой и популяцией животных?
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
Многие физики всю свою жизнь посвящают исследованию конкретных аспектов физического мира и поэтому не видят общей картины. Эйнштейн и Шрёдингер стремились к большему. Поиски привели их к важным открытиям: Эйнштейна — к теории относительности, а Шрёдингера — к волновому уравнению. Раздразненные найденной частью решения, они надеялись завершить дело всей жизни, создав теорию, объясняющую всё.Эта книга рассказывает о двух великих физиках, о «газетной» войне 1947 года, разрушившей их многолетнюю дружбу, о хрупкой природе сотрудничества и открытий в науке.Пол Хэлперн — знаменитый физик и писатель — написал 14 научно-популярных книг.
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.