Стареть, не старея. О жизненной активности и старении - [16]

Получение потомства может происходить еще более ожесточенно. Самка богомола после спаривания съедает партнера. Так самец доставляет ей питательные вещества ради их общего потомства.

Цена секса

Чтобы получить экспериментальное доказательство теории «тела на выброс», было проделано множество опытов на дрозофилах. Плодовые мушки давно используются в различных исследованиях, ставших богатым источником новых научных знаний. Дрозофилы стареют уже через несколько недель, что является важным условием в исследованиях долготы жизни. Последнее, и немаловажное, преимущество заключается в том, что массовое разведение их в лабораторных условиях обходится очень недорого. Однако при проведении опытов возникает принципиаль­ная проблема: как только экспериментатор устанавлива­ет, что какая-то мушка живет очень долго, то оказывается, что биологически она достигла старости, стала менее плодовита и скоро погибнет. Но ведь это именно те мушки, на которых исследователь хотел бы провести свои опыты (скрещивание).

Бас Зваан, увлеченный профессор-генетик, в ходе своих диссертационных исследований нашел элегантное решение этой проблемы. Он воспользовался тем, что дрозофилы при низкой температуре живут дольше, а при высокой — продолжительность их жизни сокращается. Каждое новое поколение дрозофил он произвольно делил на две группы, и одну группу подвергал действию высокой температуры. Таким образом можно было быстро установить, имеет он дело с более — или с менее долго живущими особями, которых другим способом различить было бы невозможно. Как только он устанавливал, какие именно семьи живут меньше, а какие дольше, он брал выживших при более низкой температуре братьев и сестер, чтобы продолжать опыты уже с ними. Ре­зультаты этих экспериментов весьма примечательны. Оказалось, что селекция наиболее долго проживших мушек, повторявшаяся на протяжении нескольких поколений, привела к значительному увеличению средней продолжи­тельности их жизни. Программу селекции Баса Зваана ради увеличения продолжительности жизни дрозофил можно сравнить, также и по эффективности, с программой Us Mem [Наша Мать (фризск.)] по выведению племенных фризских коров с целью получения высоких надоев.

Одновременно Бас Зваан изучал способность долго живущих дрозофил к яйценоскости. Заметим: здесь не производилась селекция ни «за», ни «против». Он установил, что долго живущие дрозофилы в течение жизни откладывают меньше яиц. Справедливо было также обратное: у мушек, вырабатывавших много яиц, жизнь была значительно короче. Выводы этих биологических экспе­риментов полностью согласуются с теорией «тела на выброс»: вложение ресурсов в более продолжительную жизнь происходит за счет вклада в число потомков.

Механизму, который лежит в основе вопроса: «Что стоит на первом месте: собственный организм или дети?» — можно также дать название the cost of sex, цена секса. Британский биолог Линда Партридж попыталась проникнуть в суть этого механизма. В одном из экспериментов, изучая выживаемость самцов дрозофилы, она разделила их на две группы: тех, у кого были, и тех, у кого не было сексуальных контактов. Оказалось, что у мушек-самцов, которые соединялись с самками, риск умереть был в пять раз выше, чем у самцов, у которых контактов с самками не было. Возросшая опасность умереть полностью исчезала, если самцы совершенно не имели контактов с самками. Под микроскопом было видно, что самцы получали серьезные повреждения при спаривании, в том числе были повреждены крылышки. Поскольку дрозофилы обладают весьма ограниченными возможностями регенерации, спаривание ведет чаще всего к остаточным повреждениям, потере функций и повышению смертности. Осложнения, связанные со спариванием, были названы прямой ценой секса.

Но есть также и непрямая цена секса. Она связана не со спариванием, но со способностью быть готовым к сексуальной активности и к получению потомства. Другими словами, цена, которая должна быть уплачена, чтобы можно было получить различные варианты одного и того же вида. Большей частью существует разделение на два пола, мужской и женский, в каждом из которых наличествует только один вид половых клеток. Но существует также и двуполость — гермафродитизм. Двуполые особи способны размножаться самостоятельно, без того чтобы спариваться с другими особями своего вида.

Первое свидетельство непрямой цены секса мы видим в жизненном пути такого бесполого вида, как гидра. Полип размножается, вырастая из одной «омнипотентной» стволовой клетки. Этот вид стволовых клеток рассеян по всему телу. В размножении никакой пол не участвует. Из тех же самых стволовых клеток могут образовываться различные ткани. Таким образом полип обрета­ет возможность размножаться посредством клонирования и одновременно, благодаря хорошей регенерации, избе­жать процесса старения.

Не так давно обнаружили, что в лаборатории некоторые особи гидры подвергались половой трансформации. Она происходит в том случае, если окружающая среда становится менее благоприятной. Изменение условий гидра воспринимает как опасность для выживания. В ка­честве реакции на произошедшее изменение бесполая гидра трансформируется в двуполую. С точки зрения эволюции это можно объяснить тем, что в изменившихся условиях двуполая гидра при половом размножении имеет более высокие шансы на успешное получение потомст­ва, чем бесполая гидра. Но за такую половую трансформацию приходится платить высокую цену. В отличие от бесполых особей риск смерти в данном случае значительно увеличивается. Двуполые гидры стареют!