Зачем нужны мужчины - [10]

Самцы, не занятые в воспроизводстве, тратят энергию только на сон и еду

И все же, несмотря на сложности, эволюция, жестоко отсеивающая все лишнее, культивировала мужской пол, сохранила его и сделала его существование одним из условий своего успешного хода.

В том, что мужской пол жизненно необходим для благополучного процветания вида, убеждает интересный эксперимент, поставленный биологами из Орегонского университета.

В качестве подопытных кроликов выступили Caenorhabditis elegans, маленькие червячки, относящиеся к нематодам (нематодами называют любых круглых червей, тело которых не имеет сегментов и сужается с обеих сторон). Червячки интересны тем, что их популяция представлена гермафродитами и небольшим количеством «чисто самцов». Путем искусственного отбора ученые вывели две породы этих червей, отличавшихся только тем, что в одной породе были представлены только гермафродиты (тип OS), а во второй присутствовали и самцы, и самки, которые размножалась исключительно путем перекрестного оплодотворения (тип OO). Было создано две подопытные группы червей с равным количеством особей типов ОО и OS, затем к каждой группе была добавлена порция червей исходного вида, лишенная этих мутаций (тип WT). Эксперимент продолжался в течение 50 поколений червей. Каждое поколение подвергалось действию мутагенного препарата, что приводило к увеличению частоты мутаций. Червей помещали в чашку Петри, в другой половине которой находилась их пища – бактерии E. coli. Чтобы добраться до еды, черви должны были преодолеть небольшую перегородку.

Caenorhabditis elegans: выжившие участники эксперимента

По окончании этой части эксперимента ученые сравнили изменения в приспособленности у особей первого поколения червей и выживших представителей последнего, пятидесятого. Для этого червей в равных пропорциях смешивали с контрольными червями, в геном которых был введен ген светящегося белка, и помещали в благоприятные для жизни условия. Через некоторое время, достаточное для того, чтобы черви размножились, биологи определяли количество светящихся особей в потомстве. Если их становилось меньше – значит, приспособленность выросла, если больше – значит, произошла деградация.

Результаты эксперимента однозначно свидетельствовали о том, что перекрестное оплодотворение – мощное средство борьбы с генетическими ошибками. Количество несветящихся особей неизменно оказывалось большим. Искусственно повышенная скорость мутирования привела к вырождению всех пород червей, кроме OO, которые размножались перекрестным оплодотворением.

Даже тем породам, у которых мутагенез не был искусственно ускорен, высокая частота перекрестного оплодотворения дала преимущество. В одной из двух контрольных пород OS даже без повышения скорости мутирования отказ от перекрестного оплодотворения привел к вырождению. Эксперимент также показал, что частота перекрестного оплодотворения у большинства «диких» пород WT оказалась заметно выше исходной. Это, пожалуй, самый важный результат. Он означает, что в жестких условиях (в данном случае таким условием была необходимость преодоления препятствия на пути к еде) естественный отбор дает явное преимущество особям, размножающимся путем перекрестного оплодотворения. Потомство таких особей оказывается более жизнеспособным.

Напоследок ученые решили проверить, помогает ли перекрестное оплодотворение адаптироваться к изменениям путем накопления полезных мутаций. На этот раз червям, чтобы добраться до пищи, нужно было преодолеть зону, заселенную патогенными бактериями Serratia. Эти бактерии, попадая в пищеварительный тракт червя, вызывают у него опасное заболевание, часто заканчивающееся смертью. Чтобы выжить, червям пришлось бы либо выработать иммунитет к ним, либо догадаться не есть вредные бактерии. Спустя 40 поколений породы OO (с перекрестным оплодотворением) отлично приспособились к новым условиям, породы WT (дикие) приспособились несколько хуже, а породы OS (самооплодотворяющиеся гермафродиты) не приспособились совсем – все черви этой группы погибли. При этом у WT вновь резко возросла частота перекрестного оплодотворения. Значит, перекрестное оплодотворение действительно помогает популяции приспосабливаться к меняющимся условиям, в данном случае – к появлению болезнетворного микроба.

Y-хромосома – двигатель эволюции

Говорят, что когда-то, очень-очень давно, когда жизнь на нашей планете была представлена только простейшими, все до единого микроорганизмы несли в себе только Х-хромосомы и никакого мужского пола не предполагалось. Он попросту был не нужен: все размножались делением и особо не грузились такой мелочью, как гендерная идентификация. Но потом произошла чудовищная мутация. Одна из Х-хромосом лишилась одного из четырех кончиков. То ли он просто потерялся, то ли два кончика срослись в один – непонятно. Получилась хромосома-инвалид, по форме напоминающая букву Y. Инвалид был микроскопически мал и передвигался в воде с помощью своих примитивных ресничек, тем не менее выжил и даже сумел наплодить себе подобных носителей таких ущербных хромосом. Так появился первый мужчина.