Страница 6 из 10
Это возвращает меня к вопросу о том, зачем вашему мужу столько сперматозоидов. Австралийские славки живут и растят детей в парах, однако все же предпочитают свободную любовь. Они очаровательно непосредственны в своем сексуальном поведении, и самки наряду с постоянным партнером, как правило, имеют и постоянного любовника. Таким образом, конкуренция спермы среди них весьма высока. Часто ни один птенец из гнезда не является биологическим отпрыском того самого отца, который их заботливо взращивает. Возможно, и вы, пока муж гуляет где-то на стороне, позволяете себе небольшие шалости?
Дорогая доктор Татьяна,
Я узнал, что мне требуется три недели, чтобы выработать один-единственный сперматозоид. Возможно, это происходит потому, что хвост у него в двадцать раз длиннее всего моего тела. Мне кажется, это чудовищная несправедливость: ведь я всего лишь маленькая плодовая мушка, Drosophila bifurca. Нельзя ли сделать протез?
Ожидающий спермы из Огайо
Увы, рынка искусственных хвостов для сперматозоидов не существует в природе, так что вам придется постараться самому. Вы правы, это нечестно. Почему фруктовая мушка длиной три миллиметра — меньше тире, что стоит перед этой фразой, — вынуждена вырабатывать сперматозоид длиной 58 миллиметров? Человек куда крупнее вас, но обходится в тысячу раз более мелкими хвостатыми клетками. Если бы человеку пришлось соблюдать ваши масштабы, его сперматозоид был бы длиной с голубого кита. Интересно было бы взглянуть!
В отличие от эволюционных изменений численности сперматозоидов, эволюция их размеров и формы изучена крайне мало. С уверенностью можно сказать лишь то, что сперматозоиды оказываются проще и мельче, если оплодотворение происходит вне тела самки.
Для начала коснемся формы сперматозоидов. Обычно они похожи на головастиков с крупными головами и извивающимися хвостами. Однако у многих видов сперматозоиды заметно отличаются от описанной модели. Популярным эволюционным изобретением стали парные сперматозоиды, передвигающиеся исключительно в тандеме. Таковыми могут похвастаться американские опоссумы, водяные жуки, многоножки, домашние чешуйницы, некоторые морские моллюски. Крюкообразные сперматозоиды — тоже весьма модная штука. Коалы, грызуны, сверчки — у всех у них сперматозоиды оканчиваются крючками. Бессяжечники — мелкие тварюшки, родственные насекомым, — стали первыми в мире игроками в «Алтимат»[2]: их сперматозоиды по форме напоминают диски. У лангустов они похожи на фейерверк в форме «огненного колеса», а у некоторых земляных улиток — на штопор. У термитов сперматозоиды украшены подобием бороды, поскольку насчитывают около сотни хвостов, а у нематод они напоминают амеб и, вместо того чтобы плавать, ползут к цели. И это мы еще не рассматривали сперматофоры — упаковки со спермой, которые многие существа используют для доставки товара по назначению. После необычайно долгого акта любви гигантский осьминог, к примеру, выбрасывает сперматофор, похожий на бомбу длиной больше метра, внутри которой упаковано около 10 миллиардов сперматозоидов, и она взрывается в репродуктивных путях самки.
Поскольку все это многообразие форм развивалось у разных видов независимо, следует задуматься, какую пользу оно несет. К примеру, крючки могли бы помочь головастикам пробираться через репродуктивную систему самки, однако, насколько я знаю, подобного эффекта никто пока не сумел наблюдать. Какова же возможная выгода от иных форм? Здесь ваши догадки будут ничем не хуже моих. Однако, насколько мы знаем, форма сперматозоидов не имеет никакого отношения к женскому распутству. А вот размеры головастиков, возможно, имеют к нему отношение самое прямое. К примеру, у нематод крупные сперматозоиды скорее способны оплодотворить яйцеклетку, поскольку они ползут быстрее мелких, и головастикам соперника труднее оттолкнуть их с пути. Точно так же у корневых клещей — сельскохозяйственных вредителей — самец с крупными сперматозоидами скорее добьется оплодотворения, чем тот, у кого они мельче. Это и в самом деле общее правило: самцы тех видов, у которых самки неразборчивы в половых связях,
не только вырабатывают больше спермы, но и производят более крупные сперматозоиды.
Увы,
оба показателя не могут возрастать бесконечно: в какой-то момент производство крупных сперматозоидов приводит к тому, что их число уменьшается. Поэтому у большинства видов стремление увеличить число мужских половых клеток одерживает верх над желанием сделать их как можно более крупными.
Тем не менее у некоторых видов численность не столь важна по сравнению с необходимостью вырабатывать как можно более крупные сперматозоиды. В Зале славы производителей огромных головастиков мы можем встретить самых разных представителей животного мира. И хотя вы,
Drosophila bifurca,
—
Hedleyella falconeri,
Увы, гигантские сперматозоиды имеют фактически лишь одно достоинство: их вид может до смерти удивить зевак. Лично я не знаю, зачем некоторым видам нужны столь огромные половые клетки. Точно можно сказать, что величина сперматозоидов никак не коррелирует с величиной оплодотворяемого ею яйца, как предполагалось ранее. Ученые рассматривают яйцеклетки не так пристально, как сперму (у тех видов, у которых оплодотворение происходит внутри организма самки, сперму просто- напросто легче изучать), однако другие виды плодовых мушек откладывают более крупные яйца, чем вы, при этом мужские половые клетки у них меньше. Еще одно предположение заключается в том, что гигантский сперматозоид — это подарок самке, который помогает ей обеспечить яйца необходимым питанием. Однако у многих видов лишь небольшая часть огромного сперматозоида попадает внутрь яйца, так что это объяснение тоже не кажется мне убедительным. Может ли гигантская мужская половая клетка заблокировать репродуктивные пути самки, сработав в качестве пояса верности? У жуков-перокрылок это возможно: сперматозоид самца практически полностью забивает весь отведенный объем, и для спермы конкурентов там просто не остается места. Но это объяснение не подходит для остракод, самки которых обладают удивительной системой сохранения спермы, которая при этом складируется в укромных закутках, не связанных напрямую с местом производства яиц. Чтобы добраться до яйца и оплодотворить его, сперматозоиду остракоды придется покинуть организм самки и проделать немалый путь по открытому воздуху, добравшись до другого входа. А у вашего ближайшего родственника,
Drosophila hydei
И все же для появления колоссальных размеров сперматозоидов должны быть какие-то причины. В конце концов, если выяснить, какую цену каждому виду приходится платить за производство огромных половых клеток, окажется, что она не так уж и высока. В то время как ваш дальний родственник
Drosophila melanogaster
Drosophila pachea
2
Алтимат — вид спорта с летающими тарелками, русское название его является калькой с английского Ultimate Frisbee. —
Прим. науч. ред.
3
Эта байка кочует из одной популярной статьи в другую, хотя ученые уже ее опровергли. —
Прим. науч. ред.