Искусство немножко отличаться
Если только при клонировании не случится генетической ошибки, потомок бделлоидной коловратки будет идентичен своей матери. Человеческий же детеныш не идентичен своим родителям — это очевидное следствие полового размножения. По мнению многих экологов, главный смысл последнего — именно в создании различий.
В 1966 году Джордж Уильямс вскрыл логическую ошибку, лежащую в основе наиболее распространенного на тот момент объяснения полового размножения: оно требовало, чтобы особи игнорировали свои кратковременные эгоистичные интересы во имя дальнейшего выживания и эволюции всего вида. Такая форма самоотречения могла бы возникнуть только в очень специфических обстоятельствах. Уильямс не смог предложить другого объяснения вместо развенчанного, но заметил, что половое размножение и расселение обычно сопряжены. Для заселения ближайшей окружающей местности бесполым путем, трава пускает усы. Но для более широкого распространения она вверяет ветру семена, произведенные половым путем. У половых форм тли вырастают крылья, у бесполых — нет. Немедленно возникает ассоциация: если ваши дети собираются ехать за границу, то они там лучше устроятся, если каждый из них будет немного отличаться от вас, потому что там все может оказаться иначе, чем дома
{54}.
На протяжении 1970-х данную идею разрабатывали в основном экологи. В 1971 году, впервые взявшись за эту проблему, Джон Мэйнард Смит предположил, что половое размножение необходимо, когда два разных организма мигрируют в новую среду обитания, в которой их особенности лучше объединить
{55}. Через два года Уильямс тоже вернулся к этой теме и выдвинул гипотезу, что если основная часть молоди все равно умирает (как это происходит с большинством путешественников), то выживают только самые приспособленные. Поэтому не важно, сколько у организма молоди среднестатистического качества — важно, чтобы какая-то ее часть была исключительно хорошо приспособлена. Если вы хотите, чтобы ваш сын стал папой римским, самый лучший способ добиться этого — иметь много разных детей и надеяться, что один из них окажется достаточно добрым, умным и религиозным
{56}.
Простая аналогия — лотерея. Размножаться бесполо — все равно что купить много лотерейных билетов с одним и тем же номером. Чтобы иметь шанс выиграть в лотерее, нужно много разных билетов. Поэтому половое размножение необходимо индивиду так же, как и виду — если потомство собирается столкнуться с измененными или необычными условиями обитания.
Уильямса особенно заинтересовали организмы вроде тлей и моногононтных коловраток, у которых половое размножение случается всего один раз на несколько поколений. Тли делают это летом на розовом кусте, а моногононтные коловратки — в уличных лужах. Но когда лето заканчивается, последнее поколение тлей и моногононтных коловраток поголовно размножается половым путем: самцы и самки разыскивают друг друга, спариваются и производят крепких потомков, которые проведут зиму или засуху в твердых цистах — в ожидании возвращения лучших условий. Уильямсу это напоминало ту самую лотерею. Пока условия хороши и предсказуемы, стоит размножаться как можно быстрее — бесполо. Когда же маленький мирок переживает маленький конец света и очередное поколение тлей или коловраток сталкивается с неопределенностью, оказывается выгодным произвести много разнообразных потомков — в надежде, что хотя бы один из них окажется хорошо приспособленным к новым условиям.
Уильямс противопоставлял «тле-коловраточную» модель двум другим — «клубнично-коралловой» и «вязо-устричной». Клубника и животные, строящие коралловые рифы, всю жизнь сидят на одном месте и пускают вокруг себя усы или коралловые отростки — так организм и его копии постепенно распространяются в окружающем пространстве. Но когда они хотят выселить свое потомство гораздо дальше — чтобы найти новое, нетронутое местообитание, — клубника половым путем образует семена, а кораллы таким же образом образуют личинок, которые называются планулами. Первые разносятся птицами, а вторые дрейфуют много дней в океанических течениях. Уильямс видел в этом «пространственную» версию лотереи: те, кто путешествует дальше всех, с наибольшей вероятностью встретят другие условия, поэтому выгодно производить генетически разнообразных потомков — чтобы одному или нескольким из них новые условия подошли. Вязы и устрицы, размножающиеся половым путем, производят миллионы крохотных потомков, которые дрейфуют в потоках воздуха или в океанических течениях, пока нескольким из них не посчастливится оказаться в подходящем месте и начать новую жизнь. Почему они это делают? Потому, сказал Уильямс, что и вязы, и устрицы уже перенаселили места своего обитания. На устричной отмели — всего несколько проплешин, в вязнике — всего несколько просветов. На каждую вакансию придут многие тысячи кандидатов — в виде новых личинок и семян. Поэтому их потомству мало просто выжить. Важно, является ли оно лучшим из лучших. Половой процесс порождает разнообразие и делает нескольких потомков исключительными, а нескольких — безнадежными, то время как бесполое размножение делает их всех одинаковыми
{57}.
Заросший берег
Гипотеза Уильямса появлялась в последние годы в самых разных обличьях, под многими именами и с разными хитрыми модификациями. Однако математические модели показали, что «лотерея» работает, только если приз — настоящий джек-пот. Учитывая двойное преимущество бесполых форм, половое размножение выгодно лишь тогда, когда несколько выживших путешественников действительно устраиваются очень хорошо. Иначе оно не окупается
{58}.
Из-за этого ограничения и из-за не особого стремления молоди большинства видов к миграции, лишь немногие экологи полностью приняли «лотерейные теории». А окончательно эти построения рухнули, когда Грэхэм Белл захотел получить реальное свидетельство существования ситуации, в которой они работают. Белл решил каталогизировать виды согласно их экологии и склонности к половому размножению и попытался обнаружить предполагаемую Уильямсом и Мэйнардом — Смитом связь между экологической нестабильностью и наличием полового размножения. Он ожидал, что животные и растения будут чаще размножаться половым путем в высоких широтах и на большой высоте (где погода разнообразнее, а условия — тяжелее), в пресной воде, а не в морской (потому что первая все время меняется, прибывает, высыхает, прогревается летом, замерзает зимой и так далее, а условия в море более стабильны), у сорняков нарушенных местообитаний, у маленьких организмов, а не у больших. Но обнаружил ровно обратную картину. Представители бесполых видов обычно маленькие и живут в высоких широтах, на большой высоте, в пресной воде или в нарушенных местообитаниях. Еще они живут в недозаселенных местообитаниях, суровые и непредсказуемые условия которых не позволяют популяциям достичь высокой численности. Даже ассоциация между половым размножением и ухудшением условий у тлей и коловраток оказалось мифом. Эти существа превращаются в половых особей не с приближением зимы или засухи, а в тот момент, когда перенаселение начинает влиять на количество пищевых ресурсов. Возникновение половых форм можно стимулировать в лаборатории — устроив в популяции перенаселение.
