Секс в океане или Тайна зарождения жизни - Мара Хардт

При первичной расшифровке ребуса этих животных с корневой системой Рауз столкнулся еще с одной загадкой рода Osedax: в их колониях самцы отсутствовали как класс. И это было вдвойне поразительно в свете того, что самки были буквально напичканы тысячами мелких ленточек, которые Рауз поначалу ошибочно принял за сперматозоиды.

Через несколько месяцев после первой экспедиции, препарируя самок под мощным микроскопом, Рауз обратил внимание на некоторую странность этих «сперматозоидов»: все они находились на разных стадиях развития. В мужском эякуляте обычно вся сперма зрелая и боеготовая. Отгружать в тело самки недозрелые сперматозоиды – нонсенс. И тут его осенило.

Эти крошечные ленточки вовсе не сперматозоиды, а самцы!

На этом месте разговора со мною Рауз выдержал эффектную паузу, а затем добавил: «Это даже шоком не назовешь, тут нечто большее». Действительно, не каждый день принимаешь взрослого самца за сперматозоид. Опять же не каждый день открываешь виды, у которых самка безо всякого пищеварительного тракта целыми днями питается вытяжкой из костей падали, добытой отростками яичника и перевариваемой сторонней микрофлорой, среди которой копошится целый гарем сопоставимых с этими бактериями микроскопических самцов в 100 000 (сто тысяч) раз мельче нее самой. Колоссальный половой диморфизм (морфологические различия между самцами и самками) представителей рода Osedax, вероятно, рекорден как минимум для животного царства.

После смерти кита его тело рано или поздно оседает на дно и становится добычей червей-зомби. Согласно принятой на сегодня теории, первые личинки Osedax в новой колонии развиваются в самок и, пустив корни на костях, быстро вырастают до взрослых особей и производят массу богатых желтком яиц. Следующая волна личинок-поселенцев на покрытых слоем самок костях обращается в самцов, которые проскальзывают внутрь трубчатого тела самки, причаливают к стенкам и быстро приступают к выработке спермы. У этого рода налицо ярко выраженное так называемое эпигамное определение пола под влиянием внешних факторов, и ранее прибывшие самки каким-то образом (вероятнее всего, биохимическими сигналами) «предписывают» последующим личинкам превращаться в самцов, – подобный механизм известен и у других глубоководных червей, открытых задолго до рода Osedax.

Будучи запущенным, механизм развития по мужскому фенотипу останавливает рост всех органов, присущих взрослой особи, кроме семенников, которые одни и разрастаются, занимая практически всю полость трубки тела, и исторгают произведенную сперму через пору, расположенную прямо над крошечным мозгом червя. То есть самцы Osedax — это, по сути, застывшие в развитии личинки с гигантскими мужскими яйцами внутри, занимающиеся всю оставшуюся жизнь исключительно эякуляцией, да еще и через голову. А это означает, что многощетинковые черви рода Osedax пополняют ряды немногих избранных видов наподобие рыб-удильщиков и некоторых многощетинковых сородичей из подкласса эхиурид – и вступают в элитный клуб животных с карликовыми педоморфными (остановившимися в физическом развитии на зародышевой стадии), но полностью половозрелыми самцами.

Подобная система размножения с проживанием самцов в полости трубки тела самки вполне работоспособна. Не имея надобности развивать и поддерживать прочие части тела, самцы подъедают запасы из своего личиночного желточного мешка и тратят полученную энергию всецело на выкачивание спермы прямо туда, откуда она без проблем добирается к распложенным рядышком женским яичникам. Когда запас желтка у самцов иссякает, они гибнут. Поэтому самке приходится постоянно, на протяжении всей жизни, пополнять запас самцов в своем организме, что она и делает, всасывая и всасывая в себя по мере надобности новые личинки. Со временем самка растет и матереет, накапливает у себя во чреве гарем из нескольких сотен самцов… Но рано или поздно колония истощает свою кормовую базу (кости мертвого кита) и вынужденно прекращает существование.

Будучи истинными гурманами падали и профи по части извлечения из нее питательных веществ, все известные науке представители рода Osedax, похоже, отдают предпочтение исключительно костям морских млекопитающих и, как следствие, жестко зависят от непредсказуемых запасов столь экзотического корма. Отсюда, вероятно, и пристрастие их самок к разведению внутри себя столь миниатюрных самцов. Логика за этим стоит, очевидно, следующая: когда пищи мало, носить в себе самцов-карликов, питающихся автономно, очень выгодно. Крупные самки, с одной стороны, производят значительно больше яиц, а с другой – монополизируют все кормовые ресурсы. Самцы же, редуцированные до встроенных внутрь тела самки мини-заводов по производству спермы, получают возможность плодить превеликое множество сперматозоидов и потомства безо всякой необходимости конкурировать между собой за самок или пищу.

Теперь результаты всё новых исследований, посвященных всевозможным аспектам жизни этих сложно и странно устроенных падальщиков, публикуются чуть ли не ежемесячно. Но одновременно с этим учеными открываются даже более диковинные виды. У одного многощетинкового червя вида Dinophilus gyrociliatus, как недавно выяснилось, участь самца еще более незавидна. Самки у них откладывают коконы с яйцами двух типов – крупными и мелкими – внутри. Из крупных яиц развиваются самки, из мелких – самцы. Новорожденные братья совокупляются с сестрами прямо в коконе и вскоре умирают, так и не появившись на свет божий. А вылупляются из кокона все как одна оплодотворенные самки – и живут себе, но лишь до того дня, когда придет пора отложить собственный кокон с вызревшими яйцами двух размеров.

ПОСЛЕДНИЕ РУБЕЖИ ЗАЩИТЫ ВНУТРЕННИХ ПОКОЕВ

Важность и распространенность отбора мужского семени самкой неоспорима, и значимость этого явления для воспроизводства видов трудно переоценить. Чем больше проводится исследований, тем больше у нас свидетельств того, что самки в полной мере контролируют собственную репродуктивную судьбу.

Но есть в природе один вид, у которого роль выбора самки возведена на качественно новый уровень, и это наглядный пример того, насколько глубокими (и скрытыми от глаз) бывают силы внутривидового генетического отбора. Что характерно, описываемая ниже форма распознавания и отбраковки обнаружена не у кого-то из высших животных, а у совершенно безмозглых (в буквальном смысле) и лишенных множества других присущих высшим видам органов и функций бесщупальцевых гребневиков рода Beroe. Эти мелкие, со студенистым телом хищники обитают среди планктона и прореживают его, перемещаясь с помощью весел-ресничек, расположенных в восемь продольных рядов-гребней, идущих вдоль тела в форме огурца. На фоне полупрозрачного тела эти гребни порою переливаются разноцветными пульсирующими радугами вдоль боков.

У подавляющего большинства видов полиспермия (проникновение в яйцеклетку более одного сперматозоида) приводит к неотвратимой гибели яйца, и яйцеклетки по этой причине вырабатывают надежные механизмы защиты от такого развития событий. У гребневиков рода Beroe всё устроено принципиально по-иному. Вместо того чтобы защищаться от проникновения второго и последующих сперматозоидов, яйцеклетка допускает ввинчивание нескольких штук через мембрану в цитоплазму и подпускает их к ядру. А затем женский пронуклеус – ядро яйцеклетки – делает свой выбор. Иногда оно решительно устремляется по прямой к сразу же приглянувшемуся сперматозоиду, в других случаях медленно совершает обход своей яйцеклетки и придирчиво осматривает всех прибывших. Оно может остановить свой выбор на каком-то из имеющихся сперматозоидов или дождаться пополнения и повторить обход с осмотром. Напомню на минуточку, всё это происходит внутри единственной биологической клетки, и проводит эти смотрины всего-то пронуклеус, то есть органелла, структура уровня ниже клеточного. Представьте, что вы оставили выбор отца своего будущего ребенка всецело на усмотрение собственной требухи. Где-то так.