Секс в океане или Тайна зарождения жизни - Мара Хардт

Исследователи до сих пор не могут понять, какие именно факторы являются решающими при этом отборе на внутриклеточном уровне, тем более что не ясно даже, от одного или разных самцов поступают сперматозоиды, участвующие в смотре-конкурсе. Что мы точно выяснили – женская селекция вступает в действие на самом базовом из возможных уровней, внутриклеточном, то есть даже более низком в кустистой иерархии древа жизни, чем уровень взаимодействия между яйцеклетками и сперматозоидами.

Но, вероятно, наиболее впечатляющими из всех вариантов устройства внутренних покоев самок являются даже не те, что предусматривают диковинные механизмы отбора и/или фильтрации спермы, а женские репродуктивные системы, позволяющие обходиться вовсе без самца и его семени. Итак, поговорим напоследок о девственном размножении – феномене, который в водах Мирового океана носит характер не разового чуда, а поставленного на поток отлаженного процесса.

Так называемый факультативный партеногенез – одна из форм однополого размножения самок без участия самца. От других форм партеногенеза и бесполого размножения (агамогенеза) факультативный партеногенез отличается тем, что самки могут (но не обязаны) выбирать его в качестве альтернативы обычному половому размножению. При этом самки производят потомство, генетически отличающееся от них самих[50], и этим факультативный партеногенез отличается от клонирования, при котором воспроизводятся полные генетические копии (реплики) родителей исключительно с целью ускоренного прироста популяции.

Партеногенез у некоторых пресмыкающихся и рыб был открыт десятки лет тому назад, но в 2007 году настоящий фурор произвели акулы, когда Чапмэн с коллегами провели анализы ДНК малоголовой молот-рыбы, родившейся в неволе от самки, не имевшей контактов с другими особями того же вида свыше трех лет. На этот раз выяснилось, что никакой «заначки» мужской спермы, оставшейся с вольных времен, у матери не было, и приплод появился на свет безо всякого участия мужской ДНК. В том же году Чапмэн выявил подтвержденный случай партеногенеза у самки чернопёрой акулы[51], проведшей в неволе и полной изоляции от других особей своего вида девять лет. Правда, у этой чернопёрой акулы практически доношенный плод был обнаружен в матке при посмертном вскрытии, так что девственное рождение состояться не успело (но в данном случае и «почти» считается за доказательство). С тех пор занести свои имена в почетный список видов акул, способных производить потомство без участия самцов, успели еще акула-зебра[52] и белопятнистая кошачья акула[53], у которых также были подтверждены случаи партеногенеза.

Тот факт, что партеногенез выявлен, по сути, на полюсах спектра разнообразия видов акул – от небольших донных яйцекладущих кошачьих до крупных живородящих чернопёрых, – свидетельствует, судя по всему, о том, что при необходимости способность к размножению без участия самца присуща, вероятно, всем акулам или даже всему классу хрящевых. Но до недавнего времени все случаи партеногенеза у акул наблюдались лишь в неволе – в институтских аквариумах и единожды в роскошном отеле в Дубае (что не удивительно; ведь если в Эмиратах крытые горнолыжные трассы с настоящим снегом построены посреди Аравийской пустыни, то завести при столичном отеле с золотыми ваннами дивную акулу, плодящуюся без участия самца, если в природе такие имеются, шейхам нужно всенепременно). Были сомнения, задействуют ли акулы подобную стратегию размножения в дикой природе. Дабы их рассеять, нам нужно было как-то заполучить ДНК и матери, и приплода, что представлялось практически нереальным в естественной среде обитания. У акул, знаете ли, самки отнюдь не домоседки и тем более не няньки своим детям. У них принцип такой: родить и сплавить. Поэтому очень трудно взять пробы генетических материалов матери и ее детей.

Так всё и было до недавнего времени, пока Фельдхайм и Чапмэн с коллегами не придумали инновационный метод прикладных генетических исследований, позволяющий выявлять партеногенез в природных условиях[54]. Новым методом уже удалось достоверно установить минимум один вид, благополучно размножающийся партеногенезом в природных условиях, и это оказалась вовсе не акула, а гребенчатый пилорылый скат[55], находящийся, между прочим, на грани полного исчезновения.

Избыточный вылов и уничтожение человеком мангровых экосистем, где он обитает, в XX веке подчистую вымели гребенчатую рыбу-пилу из некогда достаточно широкого ареала обитания в теплых водах западной Атлантики. То, что этот вид относится к скатам, а не к акулам, не помешало человеку по достоинству оценить суп из его плавников, не уступающих по вкусовым качествам лучшим акульим, и привело к массовому браконьерскому лову гребенчатого пилорыла для поставки на азиатские рынки. Ну и, наконец, длинные рострумы (именные «рыла»), украшенные с торцов двумя рядами острых зубов, пользуются большой популярностью среди коллекционеров. Численность глобальной популяции гребенчатой рыбы-пилы по сравнению с 1960-ми годами снизилась на 95 %. При столь резком падении поголовья партеногенез этому виду может прийтись как нельзя кстати.

Начиная с 2004 года исследователи тщательно следят за состоянием популяции. За это время взяты пробы биоматериалов почти у двухсот промаркированных бирками и выпущенных обратно в естественную среду обитания особей. Всё это призвано помочь гребенчатым пилорылам с восстановлением поголовья. Например, Джим Гельсляйхтер, руководитель программы исследования биологии акул Университета северной Флориды, прилагает максимум усилий для того, чтобы рассчитать репродуктивный цикл изучаемых видов по уровням содержания различных гормонов в пробах крови, собираемых в рамках его программы. Ведь, например, по высокому уровню тестостерона у самцов можно узнать время года, когда они производят сперму, а по высокому уровню эстрогена у самок – когда у них вызревают яйца. Способность самок некоторых видов акул складировать сперму на хранение, однако, подразумевает, что мужской и женский циклы гормональной активности могут быть и не синхронизированы, поэтому косвенное определение сроков наступления беременности и деторождения по гормональным признакам – задача с подвохом.

Гельсляйхтеру очень недостает надежного теста на беременность, скажем, той же рыбы-пилы. Увы, все усилия по созданию такового успехом пока не увенчались, и причина, по его словам, формулируется достаточно коротко: «Это как раз и отражает, насколько по-иному пластиножаберные регулируют работу систем своего организма. Не выходит просто взять и применить методы [диагностики], работающие на млекопитающих или даже других рыбах. Акулы устроены по-другому. Вот почему исследовать их – занятие улетное, но чертовски сложное». За неимением подходящей биохимии Гельсляйхтер стал использовать в полевых условиях портативный аппарат УЗИ-диагностики для обследования самок акул, отловленных в сезон спаривания. «Выгляжу с этим боекомплектом как настоящий охотник за привидениями, – шутит Гельсляйхтер. – Особенно в специальных антибликовых очках, в которых вынужден рассматривать экран на ярком морском солнце».