„В каком смысле ПОЧЕМУ?“, — заикаясь, спросила Зог.
„Я хочу знать, почему земляне воспроизводятся половым путем? Почему они просто не клонируются, как мы? Почему им нужны два партнера, чтобы произвести на свет одного ребенка? Почему им понадобились самцы? Почему? Почему? Почему?“
„О, — проговорила Зог, — я пыталась узнать, но не смогла. Я спрашивала людей, которые изучали этот предмет долгие годы, но они ничего не знают. У них есть несколько предположений, но у каждого — свое. Некоторые говорят, что половое размножение — это историческая случайность. Другие — что это способ борьбы с инфекционными заболеваниями. Третьи — что это способ ускорить адаптацию к условиям среды. Четвертые — что это способ починки генов. Но они, попросту говоря, не знают“.
„Не знают? — взорвалась Большая Заг. — Не знают?! Их самая удивительная особенность, самый интригующий научный вопрос, который кто-либо когда-либо задавал о жизни на Земле — и они не знают?! Да хранит нас Зод!“»
От лестницы к беговой дорожке
Зачем нужно половое размножение? Ответ, конечно, банален. Но почему делать детей нужно вдвоем? Почему не втроем? Почему, наконец, мы просто не клонируемся? И вообще, есть ли у всего этого причины?
Около 20 лет назад небольшая группа биологов взглянула на эти вопросы по-новому. Хорошо все обдумав, они обнаружили, что вообще не понимают преимущества полового размножения — как равно и того, почему оно не исчезло сразу же после появления. С тех пор вопрос о его смысле открыт и остается, по сути, главным в эволюции{11}.
Однако постепенно из нагромождения гипотез стал вырисовываться интересный ответ. Чтобы его понять, нам придется заглянуть в Зазеркалье, где ничто не является тем, чем кажется. Половое размножение — это не репродукция, пол — это не самки и самцы, ухаживание — не для соблазнения, мода не связана с красотой, а любовь — не привязанность.
В 1858 году, когда Чарльз Дарвин и Рассел Уоллес дали первое правдоподобное описание механизмов эволюции, викторианский фетиш «прогресса» был в зените своей власти над людскими умами. Дарвина и Уоллеса немедленно приняли как провозвестников «бога прогресса». Мгновенно вспыхнувшая популярность теории эволюции во многом обязана тому факту, что ее по ошибке восприняли как теорию неуклонного прогресса от амебы до человека, как лестницу совершенствования.
К концу второго тысячелетия у человечества наблюдается уже совсем в другое настроение. Мы чувствуем, что благодаря прогрессу скоро наступит перенаселение, случится парниковый эффект и исчерпаются природные ресурсы. Как быстро мы ни бежим, никуда не попадаем. Сделала ли индустриальная революция среднестатистического обитателя Земли здоровее, богаче и мудрее? Да, если он — немец. Нет, если он — бангладешец.
Эволюционная наука простодушно (или, как заметил бы философ, вполне предсказуемо) следует этому общему настроению. Сегодня в эволюционной биологии модно презирать прогресс: эволюция — беговая дорожка, а не лестница, ведущая наверх.
Для людей секс — единственный способ родить ребенка. В этом, очевидно, и есть смысл полового размножения. Еще во второй половине XIX века натуралисты в этой связи задались одним вопросом. Известно много других способов воспроизводства — не хуже полового: микроскопические животные размножаются простым делением, ивы вырастают из отростков, одуванчики производят семена, из которых вырастают точные копии родительского организма, девственные партеногенетические[9] тли рождают партеногенетических деток, уже беременных другими партеногенетическими детками. Август Вейсман озвучил этот вопрос в 1889 году. «Значение амфимиксиса (полового размножения), — писал он, — не может состоять в самом размножении. Ведь оно может происходить и без амфимиксиса самыми разнообразными способами — разделением организма на два, почкованием и даже продуцированием одноклеточных зародышей»{12}.
Вейсман заложил великую традицию. С того самого дня эволюционисты регулярно объявляют половое размножение «проблемой», роскошью, которой не должно существовать. Есть анекдот о заседании Лондонского королевского научного общества, на котором присутствовал король. Началась серьезная дискуссия о том, почему если в котелок поместить золотую рыбку, то он будет весить столько же, сколько и без рыбки. Были предложены и отвергнуты самые разные объяснения. Спор накалялся. Наконец, король сказал: «Я сомневаюсь в исходном предположении». Он послал за котелком воды, рыбкой и весами. Был проведен эксперимент. Котелок поставили на весы, сунули туда рыбку, и вес котелка увеличился ровно на ее массу. Естественно.
Это, конечно, выдумка, и несправедливо полагать, будто ученые, которых вы встретите на этих страницах, настолько глупы, что видят проблему там, где ее в действительности нет. Но сходство есть. Когда группа исследователей неожиданно заявила, что не может объяснить существования полового размножения, а имеющиеся версии неудовлетворительны, и потому его вообще не должно существовать, многие нашли эти интеллектуальные изыски абсурдными: ведь половое размножение существует и, соответственно, должно давать какое-то преимущество. Биолог, утверждающий, что животные и растения должны размножаться бесполо, похож на инженера, твердящего, что шмель не должен летать. «Проблема с этой дискуссией, — писала Лайза Брукс (Lisa Brooks) из университета Брауна, — в том, что многие организмы, размножающиеся половым путем, похоже, не в курсе о ее выводах»{13}. В наших теориях существует масса дыр — мог бы сказать циник. Но не надо думать, что кто-то может получить Нобелевскую премию только за то, что заткнет их. И потом, почему у полового размножения обязательно должен быть смысл? Может быть, такой стиль репродукции — это просто эволюционная случайность, как левостороннее движение?
Тем не менее у многих организмов полового размножения нет вообще или оно происходит лишь раз в насколько поколений. Праправнучка партеногенетической тли в конце лета будет размножаться половым путем. Она спарится с самцом и даст потомство, которое будет нести черты обоих родителей. Почему она это делает? Для эволюционной случайности половое размножение всплывает тут и там чересчур навязчиво. Дебаты продолжаются. Каждый год возникает новый букет объяснений, новая коллекция очерков, экспериментов и компьютерных симуляций. Опросите ученых, работающих с этими вопросами сегодня, и практически все они скажут, что проблема решена — но не сойдутся в ответе. Один человек будет настаивать на гипотезе А, второй — на В, третий — на С, четвертый — на всех трех. Может быть, нужно вообще другое объяснение? Я спросил Джона Мэйнарда Смита (John Maynard Smith) — одного из первых, кто задал вопрос: «Зачем нужно половое размножение?» — считает ли он, что нужно искать еще какие-то новые объяснения. «Нет. У нас есть ответы. Мы просто не можем на них сойтись»{14}, — признался он.
О половом размножении и свободной торговле
Прежде чем мы продолжим, необходимо объяснить некоторые генетические термины. Гены — это биохимические рецепты, записанные четырехбуквенным алфавитом в молекуле ДНК. В них написано, как построить тело и как им управлять. У нормального человека в каждой клетке тела содержатся по две копии 30 тысяч человеческих генов. Совокупность всех 60 тысяч генов человека называется геномом, а сами они расположены на 23 парах лентовидных хромосом (которых, таким образом, у нас 46). Когда мужчина оплодотворяет женщину, каждый его сперматозоид содержит только 23 хромосомы и только одну копию каждого гена. Последние складываются с 30 тысячами генов, содержащихся в женской яйцеклетке — и образуется полный комплект генов человеческий эмбрион, содержащий 30 тысяч пар генов на 23 парах хромосом.
Еще один технический термин — мейоз. В процессе него у организма образуются гаметы: у самца — сперматозоиды, у самки — яйцеклетки. Из каждой пары генов в гамету случайным образом попадает только один (полученный либо от матери, либо от отца). Каждая гамета, таким образом, несет только половину генов организма, который ее вырабатывает. Теоретически, при образовании конкретных сперматозоида или яйцеклетки во всех 30 тысячах парах генов могут случайно выбраться полученные только от отца или только от матери. Но в реальности часть генов всегда оказывается материнского происхождения, а часть — отцовского[10]. Перед образованием гамет происходят очень интересные вещи: каждая из 23 хромосомных пар выкладывается так, что составляющие ее две гомологичные хромосомы (одна — от отца, вторая — от матери) располагаются параллельно. В каждой паре отцовская и материнская хромосомы обмениваются генами, отвечающими за одни и те же процессы и тоже называющимися гомологичными (например, ген, отвечающий за группу крови AB0 и находящийся в материнской хромосоме, гомологичен такому же гену в отцовской). Процесс обмена гомологичными участками между гомологичными хромосомами называется рекомбинацией. В результате последней, из каждой пары гомологичных хромосом образуются две хромосомы, имеющие смешанное происхождение — отчасти отцовское, отчасти материнское. В конкретную гамету попадет только одна из них. После того как гамета сольется с гаметой другого партнера (и произойдет оплодотворение), возникнет новый организм, несущий, как и положено человеку, все 46 хромосом: каждая из 23 сперматозоидных встретит гомологичную из яйцеклетки и возникшую в результате рекомбинации хромосом родителей матери (бабушки и дедушки). Слияние гамет называется скрещиванием.
