Все новости

Кто такие самцы

Алексей Алексенко продолжает публикацию цикла «Зачем живые любят друг друга» о загадках размножения и других парадоксах биологии. В этой главе мы выведем формулу, обосновывающую женское неравноправие, и объясним, почему она неверна

14 июня 2022 11:56
Алексенко-3.jpg
Иллюстрация: Дарья Орлова

Предыдущую часть читайте здесь: Как избегать секса с самим собой

Читать цикл с начала

Глава одиннадцатая, в которой сексизм объявляется следствием школьной математики 

Чем отличаются самцы от самок? Вроде бы вопрос на первый взгляд дурацкий. Но уже на второй взгляд — вполне нормальный вопрос из тех, что зануды ученые все время задают сами себе, чтобы самим же на них и отвечать. А на третий взгляд вопрос и вовсе безответный.

Нет, ну правда же. Собаки делятся на самцов и самок, и вороны делятся на самцов и самок. Откуда вы знаете, что те самки и эти самки — одно и то же? А вдруг все наоборот: самцы ворон соответствуют самкам собак? С точки зрения хромосом, кстати, все так и есть: самка собаки и самец вороны имеют две одинаковые половые хромосомы, а самец собаки и самка вороны — две разные. Никаких половых признаков к вороне (в отличие от собаки) не привешено, зато самца вороны можно отличить по массивному клюву, но у собаки-то клюва вообще не бывает. Конечно, самка собаки рожает щенков, а самка вороны сносит яйцо, но если вы когда-нибудь видели и то, и другое, то согласитесь, что сходство этих процессов чисто формальное. Далее, собака кормит щенков своим молоком. А самка вороны свое яйцо ничем не кормит, потому что очень глупо кормить яйцо, зато она его высиживает. А собака щенков не высиживает — ни самец, ни самка. Пингвин, наоборот, свои яйца высиживает, но это делает как раз самец. Лягушки и вовсе никого не кормят и не высиживают, а мечут икру и потом нередко носят ее с собой — во рту или обмотав лапы икряными нитями, — но опять же сплошь и рядом мечут одни (самки), а носят другие (самцы). В общем, дикая путаница. Я уж не буду тут говорить про самцов и самок у елки или облепихи, потому что про растения так не говорят, а употребляют слова «мужская или женская особь». Как будто это решение проблемы!

И все же почему-то у биологов никогда не бывает никаких споров о том, кто самец, а кто самка. Можно заподозрить, что это у них интуитивное, потому что они и сами бывают самцами или самками и узнают своих инстинктивно. Но ученые ни за что не признаются в такой иррациональности, поэтому вот вам их ответ: «Самцы — это те, кто производит мелкие и подвижные половые клетки. А самки — те, у кого половые клетки крупные и инертные». Такой ответ кого-то может удовлетворить, но возразить на это мог бы, к примеру, самец одного из видов плодовой мушки, у которой мужские половые клетки не только больше женских, но и раз в тридцать превосходят по длине саму злосчастную мушку. Огромный хвост этого спермия в яйцеклетку не попадает, однако сохраняется все то время, пока она превращается в личинку. Его остатки выходят из личинки наружу уже после того, как она вылупляется из яйца.

Может быть, сами самцы меньше и подвижнее? Сплошь и рядом так и есть, вплоть до курьезных случаев несоответствия размеров. У глубоководной рыбы-удильщика самец раз в десять меньше самки, так что биологи даже не сразу признали его представителем того же вида. У многощетинкового червя боннелии из славного подкласса эхиур разница в размерах еще серьезнее — в двести тысяч раз. Но, с другой стороны, с таким определением поспорит морской лев, среди которых принято, чтобы мужчина был раза в три тяжелее своей дамы, и к нему присоединится наша близкая родственница горилла. Да и у нас самих характеристика «маленький, но пылкий» — не общее описание всех мужчин, а скорее указание на забавный курьез.

Есть еще одно очень изысканное определение: «Мужской пол — это тот, который не передает потомству свои митохондрии». О том, при чем тут эти загадочные «митохондрии», речь у нас пойдет позже, но сейчас отметим, что это определение тоже хромает. Да, среди хорошо описанных организмов митохондрии (если они вообще есть у данного вида) передаются потомству по женской линии. Но никто не гарантирует, что в один прекрасный день ученые не откроют исключение из этого правила — в этом не было бы большой сенсации, потому что у некоторых растений хлоропласты передаются потомкам именно от мужской особи, через пыльцу. И если такой фокус вдруг обнаружится с митохондриями, никто не станет из-за него переименовывать самок в самцов. Потому что, повторяю, это как у судьи Поттера Стюарта с порнографией: «Я узнаю, когда вижу это». Так и биологи: всем ясно, кто такие самки, а кто самцы, и хотя каждому возможному определению противоречат сонмы исключений, по совокупности спорить оказывается не о чем.

На самом деле сонмы исключений могут быть гораздо интереснее правил. Тем, кто с этим согласен, я бы посоветовал прочитать книгу Оливии Джадсон Sex Advice to All Creation (в русском переводе «Каждой твари по паре»). Лирический герой книги, секс-консультант доктор Татьяна, разбирает всякие сложные сексуальные случаи у разнообразных земных организмов, и к концу книги у нормального человека возникает смутное ощущение, что все попытки охватить умом этот лупанарий обречены на провал и вообще непонятно, зачем бедные эволюционисты тратили на проблему секса свое драгоценное время. Даже не пытайтесь что-то обобщить: просто читайте и изумляйтесь разнообразию жизни. Я и сам залез в эту книгу буквально десять минут назад, когда пытался вспомнить, во сколько раз самка боннелии крупнее самца.

Но представьте себе, в каком сложном положении оказывается автор этих строк. Ему надо объяснить читателям, почему вообще бывают самцы и самки, но при этом запрещается говорить вслух, что же такое эти самые самцы и самки — что бы он ни сказал, в природе всегда найдется опровергающий его пример. Чтобы нам сейчас не погрязнуть в вызывающем разнообразии реальной биосферы, придется прибегнуть к упрощению (которое, кстати, никогда и нигде в природе не реализуется) — вроде тех мешков с генами, которыми мы заменили реальные организмы, когда толковали о двойной цене секса и мутационном грузе. Вообразим наш упрощенный половой процесс следующим образом: пусть это будет одноклеточный организм — тот же мешок с генами, но теперь относящийся к определенному полу. Когда у этих мешков наступает время полового размножения, одна особь (мужская) должна найти другую (женскую), слиться с ней в одну клетку-зиготу, а затем поделиться с помощью мейоза на четырех прелестных детишек. При этом две сливающиеся клетки должны обеспечить детишкам необходимый запас питательных веществ, который сложится из суммы двух мешков.

Внимание, сейчас будет математика для восьмого класса. Примем за единицу то общее количество питательных веществ, которое потребуется детишкам. Если один родитель сделает вклад «а», второму останется внести «1–а», где «а» — все что угодно от 0 до 1. Но, кроме экономических проблем молодой семьи, у этих будущих папы и мамы есть еще одна нерешенная задача — вообще найти друг друга в пространстве. Ясно, что если сидеть на месте, не встретишь никого. Не слишком глупо предположить, что вероятность найти свою половинку пропорциональна скорости, с которой будешь двигаться. Та же картина и у второго партнера, а поскольку мы еще не научились их различать, все должно быть симметрично: наверное, вероятность встречи пропорциональна произведению скоростей. Наконец, скорость явно будет больше у того, кто мелкий и юркий. Возможно, мы не слишком ошибемся, если примем, что скорость движения обратно пропорциональна размеру: стало быть, у одного партнера это 1/а, у другого 1/(1–а). 

Вот мы с грехом пополам получили формулу: вероятность встречи пропорциональна 1/а(1–а). Вопрос: при каком «а» эта вероятность максимальна? Умный школьник берет производную, школьник потупее строит график по точкам, перебирая разные «а» от 0 до 1. Результат будет такой: ровно посередине интервала, когда а=½, вероятность встретить партнера минимальна. А вот на краях интервала, вблизи значений 0 и 1, график взмывает вверх. Итак, мы получили ответ: самый лучший результат будет у той пары, где один из партнеров как можно меньше и подвижнее, зато второй вносит как можно больший вклад в совместный родительский капитал. Вариант равноправия заведомо проигрышный. В идеальном мире один партнер сидит у окошка в ожидании суженого, а дождавшись, рожает и воспитывает общих детей. Второй партнер шныряет туда-сюда в поисках приключений и в житейском плане абсолютно бесполезен. Так школьная математика закладывает теоретическую основу для сексизма.

Если бы все в науке было так просто и наглядно, ею занимались бы даже клинические идиоты. Проблема нашей формулы не только в том, что при ее выводе мы сделали пару-тройку необоснованных натяжек. То есть мы их, конечно, сделали, но более строгая математика дает сходный результат. Такую математику лет двадцать назад предложил биолог по имени Дэвид Дьюзенбери, и его вывод не отличается от нашего, дилетантского. Он буквально изложен в названии его статьи: «Отбор на высокую вероятность встречи объясняет эволюцию анизогамии при разумных предположениях о зависимости скорости и продолжительности плавания от размера»

И конечно, дело не в том, что мы рассматривали тут несуществующих одноклеточных молодоженов, а в реальном мире поведение половых клеток и поведение спаривающихся особей — совершенно разные вещи. Гендерные роли на уровне спермия и яйцеклетки совершенно не обязаны воспроизводиться у сложных и многоклеточных мальчика и девочки. Честно говоря, я не знаю, подсчитывал ли кто-то из зануд-теоретиков, насколько часто они действительно воспроизводятся (то есть энергичный самец бегает за инертной самкой, но при этом не намерен вносить в семейный бюджет ровным счетом ничего, кроме своей неуемной пылкости). Непонятно даже, как вообще такое можно подсчитать, поскольку, как было сказано выше, сложность и разнообразие реального мира ужасно мешает теоретизированию. Совершенно точно, однако, что у подавляющего большинства земных организмов репродуктивное поведение самцов и самок действительно отличается, и при желании эти различия можно описывать в предложенных терминах: кто-то больше вкладывает, а кто-то больше суетится.

Настоящая проблема этих рассуждений в другом. Процитируем собственную фразу двумя абзацами выше: «В идеальном мире один партнер сидит у окошка в ожидании суженого, а дождавшись, рожает и воспитывает общих детей. Второй партнер шныряет туда-сюда в поисках приключений». Засада кроется в первых словах фразы: «в идеальном мире». Две недели назад (в девятой главе) мы толковали о том, почему естественный отбор, вообще говоря, совершенно не рассчитан на то, чтобы достигать идеала. Он, как было тогда сказано, действует «дифференциально» — не знает, в чем отдаленная цель, а просто благоволит тем генам, которые способны обеспечить в следующем поколении чуть более высокую вероятность выживания… для самих себя. Поэтому, если вам кажется, что какое-то устройство жизни было бы очень логичным и удобным для всех, вам придется выяснить, каким путем жизнь могла бы такого устройства достичь, и убедиться, что весь проект не испортят чьи-то эгоистичные шуры-муры. 

Не будем гоняться за оригинальностью, приведем пример, который используют чаще всего. Растениям нужен солнечный свет, чтобы делать органические вещества с помощью фотосинтеза, и они за него друг с другом конкурируют. Вот прямо сейчас, глядя за окно, я вижу небольшой садик. Там растут всякие цветы, а вокруг цветов кусты чуть повыше, и это все зеленого цвета из-за хлорофилла: хлорофилл ловит красные фотоны от Солнца, чем создает приятную глазу зелень. Высота этой зелени — максимум метра три от земли. С моей точки зрения, этот садик и есть идеальный мир. Но чуть дальше растут елки и дубы, их тоже видно в окно — здоровенные, метров тридцать в высоту. Они тоже зеленые, тоже ловят фотоны и немного затеняют садик. Зачем они такие огромные? 

В этом точно нет ничего оптимального: чтобы сделать себе такие огромные стволы, дубам и елкам приходится использовать значительную долю синтезированной органики. Если бы они договорились между собой не расти выше трех метров, они могли бы улавливать ровно столько же фотонов — ничего, фотоны как-нибудь пролетели бы еще 25 метров до земли, благо летят со скоростью света, — но при этом не тратили бы ресурсы на огромный ствол в два обхвата. Беда в том, что договориться они не могут. Если вдруг мы попробуем устроить все оптимально — обрежем все наши кусты и деревья на высоте ровно три метра, — кто-нибудь самый умный непременно решит вымахать чуть выше, затенить соседей и урвать себе лишние фотоны (которые он, естественно, пустит не на красивые цветочки и ягодки, а на этот самый дополнительный рост). Остальным придется догонять. Бессмысленная гонка будет продолжаться до тех пор, пока вся компания не вымахает на максимально возможную для себя высоту, и лишние фотоны им уже не помогут: еще немного, и ствол рухнет под собственной тяжестью прямо ко мне на крышу. Хорошо хоть, что подобные казусы покрываются страховкой. 

В результате вместо идиллического зеленого ковра мы имеем тот же ковер, поднятый на десятки метров над землей. Зачем эта ерунда, если с самого начала совершенно ясно, как ее избежать? А просто потому, что именно в этом направлении подталкивает деревья тот самый естественный отбор. Отбор не хочет оптимального мира, он награждает тех, кто выехал за чужой счет. 

Тут нам придется перебить плавный ход повествования, сказав пару слов об эгоистичных генах и теории игр. На это есть две причины: во-первых, одноименная книжка Ричарда Докинза занимает непропорционально большое место в представлениях широких масс о том, чем занимаются современные биологи. Во-вторых, невозможно рассуждать о происхождении и взаимоотношениях двух полов, не упомянув об эволюционно-стабильных стратегиях. Мы живем в сложное время, когда не только феминистки, но даже рядовые читатели научно-популярной литературы знают: два пола находятся в состоянии непримиримого конфликта. И чтобы наши уважаемые читатели не воображали себе совсем уж чепуху, нам предстоит так или иначе пояснить, в чем этот конфликт состоит и как он работает.

Продолжение: Как из паразитов и тунеядцев мог возникнуть мужской пол

Вступайте в клуб «Сноб»!
Ведите блог, рассказывайте о себе, знакомьтесь с интересными людьми на сайте и мероприятиях клуба.
Читайте также
Алексей Алексенко

Продолжаем публикацию заметок о загадках размножения и других парадоксах биологии. Эта глава открывает вторую часть повествования, где будут обсуждаться проблемы разделения на два пола.

Алексей Алексенко

Алексей Алексенко продолжает цикл публикаций «Зачем живые любят друг друга» — о загадках размножения и других парадоксах современной биологии. В девятой части мы рассказываем, почему дарвинизм не так прост, как кажется на первый взгляд.

Алексей Алексенко

Алексей Алексенко продолжает цикл публикаций «Зачем живые любят друг друга» — о загадках размножения и других парадоксах современной биологии. В пятой части появляются бесстыжие ящерицы и целомудренная плесень.