Предыдущую часть читайте здесь: Глава 7. Секс на природе

Глава восьмая, в которой мы научимся различать двух королев

Эту часть рассказа придется начать с небольшого отступления.

Жили-были двое ученых. На самом деле ученых было гораздо больше, но именно эти двое вконец запутали читателей русскоязычного научпопа. Одного ученого звали Ли ван Вален, он работал в Чикаго и был палеонтологом. Ван Вален рассматривал разных вымерших тварей, одни из которых населяли океаны десятки, а то и сотни миллионов лет кряду, а другие появлялись и почти сразу же уходили в небытие. От чего это зависит? Палеонтолог пришел к парадоксальному выводу: а ни от чего. Сформулированный им закон гласил, что вероятность биологического вида вымереть постоянна во времени и никак не зависит от того, как долго этот вид уже просуществовал. Тут не так, как с людьми: если старик, то, видимо, уже недолго осталось, а у молодого все впереди.

За этим суховатым законом скрывается большая драма: это только кажется, что какой-то вид нашел свое место в мире и безмятежно живет-поживает, а на самом деле кругом происходит ежедневная неутихающая борьба. Стоит расслабиться, и вот тебя уже списали в архивы эволюции. Ван Вален подобрал красивую метафору — Красная Королева из «Алисы в Зазеркалье» Льюиса Кэрролла с ее незабываемой цитатой: «Здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте!» Так в начале 1970-х в биологической науке появилась Красная Королева.

Другого ученого звали Джеффри Моррис, и он (вместе со своим научным руководителем Ричардом Ленски) придумал вот что. В природе разные твари часто живут бок о бок и могут в чем-то полагаться друг на друга. Если одна тварь научилась накапливать какой-то важный ресурс, например питательное вещество, это вещество будет просачиваться в окружающую среду, и остальным уже не обязательно делать его самим. Если гены, отвечающие за синтез такого вещества, будут потеряны, за это не положено никакого наказания от естественного отбора. В будущем, конечно, это может обернуться катастрофой, но тогда уже будет поздно: сломанный или потерянный ген не так просто вернуть. Это случилось с нашими предками-обезьянами, когда те стали обжираться фруктами, богатыми витамином С. В результате наш ген, отвечающий за синтез витамина С, был утрачен. Те обезьяны ничего не знали о своих потомках, которым будет суждено умереть от цинги в результате неспособности самим синтезировать витамин С, а если бы и знали, ничего не смогли бы с этим сделать: потеря ненужного гена — билет в один конец. 

В 2011 году Моррис назвал свою идею в честь Черной Королевы, то есть дамы пик. Если кто-то любит играть на компьютере в карточную игру «Черви», он знает про эту даму: тот, кому она выпадает, проиграл (если, конечно, он не соберет все остальные очки на кону). Мы тут не станем вдаваться в эти карточные аналогии, совершенно непонятные для тех, кто не играет в «Черви». Скажем лишь, что идея Морриса и Ленски имеет прямое отношение к паразитизму: паразит легко теряет те функции, которые дублируются организмом хозяина, но в результате становится высокоспециализированным и, скорее всего, уже не сможет перейти обратно к вольной жизни.

Но и Красная Королева тоже тесно связана с паразитизмом — эту связь установил весьма знаменитый биолог Билл Гамильтон. Впрочем, некоторые думают, что Гамильтон просто украл у ван Валена метафору и использовал ее в своих целях. Гамильтона чаще всего вспоминают в связи с проблемой происхождения альтруизма, и в этом контексте он еще появится в нашем повествовании, но происхождение полового размножения — важная часть его исследований, и именно он считается автором гипотезы Красной Королевы, которая связывает секс и паразитизм. «Бег на месте» — это довольно точное описание эволюции существ, одолеваемых паразитами. Паразиты меняются очень быстро (все, наверное, еще помнят про калейдоскоп «дельт» и «омикронов», сопровождавших ковидную эпопею). Чтобы противостоять им, организму-хозяину тоже ни в коем случае нельзя оставаться прежним. Тот, кто размножается клонированием и просто штампует собственные копии, выбрал самую глупую стратегию: паразит, который подберет ключ к такому горе-родителю, легко расправится и со всем его потомством. А вот потомки полового размножения, прошедшие через рекомбинацию, могут оказаться достаточно разнообразными, чтобы уцелеть хотя бы частично. Паразит, в свою очередь, тоже вынужден меняться, чтобы осалить хоть кого-то из этих разнообразных потомков. Так эти двое и бегают друг за другом миллионы лет, вроде бы эволюционируя, но при этом никуда не попадая — в точном соответствии с метафорой Red Queen. 

Таким образом, у нас есть наука «эволюционная биология», в ней есть сравнительно узкая тема «коэволюция хозяина и паразита», а в ней — целых две королевы разных цветов. Моррис и Ленски, похоже, сознательно пошли на эту путаницу, чтобы соотнести свои идеи с идеями Гамильтона, потому что потеря генов и утрата функций, в общем, тоже про эволюцию, которая никуда не ведет. На английском языке во всем этом еще можно было бы разобраться. Но тут в наш сюжет врываются русские переводчики.

Эти переводчики уважают авторитеты, и один из таких авторитетов — переводчица Кэрролла Нина Михайловна Демурова. Она в свое время решила перевести Red Queen как Черную Королеву, потому что «красные королевы» бывают только в английских шахматах, а у всех нормальных народов, включая русских, белые фигуры играют против черных. Переводчики научной популяристики Кэрролла читали и последовали святому переводческому правилу: если что-то уже переведено, надо не пытаться перевести заново, а изучить источники и следовать установленному шаблону, чтобы не создавать путаницу. В частности, если в биологическом тексте ты встретишь Red Queen и тупо переведешь ее как Красную Королеву, тебя могут назвать профнепригодным невеждой. Надо, вслед за Демуровой, писать «Черная Королева». Так и писали, начиная с 1990-х, и к тому моменту, как Моррис и Ленски затеяли свою игру слов, самое главное уже было переведено. Новая Черная Королева застала всех врасплох. Впрочем, переводчики обычно не так уж хорошо знают биологическую литературу и могли просто не заметить ее появления.

А в результате русский читатель оказался в тупиковой ситуации. Погуглите «гипотезу Красной Королевы» — на вас свалится мешанина из черного и красного, адресующая читателя к идее Билла Гамильтона и/или Ли ван Валена. Погуглите «гипотезу Черной Королевы» — результат будет тот же. А про историю «дамы пик», то есть настоящую Black Queen hypothesis, узнать что-то таким способом, скорее всего, не получится вообще. Из переводной литературы путаница с королевами, естественно, проникла и в оригинальную русскоязычную, и исправить ситуацию теперь можно только подробными постраничными сносками. Но и этого никто не делает. Так и ходят из книжки в книжку две гипотезы с одинаковыми названиями.

Но забудем на время о проблемах русскоязычной биологической науки и вернемся к сексу. О том, насколько хорошо его объясняет паразитарная теория, можно прочитать во множестве популярных книжек, среди которых надо отметить «Паразиты: Тайный мир» Карла Циммера и «Секс и эволюцию человеческой природы» Мэтта Ридли. В последней книге автор со свойственной ему категоричностью едва ли не объявил паразитов окончательным решением проблемы пола и парадокса «двойной цены». Примерно так многие биологи и думали еще лет десять назад. Действительно, все факты укладываются эту гипотезу даже как-то слишком удачно. К тому же Билл Гамильтон был харизматичным и очень проницательным человеком. А чтобы придать этой истории сюжетную цельность, автор паразитарной теории и сам пал жертвой паразитов: заразился малярией во время экспедиции в Конго и умер в начале 2000 года на пике своей научной карьеры.

Вообще говоря, странно было бы, если бы такая теория не возникла: стоит внимательно всмотреться в любую деталь большой картины жизни на Земле, и вы непременно заметите, как там кто-то на ком-то паразитирует. Если все ваши теории не очень хорошо работают, и при этом вы все время выносите за скобки одно досадное, вечно все запутывающее обстоятельство — рано или поздно вас посетит мысль, что, возможно, в этом обстоятельстве и состоит разгадка тайны. 

В самом начале нашего рассказа мы поминали Кертиса Лайвли, экспериментально доказавшего «двойную цену» секса. Сделал он это, сравнивая расы новозеландских улиток, которые либо размножаются половым путем, либо предаются партеногенезу. Циммер в своей книге описывает, как Лайвли пытался подтвердить или опровергнуть своими улитками теорию «заросшего берега» Грэхема Белла. Он подсчитывал число самцов, то есть долю полового размножения, в популяциях улиток, населяющих озера, и сравнивал их с улитками из ручьев. Озера — стабильные и густонаселенные улитками ареалы, вполне соответствующие «заросшему берегу» Белла, а вот ручьи — быстро меняющаяся и довольно опасная среда, и если в них самцов больше, это серьезный аргумент в пользу «лотерейных» теорий. Но самцов в них было, наоборот, существенно меньше. Вроде бы «берег» выигрывает по очкам.

Однако дадим слово Карлу Циммеру:

Лайвли совершал вылазки к горным озерам и бродил по ним со своей сетью. Он собирал улиток и определял их пол, ломая раковину, вскрывая улитку и пытаясь обнаружить пенис за правым щупальцем. Однако улитки преподнесли ему сюрприз: они оказались набиты чем-то, что показалось ему похожим на гигантские спермии. «К несчастью, я вздумал показать их университетскому паразитологу, — рассказывает Лайвли, — и услышал от него: “Это не спермии, идиот. Это глисты”». Паразитолог объяснил Лайвли, что это трематоды-сосальщики, которые кастрируют улиток, размножаются в них, а потом попадают к окончательному хозяину — уткам. В некоторых местах улитки битком набиты сосальщиками, а в других свободны от паразитов.

В озерах, где было больше самцов, и паразитов было больше. Результаты Лайвли, как и множество других фактов, блестяще подтвердили паразитарную гипотезу. В этом месте нам надо было бы привести пару ярких иллюстраций, да и вообще поговорить о том, на что способны паразиты в своем стремлении приспособиться к хозяину и обеспечить себе беспрепятственное размножение.

Вот, например, недавний курьез: похоже, паразитическое простейшее токсоплазма способна делать своих носителей-людей физически привлекательнее. Зачем ей это? Возможно, чтобы облегчить передачу от человека к человеку, хотя вообще не факт, что это создание способно к трансмиссивному заражению. Тут же надо вспомнить и про другой фокус токсоплазмы: считается, что зараженная паразитом мышь становится более наглой и предприимчивой, а в итоге чаще попадается в пасть кошке и тем самым способствует распространению паразита. Все это очень мило, но как-то не глобально. Да, паразиты умеют много гитик, да, паразитизм охватывает фактически всю живую природу. Но нет, лично мне не верится, что такое важное и причудливое явление, как секс, сводится к такому частному и малозначительному свойству живого, как паразитизм. 

Ну, мало ли во что мне не верится. Эйнштейну, например, не верилось в квантовую механику: неужели теория, основанная на столь шатких и произвольных постулатах, и впрямь объясняет все-все-все, а не только некоторые явления в мире элементарных частиц?! Однако, похоже, так оно и есть, а я — не Эйнштейн и даже не Билл Гамильтон, чтобы давать эмоциональные оценки чужим научным теориям. Объективный же факт состоит в том, что обаяние паразитарного объяснения тайны секса за последнее десятилетие как-то не то чтобы рассеялось, но слегка поблекло. Отчасти это произошло благодаря развитию математических методов в биологии, с помощью которых стало возможным моделировать не одно свойство популяции, а сразу целый букет разных процессов, как это и бывает в реальной жизни. 

Тут надо упомянуть о Салли Отто (она же Сара Перин Отто) из Канады и ее британском коллеге Нике Бартоне, который сейчас работает в Австрии. Они занимались и продолжают заниматься моделированием эволюции популяций. В их моделях на протяжении последних десятилетий были испытаны, пожалуй, все те идеи, о которых мы толкуем в этом цикле, а также множество других, слишком сложных или скучноватых для популярных штудий. Вроде бы у них получается, что с сексом все в порядке, никакой тайны нет — те, кто размножается половым путем, выигрывают даже при довольно широком разбросе начальных условий. Беда в том, что модели эти сложны, и фокус невозможно объяснить на пальцах.

С другой стороны, вспомним профессора Алексея Кондрашова, который считает, что тайна никуда не делась, и разгадки он, после трети века работы, так и не знает, хотя и прочитал все, опубликованное Бартоном и Отто. Нам, наверное, в этом месте правильнее было бы тактично оставить ученых обсуждать все это между собой, а самим, с нашей дилетантской легкостью, перейти к другим аспектам темы. 

Сперва, впрочем, еще одно небольшое отступление. Он о том, как тайна полового размножения оказалась связана с другими важнейшими концепциями биологии ХХ века. Про это в следующей части.

Продолжение: Секс и Дарвин, или Почему все не так однозначно