Цифровой журнал «Компьютерра» № 205

Только-только начав сотрудничать с сетевой «Компьютеррой», я написал колонку, где подвёл разговор к теме происхождения раздельнополости. Эта колонка была так-точетвёртой по счёту. Там я обосновывал, почему раздельнополость, широко распространённую среди высокоорганизованных живых организмов, объяснить не просто. В седьмой колонке я пояснил, почему широко известные (и весьма интересные) идеи Вигена Геодакяна не позволяют объяснить происхождение (именно происхождение, а не успех) раздельнополости. В тех статьях я пообещал вскорости продолжить разговор на эту тему... и не выполнил своего обещания. Тогда мне казалось, что осталось лишь чуть-чуть доработать почти готовую модель. Увы, за прошедшие два с половиной года я так и не смог справиться с этой задачей. Но к теме вернуться всё-таки надо, и я это сделаю — начиная с этой, сто тридцатой по счёту колонки. Теперь я постараюсь отработать тему более основательно.

Первый шаг, который надо сделать, — задать классификацию типов популяционного воспроизводства. Обратите внимание: речь идёт не о типах размножения (их классификации разработаны давным-давно). Размножение — это процесс, который идёт на уровне организмов, а на уровне популяций происходит воспроизводство. Однотипное популяционное воспроизводство может осуществляться благодаря принципиально разным способам размножения.

Поясню эту мысль на примерах.

— Амёба протей делится пополам в результате базового типа деления у всех ядерных организмов, митоза. Вначале делится ядро (с образованием двух идентичных дочерних ядер, потом — цитоплазма клетки.

— Мелкий морской многощетинковый червь Ctenodrilus monostylos утратил способность к половому процессу и размножается с помощью архитомии. При этой форме вегетативного размножения тело разделяется на переднюю и заднюю половины, каждая из которых доращивает недостающую часть.

— Скальные ящерицы из рода даревския (названного так в честь описавшего их размножение И. С. Даревского) размножаются путём партеногенеза (устарелое название — «девственное размножение»). Партеногенез, по принятой классификации, — одна из форм полового размножения; перед образованием яйцеклетки хромосомы в клетке-предшественнице удваиваются путём эндомитоза (удвоения хромосом без деления клетки), и образующаяся яйцеклетка может развиваться без оплодотворения.

— У наездников (перепончатокрылых насекомых), заражённых паразитической бактерией вольбахией, бактерии останавливают первое деление мейоза (клеточного деления, в ходе которого образуются половые клетки), приводя к паразитарно индуцированному партеногенезу.

— Серебряные караси во многих водоёмах размножаются путём гиногенеза, при котором икринка, отложенная самкой карася, активируется сперматозоидом любой карповой рыбы. Ядро сперматозоида в икринку не попадает, и развитие потомства обеспечивается ядром яйцеклетки.

Иллюстрации к упомянутым примерам клонального воспроизводства: амёба Amoeba proteus; архитомия полихеты Ctenodrilus monostylos; скальная ящерица Darevskia unisexualis; наездник Trichogramma и его яйцо, заражённое бактериями Wolbachia (светлые точки); серебряный карась Carassius gibelio.

Описанные формы размножения отличаются друг от друга прямо-таки фундаментально. А с точки зрения популяционного воспроизводства они весьма схожи, так как порождают клоны — совокупности генетически идентичных особей. Во всех этих случаях дочерние особи генетически не отличаются от материнских (строго говоря, это утверждение не абсолютно верно, но для дальнейшего изложения это не существенно). Состоящие из клонов популяции принципиально отличаются от популяций с половым воспроизводством. Фактически это «пучки» из независимых клональных линий, способных ветвиться и отмирать. Кстати говоря, функционирование клональных популяций, механизмы, благодаря которым поддерживается их принадлежность к одному виду, да и вообще понимание того, чем является вид у клональных организмов, разработаны современной наукой совершенно недостаточно...

Итак, одни и те же типы воспроизводства могут развиваться на разной основе. Чтобы их сравнивать, их нужно выделить и обозначить. Классификация типов популяций по механизмам их воспроизводства, которую я предлагаю, показана на схеме. Эта классификация является результатом детализации той, что я публиковал несколько лет назад. Однако перед тем, как перейти к её обсуждению, сделаю важное уточнение.