Цифровой журнал «Компьютерра» № 207

Нет! В какого-топозапрошлой колонке я не случайно потратил немало сил, объясняя, что половое размножение — феномен, связанный с гапло-диплоидным жизненным циклом с оплодотворением и мейозом. В этом эволюционном изобретении сошлись механизмы гомологической рекомбинации, достигшие совершенства в мейозе, а также системы, обеспечивающие сингамию и кариогамию (пояснение этих терминов — в той колонке). Объяснять возникновение полового размножения как возникновение «гена», который вдруг приобрёл такой эффект, — верить в сказку.

Что же, объяснение Докинза полностью ошибочно? Тоже нет. Вспомните (опять же из позапрошлой колонки) об инфекционной передаче «пола» у бактерий. Кишечная палочка, в цитоплазме которой находится небольшая кольцевая молекула ДНК, названная F-фактором, в силу этого приобретает способность формировать пили (структуры для инъекции ДНК) и передавать другим бактериям и F-фактор, и другие фрагменты ДНК. «Половая» особь заражает «полом» бесполую, воткнув в ту пиль. В данном случае объяснение Докинза оказывается как минимум вполне работоспособным. У организмов, обладающих гапло-диплоидным жизненным циклом с оплодотворением и мейозом, сама готовность особи к размножению — результат согласованной работы многих независимо возникших и эволюционировавших генов, каждый из которых сталкивается с 50-процентной вероятностью не попасть в следующее поколение. «Эгоистичного гена пола» у таких организмов просто не существует!

А каково же то преимущество, которое обеспечило триумф полового размножения? По этому поводу высказано немало гипотез, и несколько из них я хочу коротко описать. Подробнее эти гипотезы охарактеризованы в «Красной королеве» Мэтта Ридли, книге Вигена Геодакяна «Два пола. Зачем и почему?», а также в статьях К. Ю. Попадьина и И. А. Рухленко.

какое-тоХраповик Мёллера. Герман Мёллер обратил внимание на то, что при клональной передаче геномов возникшие в них ошибки — мутации — могут быть исправлены только со смертью или отстранением от размножения их носителя. Если носители генотипов, свободных от ошибок, исчезнут из-за мутационного процесса или просто в силу случайности, самыми «чистыми» станут генотипы, несущие по одной мутации. Эта ситуация может сохрраняться время, но все равно рано или поздно закончится случайным исчезновением генотипов с одной мутацией. Тогда лучшими станут генотипы с двумя мутациями. «Безошибочный» генотип уже никогда не восстановится. Такое непрерывное ухудшение клональных геномов заставляет вспомнить о храповике — таком колёсике, из-за которого наручники могут только затягиваться, но не ослабляться.

Слева — Герман Джозеф Мёллер (1890–1967). Справа — храповик: зубчатое колесо, которое может вращаться только в одну сторону (в показанном на рисунке случае — по часовой стрелке).

Храповик Мёллера, к примеру, отвечает за дегенерацию человеческой Y-хромосомы, и причина этого именно в том, что она передаётся из поколения в поколение клонально. А гипотеза, связанная с этим механизмом, заключается в том, что это он ограничивает возможности существования клональных видов, создавая преимущества для половых.

В результате действия храповика Мёллера подавляющее большинство видов, отказавшихся от рекомбинации, по большому счету обречено. Те, что имеют относительно небольшой геном, высокую численность и находятся под эффективным контролем отбора, вымирают относительно медленнее, но все равно их перспективы печальны. Прогрессивную эволюцию до происхождения полового размножения обеспечивали иные формы рекомбинации, а после возникновения пола развитие и просто сохранение в работоспособном состоянии генотипа оказалось связано с ним. Посудите сами: при скрещивании организмов, каждый из которых несёт по одной неблагоприятной мутации, четверть их потомков не унаследуют ни одной из них!

каких-тоГипотеза Наннея — это развитие идеи храповика Мёллера. Л. Нанней предположил, что все виды с половым размножением, в эволюции которых возникали бесполые клоны, были вытеснены этими клонами и вымерли, а позже (в результате работы храповика Мёллера) вымерли и эти клоны. Поэтому в результате группового отбора сохранились лишь такие виды с половым размножением, которые в силу причин утратили возможность перейти к клональному размножению.

А как же отказывающиеся от полового процесса дафнии, о которых я рассказывал в прошлой колонке? С точки зрения гипотезы Наннея они — на полпути к вымиранию...