Каждой твари — по паре: Секс ради выживания

Между тем одной из причин быстрой изменчивости белков, участвующих в размножении, может быть именно война полов. Эта теория кажется весьма привлекательной, тем более что мы уже разобрались, как самцы и самки, оказавшись в тисках войны, втягиваются в скоростную гонку вооружений. Более того, среди насекомых, у которых большинство самок встречается с несколькими любовниками, — а это и есть причина войны — новые виды появляются как минимум вчетверо чаще, чем у тех, кто вступает в половую связь лишь с одним.

Это исследование — впечатляющий старт, к тому же оно прекрасно укладывается в теорию. Однако делать какие-либо определенные выводы все еще слишком рано. Чтобы доказать, что борьба полов стимулирует образование новых видов, мы, в идеале, должны продемонстрировать, что быстрая эволюция мужских протеинов, связанных с размножением, ведет к столь же быстрой эволюции соответствующих женских протеинов, и наоборот. Для примера представим, что в результате эволюции семя морского ежа стало проникать в икринки еще быстрее. С точки зрения яйцеклетки это плохие новости: слишком быстрое проникновение может привести к тому, что в икринке окажется более одного сперматозоида. Однако икре это не нужно, поскольку у вашего вида наличие более чем одного сперматозоида не дает развиваться зародышу. Таким образом, яйцеклетка, способная предотвратить слишком быстрое проникновение сперматозоидов, получает эволюционное преимущество. Однако на сегодня нам известен лишь один быстро изменяющийся протеин, при этом оба участника известны, а результат тянет на назидательную историю скорее о погоне, чем о войне.

Как я говорила чуть раньше, лизин, белок, определяющий, смогут ли сперматозоиды морского ушка оплодотворить икру, развивается с рекордной скоростью. При этом сами морские ушки образуют новые виды с впечатляющей скоростью, что очень соблазнительно для исследователя. Давайте же разберемся, что происходит с их икрой. Как и морские ежи, морские ушки тысячами выпускают сперматозоиды и икринки в воду. Каждая икринка упакована в волокнистый материал — вителлин. Чтобы добраться до икринки, сперматозоиду нужно пробурить ход в оболочке: этим и занимается лизин. Таким образом, лизин содержащийся в сперме, должен сначала закрепиться на вителлине. Изменения в оболочке затрудняют эту задачу. Если лизин не сможет закрепиться на ней, сперматозоид не попадет к икринке. Таким образом, любые изменения в оболочке должны приводить к быстрым изменениям лизина, содержащегося в сперме.

И действительно, лизин эволюционирует в ответ на изменения яйцеклетки. Однако сама яйцеклетка не приспосабливается к лизину. Оболочка икринок видоизменяется случайным образом, и лизину приходится успевать за этими изменениями. Удивительная история: лизин старательно эволюционирует, в то время как икра живет, как ей вздумается, бесстрастно глядя на его старания. Ключ к этой тайне лежит в природе икорной оболочки. Это сложная субстанция, настоящая мозаика из нескольких компонентов. Основная ее часть, к которой, собственно, и прикрепляется лизин, — гигантская молекула VERL (vetelline envelope receptor for lysin, или вителлиновый оболочечный рецептор лизина). Он состоит из элемента, повторяющегося 28 раз.

Повторяющиеся элементы часто становятся причинами генетических проблем. Представьте для примера ген, в последовательности которого одна или несколько букв генетического алфавита повторяются несколько раз подряд. Когда наступает необходимость копирования гена — к примеру, при создании яиц или сперматозоидов, — клеточный генетический копировальный аппарат скользит вдоль молекулы ДНК, копируя ген, как полагается. Все идет хорошо, пока аппарат не доходит до повторяющейся последовательности. В этот момент машина зачастую начинает сбиваться со счета, повторяя последовательность слишком большое или, напротив, недостаточное число раз. Это как если бы вы попытались переписать число 7878787878787878787 без помощи знаков пунктуации, не имея возможности вернуться назад и свериться с оригиналом. Действительно, в подобных случаях часто начинается хаос. Некоторые генетические болезни человека — к примеру, форма слабоумия, известная как болезнь Хантингтона — возникают из-за случайных ошибок в числе повторений.