Каждой твари — по паре: Секс ради выживания

Никто не знает доподлинно, каков ограничивающий фактор. Наиболее вероятно, что это связано с необходимостью контролировать случайные генетические элементы в цитоплазме. Дело в том, что, помимо обычных генов, находящихся в ядрах клеток большинство организмов обладают и другими генетическими элементами — к примеру, митохондриями или хлоропластами (Хлоропласты имеются в клетках растений и зеленых водорослей и занимаются переработкой солнечной энергии. Митохондры обнаруживаются практически во всех клетках, за исключением бактерий, и отвечают за метаболизм углеродных соединений.) Эти элементы содержатся в клеточной цитоплазме, иногда в огромных количествах. Их считают остатками бактерий бывших когда-то самостоятельными организмами. Когда-то в далекой древности, эти бактерии поселились в примитивных клетках, предоставляя им энергию за возможность пользоваться убежищем. Со временем они потеряли способность к самостоятельному существованию. У них сохранилось лишь несколько генов — так называемый остаточный геном. Однако, как вы понимаете, остатки тоже могут вызвать проблемы.

Неприятности, скорее всего, возникнут, если митохондрии и хлоропласты будут наследоваться от обоих родителей. Так митохондрии (или другие подобные образования) могут конкурировать друг с другом каким-нибудь вредным для организма способом. К примеру, митохондрии от одного из родителей могут попытаться изгнать своих конкурентов из половых клеток, а в результате и те и другие окажутся менее эффективными в своем главном деле — метаболизме. Самый простой способ избежать этого — обеспечить такой порядок вещей, при котором митохондрии (и хлоропласты, у кого они есть) наследуются только от одного из родителей.

Почему число полов при этом должно быть ограничено двумя? Суть в том, что, поскольку контроль над наследованием этих элементов чрезвычайно важен, самый простой способ их контролировать — сделать так, чтобы один из полов всегда передавал их потомкам, а другой никогда не делал этого. У целого ряда изогамных организмов есть механизм, отвечающий за то, чтобы эти элементы всегда передавались лишь от одного из родителей. К примеру, зеленые водоросли половые клетки двух типов — «плюс» и «минус». Клетки типа «плюс» передают потомству хлоропласты, клетки типа «минус» — митохондрии.

Есть еще одно косвенное доказательство того, что число полов ограничивается именно необходимостью контроля хлоропластов и митохондрий. Существует две группы организмов — грибы и одноклеточные инфузории, — которые размножаются не с помощью половых клеток, а путем обмена половинками клеточных ядер. (Эта система обладает удивительной способностью делать вас генетически идентичным с абсолютно посторонним существом — вас двое, и вы одинаковы, как однояйцовые близнецы.) Важно, что при подобном способе не происходит слияния цитоплазмы и этим видам не приходится регулировать наследование митохондрий. Не удивительно, что число полов у этих видов стремится практически к бесконечности: так, у розоватого бахромчатого гриба, растущего на стволах деревьев, насчитывается не менее 20 тысяч полов.

Итак, теперь ты понимаешь: исключительность слизевика вовсе не в избытке полов, а в том, что, имея большое их число, вы все-таки получаете цитоплазму от обоих родителей. Как у вас это получается? Быть может, ваши митохондрии лучше воспитаны, чем у других видов? Нет. Разгадка в том, что они все-таки наследуются лишь от одного из родителей. Ген matA контролирует передачу митохондрий от родителей. Существует целая иерархия вариантов: так, при слиянии клеток с вариантами генов matA12 и matA2 будут уничтожены митохондрии, полученные с matA12, а при слиянии matA12 и matAl пойдут под нож митохондрии последнего. Я понимаю, почему столь сложная система встречается так редко: попробуй заставить ее заработать. И поэтому я аплодирую слизевику, у которого это все-таки получилось.

Доктор Татьяна, здравствуйте!

Я, кажется, единственный представитель мужского пола всем своем виде зеленых пресноводных водорослей Chlamyе monas moewusii. Я вырабатываю маленькие, аккуратные noловые клетки, а у всех остальных они огромные и бесформенные. Однако быть единственным мужчиной тоже не сахар. Большие и неуклюжие половые клетки, похоже, могут сливаться друг с другом, так что я тут не особенно кому-то нужен; того, мне кажется, что мои половые клетки подвергаются дискриминации. Но это нечестно! Что же происходит?