Секс в океане, или Тайна зарождения жизни

Если ключ подошел, сперматозоид допускается в яйцеклетку и сливается с ней. Сам процесс для сперматозоида заканчивается взрывом боеголовки, несущей ДНК. Такова, видимо, судьба мужских половых органов – взрываться и что-нибудь исторгать на всех уровнях вплоть до клеточного. Взрывной волной генный материал заносится вглубь яйцеклетки. Это сразу запускает ее внутренние метаболические процессы на полные обороты – и более чем своевременно.

Через десятую долю секунды после проникновения сперматозоида яйцеклетка включает механизм защиты от проникновения других сперматозоидов: внешняя оболочка наэлектризовывается, что не позволяет им прилепливаться к ней. По сути, вокруг яйцеклетки создается силовое поле, непреодолимое для сперматозоидов. А секунд через десять после внедрения и слияния сперматозоида с яйцеклеткой последняя выставляет вместо временного электростатического надежный механический барьер в виде желеобразной мембраны вокруг себя, в котором увязают, не добравшись до цитоплазмы, головки следующих сперматозоидов. По мере утолщения и застывания защитной мембраны она перестает работать в режиме гибельного болота или липучки для мух, а начинает упруго отфутболивать сперматозоиды, давая им шанс поискать свободную икринку. Затем, когда сперматозоиды начинают отлетать от мембраны, как от стенки горох, вместо того чтобы увязать в ней, словно мошки в янтарной смоле, так называемая «оболочка оплодотворения» считается полностью сформировавшейся – и она же будет защищать эмбрион в процессе его развития.

На включение всех вышеописанных защитных механизмов уходят считанные секунды. А тем временем внутри начинка боеголовки сперматозоида добирается до ядра яйцеклетки, и происходит слияние мужской и женской ДНК, давая жизнь созданному по новому генному чертежу зародышу. Так и творится генетическое разнообразие одновременно с зачатием нового поколения. Описанная выше последовательность событий при слиянии сперматозоида с яйцеклеткой настолько фундаментальна и универсальна, что ничем, по сути говоря, не отличается у всех без исключения представителей животного мира: от морских ежей до нас самих.

Как видим, с переизбытком спермы организмы самок видов, размножающихся при помощи экстракорпорального оплодотворения, справляться умеют. Но как им быть в случае ее нехватки?

На клеточном уровне океан – место непредсказуемое. Скажем, вымечет самка икру в два приема с интервалом в несколько секунд – и первый помет подхватит течением и утянет в бездонную глубину, а второй попадет в такое густое облако молок, что там окажутся миллионы сперматозоидов. Вот такая незадача: первая партия яиц умрет неоплодотворенной, а вторая погибнет от полиспермии.

Как быть и что делать бедной самке в столь коварных и непредсказуемых внешних условиях?

Прежде чем искать решение вместе с обитателями океана, давайте учтем следующее: на суше перед самками жизнь подобных головоломных задач не ставит, поскольку фактор непредсказуемости отсутствует в принципе. Нам, сухопутным, проще: если сперма есть, то ее в достатке. Главная причина изобилия спермы в том, что ее выработка сопряжена с очень низкими энергозатратами по сравнению с выработкой яйцеклеток. Вот самцы и не жалеют ее, обильно выплескивая в самку ли, на нее ли, возле нее или на кладку яиц.

Такой дисбаланс является, кроме прочего, одной из движущих сил полового отбора, впервые описанного Дарвином, приводя к соперничеству самцов за самку на макроуровне и к конкуренции спермы за ограниченное число наличных яиц на клеточном уровне. Для победы в двух этих войнах, как мы уже обсуждали, самцы развивают в себе два вида вооружения – для соблазнения самок и для победы над соперниками. Но для нерестящихся «вразброс» видов, чьи самки и самцы попросту засевают спермой и яйцами огромную акваторию и никак не контролируют дальнейшую судьбу своих гамет, особям обоих полов приходится полагаться исключительно на случай^{232} во всём, что касается участи произведенных ими половых клеток. Несоответствие числа икринок числу сперматозоидов у видов с экстракорпоральным оплодотворением далеко не столь ярко выражено, как у видов с внутренним оплодотворением. Следовательно, и правила игры у них другие, равные в отношении обоих полов. Самцам не приходится вступать в открытую борьбу за самок, и по этой причине, в частности, у таких видов самцы и самки практически не различаются внешне. До начала нереста или до вскрытия любопытным ученым отличить морского ежа от морской ежихи просто невозможно.