О 5 конференции 10 апреля: многообразие секса у животных
Выкладываю далее в качестве отчетов план-конспекты НН к скайп-конференциям курса по сексологии. Конференция 5 - многообразие секса у животных.
Двигаясь вдоль рубежа Юма - крепче держитесь за поручни.
Традиционно считают, что половое размножение на нашей планете доминирует как более выгодное для эволюции. Вооружившись микроскопом, мы быстро убеждаемся, что масса живых организмов, хотя и не отказывается от секса как от обмена генами, размножаться предпочитает бесполым путём. Обыкновенная логика многим представителям естественных наук подсказывает, что бесполое размножение в разы продуктивнее полового. Однако распространённые стереотипы заставляют их искать доказательства обратного. Так не дОлжно быть! Опять же вооружившись микроскопом, убеждаемся, что так оно есть.
«Мамонты и динозавры размножались половым путём и все вымерли. Прокариоты размножаются бесполым путём и процветают до сих пор».
М.Бутовская
Так попробуем ответить на вопрос - почему у наиболее сложных организмов именно половое размножение стало главным. Точнее, как эволюция подхватила возможность сохранения стабильности воспроизводства сложных организмов (как одно-, так и многоклеточных эукариотов). Понятно, что чем сложнее организм, тем сложнее программа его построения. Чем сложнее система (в том числе и информационная), тем сложнее обеспечить надёжность. Эти законы хорошо известны в технике. Опять же у природы был почти миллиард лет от возникновения жизни до обнаружения преимуществ рейд-массива первого уровня. Дальше - проще. Принявшие копулятивный секс живые существа сохраняли при воспроизводстве достигнутые эволюцией усложнения. У всякой мелочи с коньюгатным сексом постоянно происходили различные мутационные изменения. Часть этих мутаций вообще была нежизнеспособна, но при такой бешеной скорости размножения и воспроизводства потери можно не считать. Также бешеной можно признать и изменчивость, только она не приводила к последовательному усложнению вида. За сутки в чашке Петри могут возникнуть новые виды бактерий, которые что-то приобрели, что-то потеряли. В целом же, как были прокариоты 4,5 миллиарда лет назад, так ими и остались, несмотря на постоянные мутации. Практикующие копулятивный секс эукариоты сохраняли прежние достижения, и на их основе строилось что-то новенькое, и шаг за шагом шла эволюция, постоянно увеличивая сложность.
В технике повышение надёжности путём дублирования систем известно давно. Там где очень важна надёжность, например, в космонавтике, принято дублирование не только на программном, но и на аппаратном уровне. Однако при всех преимуществах надёжности рейд-массивов первого уровня (NAS устройства), они распространены далеко не на всех компьютерах. Не говоря уже и о том, чтобы программно спаренные диски хранить в разных, отделённых друг от друга местах. Причина проста и понятна, это дополнительные усложнения, одним словом - дорого.
В природе даже среди многоклеточных организмов, не говоря уже о простейших, бесполое размножение делением и почкованием сохраняется до настоящего времени. А кроме затратности и усложнения самих организмов, практикующих половое размножение, возникли и ещё проблемы, скажем так, организационного характера.
Необходимо организовать встречу двух гамет от разных особей одного вида в нужное время и в нужном месте.
Одним из решений, найденных с помощью стохастической самоорганизации, стало то, что некоторые виды живых организмов, уже прошедших эволюционную фазу формирования полового, копулятивного размножения, всё же иногда стараются обойтись без полового партнёра. И размножаются либо путём самооплодотворения (гермафродиты), либо вообще практикуют однополое размножение (партеногенез).
Однако при значительном усложнении организмов точное воспроизводство всё более зависит от надёжности сохранении программы ДНК, которую может обеспечить половое размножение, и искать способы преодоления возникающих на этом пути препятствий (о них говорилось в 3-й лекции). Разные животные применяют для этого различную тактику. Так как эволюция в чём то похожа на храповой механизм, а её «память» подобна памяти очень старого человека (то, что с ним было в детстве, помнит, а что вчера - забыл), то нам досталось многое из того, что было на заре эволюции и, чтобы понять, всё это придётся повторить.
Стратегии обеспечения встреч двух гамет можно условно разделить на две категории: наружное оплодотворение и внутреннее.
Классическое наружное оплодотворение чаще бывает у живых существ, лишённых подвижности: подробно говорить о ветроопыляемых растениях мы не будем. Нам ближе животные типа коралловых полипов. Вероятность встречи двух гамет возрастает, если их одновременно (в одну и ту же ночь) выбрасывается много (очень много, вода становится сильно мутной). Однако большая часть гамет всё равно погибает, а те, что нашли друг друга - не факт, что образовавшаяся зигота найдёт укромный уголок на мелководье и даст начало новому коралловому рифу. Потому у кораллов основное размножение бесполое. Наружное оплодотворение встречается и у более сложных животных, даже у позвоночных. Только оно у них не такое простое и беззаботное, здесь никак без работы, сопряженной с нервной системой, и без сложных инстинктов не обходится.
Больше шансов естественный отбор оставляет тем особям, которые выберут лучшее время и место для нереста (в том числе безопасное от других хищников) и сумеют привлечь туда готового к спариванию (а не просто желающего кушать) партнёра. Далее необходимо по закреплённому инстинктами сигналу одновременно выметать икру (женские яйцеклетки) и мужские молоки (спермии).
Для примера рассмотрим спаривание лягушек.
В начале ежегодного периода размножения выжившие после зимовки животные озабочены поиском влажных мест: для наших лягушек это заболоченные, заросшие водной растительностью, берега спокойных рек и озёр. Также важно, что бы эти места хорошо прогревались, но не пересыхали. Приглашение партнёра к месту кладки осуществляется призывно-романтичными песнями (кто живёт у таких мест, в начале мая услышит эти песни). Для этого естественный отбор выбрал маленьким квакшам мощные резонаторы. По характеру песни ещё на расстоянии определяется принадлежность к своему виду. Одновременное метание икры и её оплодотворение начнётся только после того, как самец захватит самку в свои объятия: для этого у него на передних лапках есть специальные бугорки, которые в остальной жизни ему не нужны и являются для лягушек признаком пола. Всё это поведение генетически прописано в инстинктах и явно идёт вразрез с инстинктом самосохранения.
Не так просто икрометание и у рыб. У щук, к примеру, пищевой инстинкт настолько силён, что для них каннибализм - обычное дело. Опять естественный отбор сохранил только те виды щук, которые на время нереста теряют аппетит и просто перестают питаться. Найдя на подходящем мелководье адекватного партнёра, самец и самка осматривают друг друга. Потом сближаются вплотную и начинают буквально тереться. То есть оплодотворение во внешней среде всё равно требует плотного контакта двух особей.
Ещё более сложным становится половое поведение для видов, которые размножаются всего один раз в жизни.
Лосось практически всю жизнь проводит в море. Там он питается и растёт, но в конце жизни выходит к руслам рек, которые начинаются в горах, и с этого момента вся его биология меняется. Он перестаёт питаться. Даже форма челюстей меняется так, что он бы и если захотел, всё равно не смог бы ими есть. И начинается массовое перемещение рыб к местам нереста. Поражает упорство инстинкта, ведущего рыб к нерестилищу. Ряды подводных (акулы), воздушных (орлы) и наземных (медведи) хищников их не останавливают. В кульминационный момент самцы и самки трутся друг об друга, как бы синхронизируя момент оплодотворения. После чего мёртвая рыба просто скатывается вниз по течению. Весь процесс выполняется строго по генетической программе и другого шанса в случае сбоя не будет.
Программа поведения настолько надёжная, что её не останавливает движение тектонических плит и изменение формы материков. Атлантическая сардина ежегодно огромными косяками огибает мыс Доброй Надежды и движется на север вдоль восточного побережья Африки. По дороге она кормит собой пингвинов, бакланов и прочих морских птиц. В период миграции рыб не голодают акулы, дельфины и даже касатки. Местные рыбаки также с нетерпением ждут появления «зверя». Но самое интересное, что на севере Индийского океана эта массовая миграция заканчивается ничем. Однажды мутация, позволила сардинам размножаться в более раннем возрасте, ещё в Атлантике, а вот изменение географии материков лишило их древних мест нереста. Но сверхнадёжный генетически закодированный инстинкт последней миграции на нерест остался.
Вообще в природе много животных, для которых секс бывает только один раз в жизни. Типичный пример - бабочки-подёнки (несколько видов). Основная их жизнь - личинка и куколка. Имаго живёт только один световой день. И то не целиком, после спаривания откладывает яйца и погибает. В течение всей взрослой жизни насекомое не питается - у него нет даже ротового аппарата.
Среди членистоногих завершение индивидуальной жизни коитусом - явление довольно частое, и в это время инстинкт самосохранения не работает. Самцы богомолов и некоторых пауков - лишь наиболее яркие примеры. Немного времени проживёт и самец осьминога, после эякуляции его жизнь заканчивается.
Что думает такое животное, идя на смерть? Вероятно - ничего. Обычно у таких животных достаточно примитивная нервная система и думать им нечем. А разговор о том, как работают инстинкты - это тема другого анализа, и мы раскроем её в более поздних лекциях.
Двигаясь вдоль рубежа Юма - крепче держитесь за поручни.
Традиционно считают, что половое размножение на нашей планете доминирует как более выгодное для эволюции. Вооружившись микроскопом, мы быстро убеждаемся, что масса живых организмов, хотя и не отказывается от секса как от обмена генами, размножаться предпочитает бесполым путём. Обыкновенная логика многим представителям естественных наук подсказывает, что бесполое размножение в разы продуктивнее полового. Однако распространённые стереотипы заставляют их искать доказательства обратного. Так не дОлжно быть! Опять же вооружившись микроскопом, убеждаемся, что так оно есть.
«Мамонты и динозавры размножались половым путём и все вымерли. Прокариоты размножаются бесполым путём и процветают до сих пор».
М.Бутовская
Так попробуем ответить на вопрос - почему у наиболее сложных организмов именно половое размножение стало главным. Точнее, как эволюция подхватила возможность сохранения стабильности воспроизводства сложных организмов (как одно-, так и многоклеточных эукариотов). Понятно, что чем сложнее организм, тем сложнее программа его построения. Чем сложнее система (в том числе и информационная), тем сложнее обеспечить надёжность. Эти законы хорошо известны в технике. Опять же у природы был почти миллиард лет от возникновения жизни до обнаружения преимуществ рейд-массива первого уровня. Дальше - проще. Принявшие копулятивный секс живые существа сохраняли при воспроизводстве достигнутые эволюцией усложнения. У всякой мелочи с коньюгатным сексом постоянно происходили различные мутационные изменения. Часть этих мутаций вообще была нежизнеспособна, но при такой бешеной скорости размножения и воспроизводства потери можно не считать. Также бешеной можно признать и изменчивость, только она не приводила к последовательному усложнению вида. За сутки в чашке Петри могут возникнуть новые виды бактерий, которые что-то приобрели, что-то потеряли. В целом же, как были прокариоты 4,5 миллиарда лет назад, так ими и остались, несмотря на постоянные мутации. Практикующие копулятивный секс эукариоты сохраняли прежние достижения, и на их основе строилось что-то новенькое, и шаг за шагом шла эволюция, постоянно увеличивая сложность.
В технике повышение надёжности путём дублирования систем известно давно. Там где очень важна надёжность, например, в космонавтике, принято дублирование не только на программном, но и на аппаратном уровне. Однако при всех преимуществах надёжности рейд-массивов первого уровня (NAS устройства), они распространены далеко не на всех компьютерах. Не говоря уже и о том, чтобы программно спаренные диски хранить в разных, отделённых друг от друга местах. Причина проста и понятна, это дополнительные усложнения, одним словом - дорого.
В природе даже среди многоклеточных организмов, не говоря уже о простейших, бесполое размножение делением и почкованием сохраняется до настоящего времени. А кроме затратности и усложнения самих организмов, практикующих половое размножение, возникли и ещё проблемы, скажем так, организационного характера.
Необходимо организовать встречу двух гамет от разных особей одного вида в нужное время и в нужном месте.
Одним из решений, найденных с помощью стохастической самоорганизации, стало то, что некоторые виды живых организмов, уже прошедших эволюционную фазу формирования полового, копулятивного размножения, всё же иногда стараются обойтись без полового партнёра. И размножаются либо путём самооплодотворения (гермафродиты), либо вообще практикуют однополое размножение (партеногенез).
Однако при значительном усложнении организмов точное воспроизводство всё более зависит от надёжности сохранении программы ДНК, которую может обеспечить половое размножение, и искать способы преодоления возникающих на этом пути препятствий (о них говорилось в 3-й лекции). Разные животные применяют для этого различную тактику. Так как эволюция в чём то похожа на храповой механизм, а её «память» подобна памяти очень старого человека (то, что с ним было в детстве, помнит, а что вчера - забыл), то нам досталось многое из того, что было на заре эволюции и, чтобы понять, всё это придётся повторить.
Стратегии обеспечения встреч двух гамет можно условно разделить на две категории: наружное оплодотворение и внутреннее.
Классическое наружное оплодотворение чаще бывает у живых существ, лишённых подвижности: подробно говорить о ветроопыляемых растениях мы не будем. Нам ближе животные типа коралловых полипов. Вероятность встречи двух гамет возрастает, если их одновременно (в одну и ту же ночь) выбрасывается много (очень много, вода становится сильно мутной). Однако большая часть гамет всё равно погибает, а те, что нашли друг друга - не факт, что образовавшаяся зигота найдёт укромный уголок на мелководье и даст начало новому коралловому рифу. Потому у кораллов основное размножение бесполое. Наружное оплодотворение встречается и у более сложных животных, даже у позвоночных. Только оно у них не такое простое и беззаботное, здесь никак без работы, сопряженной с нервной системой, и без сложных инстинктов не обходится.
Больше шансов естественный отбор оставляет тем особям, которые выберут лучшее время и место для нереста (в том числе безопасное от других хищников) и сумеют привлечь туда готового к спариванию (а не просто желающего кушать) партнёра. Далее необходимо по закреплённому инстинктами сигналу одновременно выметать икру (женские яйцеклетки) и мужские молоки (спермии).
Для примера рассмотрим спаривание лягушек.
В начале ежегодного периода размножения выжившие после зимовки животные озабочены поиском влажных мест: для наших лягушек это заболоченные, заросшие водной растительностью, берега спокойных рек и озёр. Также важно, что бы эти места хорошо прогревались, но не пересыхали. Приглашение партнёра к месту кладки осуществляется призывно-романтичными песнями (кто живёт у таких мест, в начале мая услышит эти песни). Для этого естественный отбор выбрал маленьким квакшам мощные резонаторы. По характеру песни ещё на расстоянии определяется принадлежность к своему виду. Одновременное метание икры и её оплодотворение начнётся только после того, как самец захватит самку в свои объятия: для этого у него на передних лапках есть специальные бугорки, которые в остальной жизни ему не нужны и являются для лягушек признаком пола. Всё это поведение генетически прописано в инстинктах и явно идёт вразрез с инстинктом самосохранения.
Не так просто икрометание и у рыб. У щук, к примеру, пищевой инстинкт настолько силён, что для них каннибализм - обычное дело. Опять естественный отбор сохранил только те виды щук, которые на время нереста теряют аппетит и просто перестают питаться. Найдя на подходящем мелководье адекватного партнёра, самец и самка осматривают друг друга. Потом сближаются вплотную и начинают буквально тереться. То есть оплодотворение во внешней среде всё равно требует плотного контакта двух особей.
Ещё более сложным становится половое поведение для видов, которые размножаются всего один раз в жизни.
Лосось практически всю жизнь проводит в море. Там он питается и растёт, но в конце жизни выходит к руслам рек, которые начинаются в горах, и с этого момента вся его биология меняется. Он перестаёт питаться. Даже форма челюстей меняется так, что он бы и если захотел, всё равно не смог бы ими есть. И начинается массовое перемещение рыб к местам нереста. Поражает упорство инстинкта, ведущего рыб к нерестилищу. Ряды подводных (акулы), воздушных (орлы) и наземных (медведи) хищников их не останавливают. В кульминационный момент самцы и самки трутся друг об друга, как бы синхронизируя момент оплодотворения. После чего мёртвая рыба просто скатывается вниз по течению. Весь процесс выполняется строго по генетической программе и другого шанса в случае сбоя не будет.
Программа поведения настолько надёжная, что её не останавливает движение тектонических плит и изменение формы материков. Атлантическая сардина ежегодно огромными косяками огибает мыс Доброй Надежды и движется на север вдоль восточного побережья Африки. По дороге она кормит собой пингвинов, бакланов и прочих морских птиц. В период миграции рыб не голодают акулы, дельфины и даже касатки. Местные рыбаки также с нетерпением ждут появления «зверя». Но самое интересное, что на севере Индийского океана эта массовая миграция заканчивается ничем. Однажды мутация, позволила сардинам размножаться в более раннем возрасте, ещё в Атлантике, а вот изменение географии материков лишило их древних мест нереста. Но сверхнадёжный генетически закодированный инстинкт последней миграции на нерест остался.
Вообще в природе много животных, для которых секс бывает только один раз в жизни. Типичный пример - бабочки-подёнки (несколько видов). Основная их жизнь - личинка и куколка. Имаго живёт только один световой день. И то не целиком, после спаривания откладывает яйца и погибает. В течение всей взрослой жизни насекомое не питается - у него нет даже ротового аппарата.
Среди членистоногих завершение индивидуальной жизни коитусом - явление довольно частое, и в это время инстинкт самосохранения не работает. Самцы богомолов и некоторых пауков - лишь наиболее яркие примеры. Немного времени проживёт и самец осьминога, после эякуляции его жизнь заканчивается.
Что думает такое животное, идя на смерть? Вероятно - ничего. Обычно у таких животных достаточно примитивная нервная система и думать им нечем. А разговор о том, как работают инстинкты - это тема другого анализа, и мы раскроем её в более поздних лекциях.
- Как присоединиться к нашим конференциям
- Этот отчет можно обсудить в Мастер-классе - здесь (ссылка для участников, требуется авторизация)