Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности (fb2)

- Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности (пер. Зарема Айратовна Зарифова) 846K скачать: (fb2) - (epub) - (mobi) - Джон Лонг

Джон Лонг
Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности

John Long

Hung like an argentine duck. A journey back in time to the origins of sexual intimacy

* * *

Введение. Секс, смерть и эволюция

Великий английский поэт-романтик Перси Биши Шелли, возможно самый знаменитый лирик всех времен, отошел в мир иной 8 июля 1822 года при трагических обстоятельствах: неожиданно налетевший шторм потопил его шхуну «Дон Жуан», погубив вместе с ним и его любовника, Эдварда Элликера Уильямса, и юнгу Чарльза Вивьена. Два года спустя была опубликована его поэма «Шхуна в Серджо» – считается, что это дар Уильямсу. Поэтическая метафора оргазма в этой поэме – «волна, что… умерла той смертью, что лишь любовникам известна» почти схватывает смысл поэтической красоты явления оргазма. Метафора Шелли перекликается с французским выражением «маленькая смерть», которое воплощает мгновенное умирание всех смертных в момент оргазма. Смерть и секс связаны неразрывно.

В XVII веке любопытствующие и жадные до зрелищ люди регулярно наблюдали публичные казни через повешение. Не станем их осуждать: ведь ни газет, ни телевидения в те времена не было. Регулярные свидетели этого жуткого действа не могли не отметить, что последний миг повешенного часто сопровождался эрекцией. Часто наступала и эякуляция – обычно в следующий миг после смерти. Сравнительно недавно ученые выяснили, что недостаток кислорода в сосудах головного мозга стимулирует эротические ощущения. На сканах позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) наблюдался отток крови по направлению к специфической области мозга, которая управляет поведением. Дитер Вейтль, профессор Гессенского университета, с коллегами обнаружили изменение сознания во время оргазма – практически кратковременную его потерю, что и обусловливает эффект смерти в миниатюре.

Если добавить к этим нескольким случаям знаменитые эпизоды эротической асфиксии – когда партнеры удушали друг друга, чтобы ощутить наивысшую яркость оргазма, станет ясно, что методика работает.

Самый знаменитый, вероятно, случай оргазмической асфиксии связан с именем японки Сада Абэ. Ее слава взошла 18 мая 1936 года, когда она убила своего любовника Кишизо Исида, стянув его шею традиционным японским поясом оби. Эта смерть стала роковым повторением неоднократных оргазмических сессий, которые практиковала пара, затягивая пояса друг у друга на шее, чтобы увеличить интенсивность оргазма. Убив любовника, Абэ не удовлетворилась этим, а отсекла его пенис и тестикулы и носила их в своей сумке в течение трех дней, пока не была арестована. Вероятно, это покажется вам слишком уж диким и жестоким. Однако вся эта история демонстрирует нам, что мы, люди, обладаем сложной и очень разнообразной сексуальностью. В некоторых случаях в погоне за удовольствиями мы призываем на свою голову смерть, вроде того самца богомола, которому не жаль поплатиться жизнью за совокупление. Но в большинстве случаев такая вариативная сексуальность увеличивает видовое разнообразие популяции и расширяет генетический фонд.

Конечная связь между сексом и смертью – эволюция. Хотя эволюционный процесс сложен и извилист, по сути, это постепенная трансформация одного вида в другой с течением времени, включая адаптацию к эволюционным изменениям, чтобы развить внутренние изменения, приводящие к усилению эффективности репродукции. В теории эволюции Чарльза Дарвина просматривается идея «выживания самого приспособленного вида», хотя и он признавал сексуальную избирательность как важный фактор эволюции. Сегодня биологи-эволюционисты не сомневаются, что сложное репродуктивное поведение и физиология организмов изменялись таким образом, чтобы проходить промежуточные этапы. Великое разнообразие жизни на планете оценивается в диапазоне между 20 и 45 млн. видов; менее чем 5 % уже описаны (при этом 99 % всех видов – это в сумме насекомые, иные беспозвоночные, бактерии и другие микроорганизмы). Эта весьма успешная диверсификация жизни выработалась благодаря эффективным методам репродукции. Впервые жизнь появилась как самовоспроизводящиеся ленты ДНК около 3,8 млрд. лет тому назад. Она пришла в своем разнообразии форм к нам, людям, во всех наших обличиях и непостоянных формах.

У человека сложная и долгая история эволюции, и истоки она берет от многих начал. Я предпочитаю начать от первых позвоночных животных, появившихся где-то 500 млн. лет тому назад, и даже обсудить факт, что первая форма человеческого тела была заложена в рыбьем организме в девонской эре около 360 млн. лет тому назад. В то время большинство продвинутых позвоночных имели парные конечности в виде плавников, и развитые на то время рыбы имели многокамерное сердце, дышали воздухом и населяли землю. Тетраподы – позвоночные с развитыми конечностями. К ним относятся рептилии, амфибии, млекопитающие и птицы – все существа, когда-то имевшие четыре конечности. Впоследствии, в ходе эволюции, они могли терять часть конечностей, как амфибии и птицы, и даже все конечности, как змеи. Существующая форма тела при этом была более значима для эволюции, чем число конечностей.

Таким образом, в ходе происхождения млекопитающих от рептилий и приматов – у млекопитающих происходили лишь мелкие, в формате эволюции, изменения в некоторых костях и размерах. Род Homo, к которому мы все принадлежим, зародился в Африке 2,4 млн. лет назад; а современный человек – Homo sapiens – вероятно, насчитывает от 300 до 200 тысяч лет. На какой-то стадии все человечество в своем разнообразии сузилось до вариаций «бутылочного горлышка». Изучение ДНК (уникального живородящего блока всех живых существ) позволяет предположить, что около миллиона лет тому назад на всей планете жило не более 20 тысяч человекообразных существ, от которых и произошло все многомиллиардное человечество. Репродукция человека, вне сомнения, сыграла главную роль в успехе распространения человечества по земле.

Почти все, что мы знаем о сексе человека и животных, происходит от поведенческих особенностей и наблюдения; от анатомии и лабораторных исследований. Все животные связаны между собой посредством ДНК, так что изучение эволюции сексуального поведения представляет первостепенный интерес. Мы можем исследовать ДНК видов, чтобы сделать глобальные выводы, откуда произошли главные линии развития животных, как они эволюционировали одна в другую. Например, 98 % сходства ДНК человека и шимпанзе можно проследить помимо мутаций и приблизительно просчитать время, которое потребовалось человеку для формирования в особый вид. Сходство на молекулярном уровне означает, что около 6–7 млн. лет назад оба вида – шимпанзе и человек – произошли от одного общего предка. Для тестирования этого предположения нам нужны факты, а значит – ископаемые находки; радиометрическая датировка и описание их костей. Обычно в толще пород находят кости и отпечатки костей животных. В редких случаях остаются ткани, и уж в совсем удачных случаях ткани могут навести нас на реконструкцию поведенческих особенностей.

Идея этой книги пришла, когда группа палеонтологов раскопала исключительно редкие и удачные останки; мы получили «окошко» в развитие мира и даже смогли строить предположения о сексуальном поведении наших далеких предков. Используя свои исследования и исследования коллег, расплетая цепочку гипотез и теорий, открытий, как полевых, так и лабораторных, я получил возможность показать, как сексуальное поведение влияет на наше, позвоночных, развитие. Эти истории занимают первые семь глав книги, и, хотя книга во многом автобиографична, я попытался показать, как «делается» наука, как публикуются статьи, как обсуждаются теории.

В оставшихся главах я сделал обзор известных сведений о сексуальной анатомии и поведении ископаемых животных разных геологических эпох: от 560-миллионнолетней водоросли, 100-миллионнолетнего и 100-тонного динозавра до человека. Эта информация – не только следствие находок палеонтологов, она дается через соревнование спермы и биологию развития.

Термин «пенис» используется некоторыми биологами строго применительно к человеческому органу; но я в книге использую этот термин шире – чтобы показать эволюцию процесса передачи спермы от самца к самке. Конечно, строго научное наименование мужских органов (например, у насекомых и акул) также используется.

Информация о самом удивительном сексуальном поведении показывает широту и глубину его вариаций, позволяет рассуждать о том, как спаривались доисторические существа. И наконец, обзор разнообразия такого поведения позволяет сделать выводы не только об эволюции строения половых органов, но и о том, отчего сегодня существует такое их разнообразие. В классической книге Джереда Даймонда «Why Is Sex Fun?» делается сравнение между человеком и другими приматами (гориллами, шимпанзе, орангутангами). Даймонд убежден, что большинство особенностей сексуального поведения человека объясняется поведением наших предков, наблюдается и у них тоже; в частности, диктуется сигналами скрытой овуляции у самок. В последние годы факты необычного и нетрадиционного поведения приписывают только человеку, хотя они наблюдаются и у разнообразных видов животных. Начиная от пингвинов-геев, страусов-лесби, змей-некрофилов, оргий у ехидн и фелляции у летучих мышей, все было научно описано и приведено в статьях, а теперь – в этой книге.

Книга не претендует на полное описание всего спектра сексуального поведения; она фокусируется на научных предположениях о сексе у ископаемых животных и путях его эволюционирования до наших дней. Широта обзора сексуальных поведенческих особенностей животных в природе имела целью продемонстрировать немалое разнообразие форм спаривания и показать, как это привело к нынешнему богатству живых организмов. Таким образом, я постарался показать, что разрыв между поведением человека и животных не так велик, как хотелось бы думать некоторым людям.

И наконец, я надеюсь, что эта книга позволит понять еще одну чарующую перспективу нашей собственной эволюции. Особенно в части сексуальности. Как орел, парящий в вышине, смотрит вниз, так же и нам можно взглянуть, затаив дыхание от гигантского пространства, на весь эволюционный путь. И только взгляд с высоты может дать понимание того, какой гигантский шаг мы сделали от приматов, если проследовать назад, к истокам позвоночных животных. Совершенно не боясь заработать репутацию подглядывающего в замочную скважину, я предлагаю вам насладиться картиной.

Джон Лонг

Глава 1. Мачизм аргентинского селезня

Время – то, из чего я сотворен. Время – река, несущая меня вдаль, но и сам я река; это тигр, пожирающий меня, но и сам я этот тигр; огонь, который сжигает меня, но и сам я этот огонь.

Хорхе Луис Борхес

Самец аргентинской утки савки (Oxyura vittata) обладает пенисом длиной с само его тело. Самый длинный утиный пенис среднего по размерам селезня был 42,5 сантиметра. Этот факт установлен командой зоологов доктора Кевина Маккракена из аляскинского Института арктической биологии.

Пенис, имеющий форму штопора, считается самым длинным из известных, по отношению к длине тела, в мире позвоночных. Даже мощный синий кит длиной 30 метров, с длиной пениса 2,5 метра вне тела, не может сравниться с этой маленькой уткой (конечно же нужно иметь в виду, что есть определенные трудности в измерении пениса синего кита, тем более эрегированного. Пенис выходит наружу только в моменты спаривания, и найдется мало смельчаков, которые подплыли бы к паре китов в такой эмоциональный момент с рулеткой, в то самое время, как самец кита отчаянно пытается ввести свой огромный член в исполинское тело самки. Нет необходимости говорить, что эти цифры приблизительные, полученные наблюдателями, находившимися невдалеке).

Для информации в самом начале книги приведем важный факт: человеческий пенис (у 95 % мужчин, которые подверглись исследованию) имеет длину от 13 до 14 сантиметров, и наибольший размер пениса, когда-либо официально измеренный, составлял 34,3 сантиметра с окружностью 15,7 сантиметра. Весь ужас этого измерения взял на себя американский хирург и гинеколог доктор Роберт Латау Дикинсон (1861–1950). Он был не только талантливым хирургом и ученым, но и писателем-популяризатором науки, связанным с человеческим здоровьем. Он зарисовал и сделал скульптурные модели тех замечательных в своем роде органов человека, которые встречал в путешествиях по миру. Множество его работ хранится в Библиотеке Конгресса США. Но основная заслуга Дикинсона состоит в том, что он разработал и внедрил в практику стандартные гинекологические процедуры, которые стали рутинными, в том числе обрезание пуповины у новорожденных.

Он также был первым исследователем, подробно записывающим сексуальные истории своих пациентов, с истинным талантом рисовальщика делавшим по памяти зарисовки гениталий. За свою жизнь он зарисовал 5200 индивидуальных случаев, так что кому, как не ему, знать все вариации форм и размеров. Его отчет об измерении самого крупного пениса датируется 1900 годом (владелец неизвестен), так что можно не сомневаться, что это было истинное творение природы, а не искусственно увеличенный член.

По сути, людям принадлежит рекорд по размеру пениса среди антропоидов, так как у огромной гориллы пенис самца в эрегированном состоянии составляет всего 4 сантиметра, у орангутанга – немногим больше; но все же у шимпанзе – вдвое больше этого. Так что заявление «пенис как у гориллы» может восприниматься африканцами как оскорбление.

Делавшиеся ранее исследования гениталий у человекообразных обезьян продемонстрировали интереснейший результат: вариации размера и строения их семенников, а также насыщенность семенем весьма велики. Не удивительно, что размер имеет прямое отношение к частоте копуляции, а также к социальной иерархии. Профессор Роджер Шот из Университета Мельбурна опубликовал пионерную работу, показывавшую, что, хотя шимпанзе вчетверо мельче гориллы по весу, тестикулы самца шимпанзе вдвое тяжелее. Женские особи часто во время пика фертильности спариваются с более чем одним самцом; так что шимпанзе законом природы дано премиум-производство спермы для обеспечения процесса спаривания.

Подобные наблюдения над процессом и органами размножения формируют фундаментальное правило природы – оно наблюдается и у птиц, и у млекопитающих. Мы позже обсудим это в данной книге.

Итак, вернемся к замечательно оснащенной орудием размножения небольшой аргентинской утке савке. Зачем утке – из всех возможных существ – такой исполинский мужской орган размножения: самый длинный среди позвоночных? Ученый, сделавший открытие наидлиннейшего пениса в 2001 году, доктор Кевин Маккракен, обнаружил у предыдущего исследованного им самца савки орган длиной только 20 сантиметров, а вот еще один, на 17 сантиметров длиннее, стал научным сюрпризом. По предположениям авторов статьи, такой пенис может быть чем-то вроде петушиного хвоста, которым самцы пытаются впечатлить самку; самкам в таком случае отдается право выбора наилучшего самца. Подобным же образом самки аргентинской савки могут выбрать самцов с наидлиннейшим пенисом – который демонстрируется в доказательство наивысшей «самцовости». Тот самый сексуальный отбор, открытый Чарльзом Дарвином, мог в ходе эволюции привести самцов савки к максимальным демонстративным величинам пенисов.

До настоящего момента о сексе савки известно очень мало. Не может ли пенис селезня савки в момент соития травмировать самку? Маловероятно, хотя эти селезни обрели славу гуляк и донжуанов. Окончание пениса селезня мягкое и подобно кисточке, хотя по всей длине пенис покрыт острыми шипами. Кончик в виде кисточки может выполнять иную функцию, например, «выметать» из самки сперму предыдущего селезня; таким образом, оснастив каждого спаривающегося селезня кисточкой, природа дала ему в эволюционном соревновании шанс для передачи своих генов.

Вся сексуальная селекция может быть суммарно выражена в соотношении количество – качество. Самцы, у которых практически неограниченное количество спермы, стремятся осеменить столь много самок, сколько возможно; в то же время самкам, с весьма ограниченным количеством вырабатываемых яиц, остается только стремление заполучить наиболее качественную сперму.

В отличие от внешнего, вынесенного за пределы тела пениса млекопитающих, который превратился прямо-таки в средство спортивных состязаний у человека, пенис селезня – это выступ мягких тканей изнутри организма; он выходит в эрегированном состоянии из комбинированного анального и генитального отверстия, именуемого клоака (в переводе с латыни – «осеменитель»). Пенис эрегирует вследствие наполнения лимфой, а не кровью, как в случае с пенисом млекопитающих. Пенис уток имеет одну интересную особенность: он прямо-таки выбрасывается изнутри тела селезня.

В 2009 году Патрисия Бреннан и ее коллеги Крис Кларк и Ричард Прам из Йельского университета опубликовали в престижном научном журнале статью, которая взорвала научный мир. Их исследование касалось селезней мускусной утки (Cairina moschata), которую обычно выращивают на фермах из-за вкусного мяса, и в нем была описана скорость эякуляции мускусного селезня. Пенис его выходит из тела подобно гигантскому штопору. Первым шагом было исследование того, как профессиональные «дойщики семени» собирают сперму мускусного селезня для осеменения. Как только селезень «оседлает» утку, сборщик семени быстро сгоняет его – и собирает сперму в специальный стеклянный сосуд, сделанный по форме штопорообразного пениса селезня. Исследователи измерили длину эрегированного пениса в лабораторных условиях и обнаружили, что весь 20-сантиметровый пенис может высовываться из тела и полностью эрегировать всего за 0,348 секунды (около 150 километров в час).

Селезень мускусной утки, демонстрирующий свой рекордный пенис в развернутом состоянии, его «выстреливающая» скорость около 120 км/час (автор рисунка Джон Лонг)

Эксперимент показывает одно из самых удивительных отличий между пенисами млекопитающих и птиц и ставит вопрос: неужели пенис млекопитающих эволюционно развивался совсем по-другому, нежели у уток и других животных? Большинство зоологов в наши дни скажут вам, что да, отличия явственные. Еще более важно, что возникают вопросы: когда, где и почему впервые возникло спаривание путем копуляции? Если поразмышлять над этой темой, то идея, что самец какого-то древнего архаичного животного вздумал поместить часть своего тела в весьма деликатную часть тела самки – да еще додумался эякулировать туда же, кажется весьма и весьма странной и причудливой. Эволюция интимного секса, таким образом, ставит множество интересных научных вопросов, как поведенческих, так и физиологических.

Для того чтобы исследовать эти вопросы, у нас есть два главных источника информации. Во-первых, наблюдения над миром животных, над их спариванием, а также над относительным уровнем успешности – и удобства – этого процесса. Во-вторых, у нас имеются отчеты по полезным ископаемым прошлого планеты. История обычно показывает нам научную интерпретацию древних костей, растений и отпечатков графически, например, в двух ископаемых акулах из Монтаны, датированных 330 млн. лет назад. В отпечатках явственно видно, как самка, демонстрируя готовность к спариванию, покусывает большой свисающий головной плавник самца.

Если бы в свое время кто-то сказал мне, что я стану экспертом по эволюции интимного секса, я бы принялся смеяться или яростно отрицать подобную перспективу. Но к моменту окончания работы над этой книгой я со своей командой опубликовал серию статей по результатам открытий, которые мы сделали за прошедшие 25 лет. Эти открытия позволили приподнять завесу тайны над интимным копулятивным актом у наших давних предков – да и сложной структурой первых мужских органов размножения заодно. Роль этих открытий в понимании нашей собственной эволюции в самом деле значительна; однако наиболее интригующая часть работы – показать, как именно мужские органы размножения эволюционировали сквозь века, и как мы сумели выяснить это посредством серии необычных открытий ископаемого мира.

Нам пришлось совершить поистине странные поступки; мы будто посмотрели первое в истории позвоночных порно; мы весьма серьезно и весомо говорили с музейными сотрудниками обо всех этих странных предметах.

Первое открытие в распространенной серии других, последовавших за ним, относится к 1983 году, когда я, студент-палеонтолог, работал над своей диссертацией в Мельбурнском университете. Меня очаровала одна небольшая зверушка, вернее, рыбка, покрытая щитковыми пластинками, называемая плакодерма, что означает «кожа с пластинами», ведь толстые костяные пластины и в самом деле покрывают голову и туловище этого существа. Весьма кстати в университете имелись превосходно препарированные образцы этих ископаемых рыб, и многие из них не были представлены в группе плакодерм, именуемой «филлолепиды», что означает «листик», наименование понятное, поскольку их пластины тонкие и широкие, и это прямое свидетельство того, что рыбы были плоскотелые – вроде нашей нынешней камбалы. Анатомические черты, такие как челюсти, а также область хвостового плавника, можно было впервые в науке подробно исследовать – ведь сама группа была весьма загадочна. Материал представлял собой новый род, который я назвал Austrophyllolepis – астрофиллолеписами. До этого была известна лишь одна подобная группа – Phyllolepis, причем она, главным образом, была представлена в Северном полушарии, особенно в Шотландии, Восточной Гренландии, Северной Америке, России и Европе. Этим и объясняется мой выбор названия для новооткрытой группы: южные филлолеписы. Хотя в то время я подозревал, что брюшной плавник астрофиллолеписов может иметь отношение к сфере репродукции, у меня не было статистических доказательств, чтобы продвигаться в изучении далее, ведь в моем распоряжении имелось всего несколько хороших образцов. Затем, в августе 1986 года, я возглавил экспедицию к знаменитым теперь геологическим обнажениям Гоугоу в Западной Австралии, и там были сделаны первые большие открытия в палеонтологии рыб, которые позже стали огромным вкладом в изучение размножения позвоночных.

В то время я был молод – всего 29 лет – и очень энергичен, лишь несколько лет прошло после окончания университета, и мне хотелось утвердиться в мире палеонтологии. Обычно это делается так: некто возглавляет экспедицию в некий дальний и опасный уголок мира в надежде отыскать что-то огромное и важное, вроде открытия гробницы Тутанхамона Говардом Картером или минойской цивилизации на Крите – Артуром Эвансом. Но если бы мне не выпал шанс отправиться в весьма прозаическую, на первый взгляд, экспедицию, я никогда не узнал бы счастья одного из крупных открытий в палеонтологии за последние 20 лет.

Научная станция Гоугоу находится возле крошечного острова в регионе Кимберлийских гор, в четырех часах езды к северу от Перта. Типичные для этого региона травянистые выгоны окружены живописными известковыми горами. А когда-то эти теперь пустынные огромные территории (протяженностью около 100 километров) были покрытым водорослями рифом, населенным многочисленными обитателями теплых экваториальных морей. Мириады первобытных рыб, кораллов, губок и моллюсков, древние спиралевидные животные, гониатиты; двустворчатые панцирные – в отличие от современных моллюсков, у которых сегменты как кольца у лука. Сегодня мы можем найти там хорошо сохранившиеся останки рыб и ракообразных, заключенных в окаменевшие конкреции известняка, подстилающего долину.

Первые научные экспедиции в эти места были организованы Музеем естественной истории Лондона, Западно-Австралийским музеем и Музеем Глазго в 1963 и 1967 годах, затем они повторились в 1970-х годах.

Мне и моей команде в первой экспедиции 1986 года понадобилась целая неделя, прежде чем мы нашли что-то стоящее. Лишь одна из тысячи конкреций содержит ископаемых рыб, и, когда открываешь конкрецию, необходимо склеить кости рыб; затем их изучат в лаборатории. От нас требовалось расколоть конкреции небольшим молоточком, чтобы посмотреть, какие спрятаны внутри ископаемые; но довольно скоро мы обнаружили, что почти все они – пустые. Ученые переживают те же спады и подъемы эмоций, что и артисты; и на какой-то стадии их посещают мысли о тщете усилий и полном провале. Добавьте к этому многочисленные неудачи с арендой авто, два случая, когда у нас полностью отказала радиосвязь и когда мы заблудились и прошли по пустыне около 15 километров, чтобы вытащить нашу увязшую машину (помню, нас преследовала голодная динго). Жизнь вовсе не казалась прекрасной в те моменты.

Проведя неделю под горячим кимберлийским солнцем, мы наконец-то нашли пропущенные предшественниками сокровища. Помню величайшее возбуждение того времени, когда каждый день добавлял необычные, потенциально новые виды. К концу нашей экспедиции мы нашли более 150 рыб и множество панцирных, однако главные открытия были еще впереди, и они случились благодаря хорошей консервации. Большинство ископаемых рыб такого возраста (около 380 млн. лет) двумерны, они сдавлены между пластами сланцев. Однако скелеты рыб Гоугоу были заключены в конкреции известняка, поэтому оказались трехмерными. Удачно найденная методика «готовит» кости рыб путем растворения известняка слабым раствором кислоты. Этот метод позволяет медленно и осторожно удалять известняк, оставляя кости в превосходной форме – примерно так же на тарелке остаются кости цыпленка после того, как вы съели мясо. После обнажения костей скелета их укрепляют специальным клеем на основе пластика, а затем вновь помещают в кислотную ванночку, пока не растворится весь вмещающий известняк и не останется только превосходный трехмерный скелет. В некоторых случаях у нас остается цельный рыбий скелет, заключенный в два слоя эпоксидки или акрила, в то время как порода растворилась.

Вернувшись с полевых работ, я испытывал большой эмоциональный подъем, обрабатывая новые образцы ископаемых, описывая те из них, которые был способен определить сразу же. Наиболее распространенных ископаемых рыб – плакодерм – мы нашли в изобилии. Эти рыбы в ту геологическую эпоху царили в океанах, реках и озерах; и на протяжении 70 млн. лет они были доминирующими позвоночными на планете, хотя ныне о них мало кто слышал. Плакодермы обычно считаются примитивными, находящимися в основании древа эволюции всех челюстных позвоночных (где человек – на вершине). Они более примитивны, чем акулы и костные рыбы, которые сегодня составляют основную часть рыб, кроме нескольких видов бесчелюстных миног и миксин.

Одна из этих ископаемых рыб была длиной 10 сантиметров и сохранилась как две половинки с каждой стороны закругленной конкреции. Во время сбора образцов я лишь мельком взглянул на нее и навесил этикетку с надписью маркером «палеонискоид», а это древний вид рыб с лучеобразными плавниками (такие составляют основное большинство ныне живущих рыб, это, например, лосось, золотая рыбка – карась и марлин, у всех них имеются костные лучи, поддерживающие плавники). Вернувшись в лабораторию, я внимательно рассмотрел находку и определил, что это оказалась необычной формы рыба-плакодерма. Каждый обнажившийся фрагмент рыбьего скелета я поместил в эпоксидную смолу, препарировав кости и освободив их от породы, обеспечив, чтобы они оставались закрепленными в пластике и видными с двух сторон.

Казалось, что это – одна из уже описанных в науке птиктодонтид Ctenurella gardineri. Образцы этой рыбы и ранее находили на Гоугоу, и первоначально их изучил мой коллега Гэвин Янг как часть своей докторской работы в середине 1970-х, а затем описание опубликовал его шеф, Роджер Майлз, в 1977 году. Так что детальное изучение этих рыб не было приоритетным для меня. Я отложил эти образцы и не обращал на них внимания вплоть до лета 1995 года, то есть на протяжении 10 лет.

В то лето мне повезло провести четыре месяца в Париже и Музее естественной истории, что расположен в красивейшем Жардин де Плантэ – Ботаническом саду. Я работал в кабинете, хозяином которого раньше был знаменитый французский палеонтолог и монах отец Тайяар де Шарден, один из героев моего детства. Ежедневно я делал интереснейшие новые открытия в пыльных коллекциях цокольного этажа музея и вел интереснейшие для меня дискуссии с экспертами-палеонтологами Филиппом Жанвье, Дэниелом Жужэ и Арвэ Левьером. Это был мой звездный период.

Работая в музее, я имел возможность изучать прекрасно сохраненные образцы из Германии, которые также были наименованы Ctenurella. Они принадлежали к первому набору ископаемых, которые были маркированы этим родовым именем, и у некоторых даже сохранились череп и челюсти. Изучая эти образцы, я вскоре понял, что в первоначальной публикации с их описанием, сделанной еще в начале 1960-х норвежским палеонтологом Тором Орвигом, была сделана фундаментальная ошибка в определении реставрированной кости черепной коробки. А это означает, что мои австралийские образцы из Гоугоу, тоже маркированные как Ctenurella, фактически были совершенно иными. Для меня это стало совершенным откровением, ведь это означало, что мои образцы не могли по праву принадлежать к новооткрытому виду. Поэтому, ревизовав свои данные по уже предварительно описанным образцам с Гоугоу, я переименовал их в новый род «южные птиктодонтиды» – астроптиктодонтиды.

В своей статье я привел данные по изучению нового рода, представителя которого я описал еще в 1986 году и подготовил образец, вмонтированный в два слоя смолы.

После публикации статьи во французском музейном журнале Geodiversitas 1997 года я обратился к иным, более срочным, проектам и практически забыл о статье и образце. Но, работая куратором отдела палеонтологии позвоночных в Перте, я поместил его в экспозицию постоянной выставки «Сокровища палеонтологии динозавров».

Тогда я не подозревал, что этот крошечный образец через 10 лет вновь возникнет в моей работе и перевернет мою карьеру.

Глава 2. Мать всех ископаемых

Прошлой ночью я размышлял над тем, что заставляет человека делать открытия; и самая сложная научная проблема – именно этот вопрос.

Чарльз Дарвин

В конце 2004 года, после 15 лет государственной службы, я оставил свой пост куратора палеонтологии позвоночных в Западно-Австралийском музее, чтобы стать директором по науке в Музее Мельбурна, на родине. В середине 2005 года, получив грант на исследования от Австралийского совета по науке, мы смогли организовать новую успешную экспедицию в район Гоугоу и привезти фантастические новые останки ископаемых для изучения.

Я хорошо помню день 7 июля 2005 года, когда мы обнаружили новую крошечную ископаемую рыбу. День был жарким и солнечным. Мой коллега Линдси Хэтчер работал в 50 метрах от меня, внимательно «прочесывая» ископаемые останки. Линдси был моим верным спутником во многих экспедициях в Западной Австралии. Линдси отколол кусок породы молотком, и на солнце сразу же сверкнула белая кость. Он позвал меня, чтобы вместе рассмотреть найденное им через лупу.

«Это плакодерма», – сказал я, и он завернул находку в газету, наклеил этикетку и упаковал. У костра в тот же вечер я добавил к найденной рыбе дату, код, обозначавший место находки, и номер – так мы делали с каждой ископаемой находкой, собранной в этом месте. Ничего необычного. Мы не могли придать особого значения этой находке, пока спустя два года не препарировали найденное из породы. В палеонтологической лаборатории музея находка обрела уже счастливый номер открытия.

Так случилось, что именно в ноябре 2007 года впервые за 375 млн. лет содержимое этого куска породы увидело свет. Препарированная рыбка лежала в коробке в виде кучки тонких крошечных костей. Поняв важность этого образца, поскольку он полностью сохранил головную часть и череп, я пригласил коллегу доктора Кейт Тринаджстик из Университета Западной Австралии, чтобы описать образец вместе. Мы поочередно менялись местами, разглядывая подробности в микроскоп, вглядываясь в этот странный и прекрасно сохранившийся ископаемый скелет, срисовывали его подробности, измеряли детали.

Уникальный рисунок костей черепа говорил о том, что это новый род и новый вид. Род – термин, обозначающий группу близкородственных видов, например, у млекопитающих львы, тигры и ягуары – и все подобные животные – принадлежат роду Пантера, но представляют разные виды (Panthera leo – это лев; P. tigris – тигр; P. onca – ягуар). Каждый вид может быть определен по отчетливым морфологическим признакам, по поведению и составу генов и по ДНК. В палеонтологии, как в ботанике и зоологии, открытие новых видов или родов всегда представляет значительный момент, достойный того, чтобы это отметить – открытие расширяет биоразнообразие планеты. К тому же именно вам принадлежит честь нового имени, которое останется в научной литературе навсегда. Таким образом, это означает, что вы проделали хорошую работу.

Этот образец принадлежал к группе птиктодонтид. Эти крошечные рыбки обладали невероятно мощными челюстями, состоявшими из четырех больших зубных пластин, двух верхних и двух нижних, которые в действии соединяются, будто массивные щипцы. Существует догадка, что большинство рыб этой группы питались моллюсками с твердыми панцирями, беспанцирными улитками и другими существами с твердыми покровами. Наши образцы обладали черепом, челюстями и туловищем, полностью сохранившимися – так же как и разделом позвоночника, заканчивавшимся хвостом. Менее дюжины этих рыбок было описано во всем мире; описания происходили от достаточно хорошо сохранившихся остатков, так что наши практически не тронутые разрушением останки обещали дать много новой информации об анатомии рыб в целом и об эволюционной позиции группы.

Я препарировал этот образец лично, когда техник-препаратор Дэвид Пикеринг, уже начавший работу, привлек мое внимание к факту, что эта рыбка – особая, со многими нетронутыми костями. Поскольку у нас были сотни образцов, ожидавших препарирования, Дэвид был вечно занят очередной группой рыб с Гоугоу, которые предварительно вымокали в кислотных ваннах. Время от времени я брал важный образец и препарировал его в моей маленькой лаборатории, расположенной в главном здании музея, вдали от палеонтологических лабораторий. Это также предоставило мне возможность сфотографировать образец в такой стадии препарирования, которая точно показала бы расположение костей.

Уксусная кислота, используемая для препарирования ископаемых останков, достаточно рядовой химикат; мы обычно употребляем ее в виде пищевого уксуса концентрацией 4 %. Гари Тумбс из Музея естественной истории в Лондоне обнаружил в 1950-х годах, что кости можно отделить от известковой породы, поместив в слабый раствор муравьиной кислоты, поскольку кость состоит из фосфорного минерала, гидроксид-апатита, который не растворяется в таких слабых кислотах. Кислота разъедает известняк породы – но не повреждает кости. Процесс препарирования происходит в течение двух месяцев, прежде чем весь скелет окончательно освободится от породы. Затем кости собирают вместе с использованием клея на ацетоновой основе – такой клей растворим, что позволяет разобрать кости позже при необходимости. Весь процесс напоминает сборку авиационных моделей. Сама работа творческая и приносит удовлетворение: ведь кости скелета, как правило, представляют собой идеальный сборный конструктор, даже если пролежали в породе 380 млн. лет! Гоугоу – одно из мест на земле, где вы можете найти себе такой конструктор из ископаемых, а легкость извлечения из породы обусловлена хорошо растворимым известковым составом.

Итак, в ноябре 2007 года, около трех часов пополудни, мы завершили осмотр большинства крупных костей ископаемого скелета – оставалась работа по описанию хвоста. Хвост был частично включен в небольшой кусок породы, с несколькими крошечными элементами позвоночника, и его оставили там специально, ибо изучать хвост собранным легче, нежели в виде кучки хрупких косточек. Хвост – обычно кропотливая и нудная работа, однако необходимая для завершения научного описания. Поэтому не удивительно, что наши с помощником устремления касались более интересных участков работы.

Кейт в это же время была занята поисками имени для новой рыбы. Я предложил назвать ее в честь профессора Курта Тайчерта, знаменитого немецкого геолога, который впервые открыл «месторождение» ископаемых останков в Гоугоу в 1940 году. Наименование тайчертодус, что в переводе значит «зуб Тайчерта» и, по моей мысли, должно было вызвать ассоциации с мощными зубными пластинами рыбки, показалось нам подходящим. И мы тут же приступили к подписям под всеми фотографиями и всеми описаниями, используя это предварительное таксономическое имя. (В науке любой новый таксон – вида или рода – не становится официально принятым, пока не опубликована научная статья.)

Тем временем, разглядывая в микроскоп хвостик рыбки, я понял, что неточно подсчитал все позвонки хвоста, да и все косточки, связанные с плавниками, которые не в силах был разглядеть.

Я предложил Кейт рискнуть и вновь поместить скелет в кислоту, поскольку это был весьма многообещающий образец, только уже не более чем на час и в очень слабый раствор – 3–5 %, а затем попытаться снять очень тонкий слой породы с косточек. После того как мы поместили образец в кювету в зоологической лаборатории и отмерили необходимую дозу уксусной кислоты, смешанной с водой, я попытался замедлить процесс растворения, чтобы не утерять ни единого фрагмента хрупких косточек в пузырях, поднимающихся вверх в результате химической реакции. Крошечные пузырьки устремлялись к поверхности, в то время как кислота растворяла породу.

Прошло несколько часов, мы шутили над «большим открытием», обещанным нам этой крошечной рыбкой. Обладая теперь одним из самых лучших образцов сохранившихся черепов из всех раскопанных птиктодонтид, я пребывал в оптимистическом ожидании чего-то восхитительного от близкой связи нашей рыбки с ранними акулами или костными рыбами, двумя главными ныне живущими группами рыб.

Происхождение и взаимосвязь плакодерм, группы рыб, которые полностью вымерли 355 млн. лет назад, все еще активно обсуждались в ученом мире. Появились четыре главные гипотезы. Плакодермы являлись: 1) близкородственными к акулам или их же родственникам – хрящевым рыбам; 2) либо близкородственными костным рыбам; 3) либо примитивной древней группой – предком акул и костных рыб. Согласно четвертой гипотезе, это – искусственно сгруппированные члены рыбьего сообщества, близкие по происхождению к акулам, и другие, которые произошли раньше, чем акулы и костные рыбы.

Эта последняя идея подразумевает, что рыбы, именуемые плакодермы (класс животных вроде класса Птицы и Млекопитающие) – вовсе не одна группа существ, созданная природой по подобию.

Эволюционное древо рыб и высших позвоночных. Плакодермы на сегодняшний день считаются прародителями всех челюстных животных

Мы пустились в рассуждения, как именно этот образец поможет нам разгадать тайну плакодерм, если череп рыбки даст информацию, никогда ранее не познанную анатомией. Эта новая информация поможет узнать, связаны ли плакодермы друг с другом более тесно, чем другие группы рыб. Мы собирались уже написать статью об этом в один из престижных научных журналов.

По прошествии часа я вернулся в лабораторию, чтобы извлечь ископаемый скелет из слабого раствора кислоты. Свежеотмытые кости были столь хрупкими, что я очень-очень осторожно промыл останки в медленной проточной воде, а потом отнес в свой кабинет и поместил под микроскоп. Область хвоста сохранилась великолепно, и я отсканировал ее, предвкушая новости. Большинство рыб имеют в передней части плавники, называемые пекторалями, и пару задних плавников – брюшные плавники. Как мы и ожидали, наш хвост продемонстрировал секцию крошечных костей, начинавшихся от позвоночника (эквивалент грудного раздела) и продолжающихся к началу хвостового плавника. Но затем я заметил еще кое-что: сразу за большими взрослыми костями скелета туловища прослеживались едва видные причудливо переплетенные двойные структуры, будто минерализованные веревки, оборачивавшие крошечные кости.

Моей первой мыслью было: мы имеем дело с чем-то или кем-то, кого птиктодонтида съела в самый последний момент перед смертью, поскольку явственно прослеживался чужой скелет внутри нашей рыбы. Затем я увидел две пары челюстей – нижнюю и верхнюю – все еще в движении, и они были частью крошечного рыбьего скелета. Челюсти были составлены из четырех зубных пластин, что показывало: это еще одна птиктодонтида. Это и помогло мне распознать в пучке крошечных костей возле челюстей полное, только крошечное подобие нашей «взрослой» рыбины.

Около минуты я был ошеломлен – а затем будто бриллиант мысли бросили в мой мыслительный аппарат. Это была та самая «Эврика!» – момент, который мечтает испытать хоть раз в жизни каждый истинный ученый.

Я в ажиотаже восторга позвал Кейт, работавшую за соседним столом: «Послушай, наша статья – в кармане. Тут зародыш внутри материнского организма». Это был не в полном смысле зародыш, но определенно самый древний позвоночный эмбрион, который когда-либо был открыт, и – вне всяких сомнений – наиболее хорошо сохранившийся эмбрион, когда-либо найденный!

Кейт ринулась к микроскопу. Она смотрела в него минуту – другую, а затем согласилась со мной, что нами обнаружен крошечный эмбрион. Но, несмотря на восторг, решила сыграть «адвоката дьявола» и попросила меня доказать тут же, что мы имеем дело не с еще не окончательно переваренной жертвой внутри скелета – с пищей внутри хищника. Слегка помучив себя поисками доказательств, я ответил – и Кейт сразу же согласилась, – что зубные пластины совершенно специфичные для этого вида плакодерм, что есть надежнейшее доказательство принадлежности и большой рыбы, и «жертвы» к одному виду. Доказательство было усилено особой формой некоторых из изолированных костных пластин головы и туловища, почти что миниатюрных копий скелета взрослой рыбины. Надо добавить, что у близкородственного вида тех же птиктодонтид была совсем иная форма пластин. Кратко говоря, морфология зубных пластин, и головы, и туловища у эмбриона более или менее соответствовала пластинам материнского туловища, если брать в расчет некоторые вариации, объяснимые разными стадиями взросления.

– Ну а что, если это рыба-каннибал? – предположила Кейт.

– Хороший вопрос, – парировал я.

Мы еще раз взглянули на скелет и увидели, каким особенным образом маленький скелет был прикреплен к тому месту туловища большого скелета, где должны были быть яйцеклетки. Кишечный отдел у любой рыбы должен быть расположен ближе к нижней части ископаемого, и наш образец крошечных костей не там был найден.

Кейт отметила, что внешний вид тонких костей так скульптурно вырисован, что это предполагает хорошую сохранность костей, и ни одна из них не повреждена никаким образом, который мог бы быть заметен глазу. Если маленькая рыба была бы съедена, стоило бы ожидать явного повреждения в процессе потребления (разжевывания зубами), неизбежно также разъедание костей пищеварительными соками. Ничего такого не наблюдалось у нашего небольшого образца; я уже в умилении начал называть его «моя дорогая рыбка».

К тому времени мы были абсолютно уверены в том, что у нас теперь имеется ископаемый эмбрион, однако понятия не имели, что за странные веревочные структуры обвиты вокруг нашей находки. Кейт отобрала небольшой кусок структуры и поместила его во флакон, чтобы по возвращении в Перт поместить уже под окуляр сканирующего электронного микроскопа для детального изучения.

Мы решили, что находка наша столь важна, что стоит поместить ее вновь в раствор слабой кислоты и еще раз взглянуть на эмбрион. Мы вновь повторили процедуру и затем тщательно проверили образец – пока не изучили кости эмбриона во всех позициях. Надо отметить, что работенка была не из простых: никто не знал, как поведут себя столь тонкие, хрупкие косточки, будучи впервые извлечены на свет божий. Я пытался не потерять ни одного фрагмента, работая тонкой кисточкой.

В ту ночь мы с Кейт и Хизер, моей женой, распили великолепное французское шампанское за нашу рыбу-мать и ее замечательного детеныша возрастом 375 млн. лет. Это была самая замечательная находка за все мои 30 лет экспедиций, так что мы понимали, как важно до поры держать ее в секрете как от прессы, так и от коллег, всегда готовых накинуться на новую находку в науке. (Правила предоставления публикаций исчерпывающе ясны: статья не будет принята в научный журнал, если уже получила внимание прессы.)

Быстрый просмотр научной литературы по теме подтвердил, что, кроме находки плода акулоподобной рыбы (без останков матери) в породе, датированной около 320 млн. лет назад, из штата Монтана, США, самым древним эмбрионом любого позвоночного из геологического периода триаса был эмбрион, датированный 220 млн. лет назад; а также детеныш ихтиозавра (дельфиноподобное позвоночное), датированный 160 млн. лет назад, найденный в Германии. Несколько сот эмбрионов обрели покой в коллекциях Европы и Британии. Некоторые находились внутри материнского тела, другие были найдены окаменелыми в момент абортации матки – вероятнее всего, в результате травмы матери или ее случайной смерти.

Ископаемые эмбрионы акулы Монтаны, длиной около 4 миллиметров, были ранее названы Delphydontos моим коллегой доктором Ричардом Лундом, об этих находках писал журнал Science в 1980-м, и это были самые древние находки, датированные около 320 млн. лет назад. Эти крошечные рыбки были или новорожденными, или абортированными эмбрионами, но поскольку матери не были найдены, то они же могли считаться эмбрионами из икры. Мы же поставили рекорд: мы обнаружили старейший, вполне оформленный эмбрион позвоночного!

Спустя неделю после нашего открытия мне позвонила Кейт, которая поместила-таки нашу неясную веретенообразную находку под мощный микроскоп. Поставив увеличение в несколько тысяч, она посмотрела на «веретено» под разными углами. В телефон она произнесла несколько раз слова, которые заставили меня глупо улыбаться, а мои колени задрожать: «Пуповина». Это была пуповинная «веревочная» нить.

«Джон, – продолжала Кейт, – это ископаемая пуповина, которая, скорее всего, вела к яичному мешку».

«Но как мы это сможем доказать?» – возразил я.

«А вот как, – отвечала Кейт, – я определила целый набор признаков, по которым выходит, что это – питающая структура. У нее есть поры и полости в виде везикул для переноса жидкости; небольшие шрамы в местах соединения – так называемые «аппендикулы». Плюс ко всему – наружный эпителий поверх пористого слоя. Итого, у нас четыре отчетливых признака, что мы нашли пуповину, аналогичную той, что находят у некоторых современных акул».

Я молчал, ошеломленный. Мы не только открыли новый род и виды, принадлежащие к совершенно исчезнувшему классу животных (плакодермы), но открыли и хорошо сохранившегося эмбриона, кости которого находились внутри тела матери. Теперь у нас было ископаемое, единственное из найденных с материнскими питающими структурами, сохраненными в хорошем виде. В породе сохранилось даже углубление вблизи оконечности пуповины, наполненное желтыми кристаллами кальцита. Мы предположили, что это углубление было когда-то желточным мешком, который, естественно, сгнил, оставив после себя органические кальцитовые отложения.

Но самое потрясающее открытие ждало нас месяцем позже – когда мы собрались, чтобы написать статью, преподносящую наше открытие миру. Мы позвали в команду доктора Гэвина Янга, известнейшего в мире эксперта по рыбам-плакодермам из Университета Канберры, и доктора Тима Сендена, ученого, известного своими прикладными исследованиями в области электронной микроскопии, и химика. Они должны были обеспечить инструментальную базу нашей работы.

У мужских особей плакодерм были скрытые в костной структуре класперы, в то время как женские особи имели хорошо армированные пластинами брюшные плавники (по Майлзу, 1967)

Новая технология, созданная Тимом, призвана была показать на рентгеноскопии тонкие детали и обнаружить все еще спрятанные в известковой породе хвостик и тело эмбриона. Мы работали всю ночь, и, наконец, миру предстали фотографии в 3D-формате электронных сканов нашего эмбриона. Теперь мы могли во всех ракурсах рассмотреть даже то, чего не позволял разглядеть электронный микроскоп. Мы были готовы написать статью о старейшем найденном ископаемом эмбрионе.

По мере того как мы обсуждали наше открытие за холодным пивом в жаркий день в Канберре, во дворе дома Янга, до нас доходило его истинное значение. По счастливой случайности, мы наткнулись на нечто более объемное и важное, чем старейший в мире эмбрион. Находка эмбриона внутри тела матери означала, что эти рыбы не метали икру – а самцы не просто оплодотворяли ее своей спермой. Эти существа размножались копуляцией. У них был интимный, сложный секс где-то на глубине теплого моря, и это происходило 380 млн. лет назад!

Гэвин, потягивая пиво, торжественно изрек: «Джентльмены. Мы только что открыли первый в биологической истории сексуальный акт. Ископаемый секс, не побоюсь этого слова».

Так как же они, черт побери, делали «это»?

Глава 3. Единение птиктодонтид

Если человек остроумен, то живет он по подобию зверей и птиц. Такое созвучие, в соответствии с правилами каждого, по вкусу каждой индивидуальности, должно порождать любовь, дружбу, и уважение в сердцах женщин.

Карма-сутра

Чтобы представить себе плакодерму возрастом 380 млн. лет, что занялась сексом с партнером, есть только один аналог, к которому можно перенестись воображением: класс Хрящевых рыб, в который входят акулы, скаты и химериды. И все это по причине, что эти маленькие птиктодонты плакодермы несут костяные выросты на своих брюшных плавниках, а не те гибкие класперы, что акулы и их родственники, функция которых – перенос пакетов спермы внутрь тела самки. Таким образом, чтобы представить себе, как именно спаривались эти бронированные рыбки возрастом 380 млн. лет, мы, в первую очередь, должны понять, как спариваются современные хрящевые рыбы (чей скелет состоит из хрящей, а не костей). Для этого возьмем иллюстрацию процесса: акулий секс.

Если вы когда-либо и приближались к акуле достаточно близко, то вряд ли подробно рассмотрели, какого пола акула (вряд ли вам было до спокойного рассматривания подробностей). Однако в условиях современных хорошо оборудованных аквариумов, таких как чудесный Тихоокеанский аквариум Лонг-Бич в Лос-Анджелесе, вы можете наблюдать акул и скатов очень близко, иногда – проплывающими у вас прямо над головой. С такой выгодной позиции вы сможете определить пол рыб, поскольку у самцов имеются выступающие длинные органы, простирающиеся вдоль брюшных плавников назад, к хвостовой части. Это – так называемые класперы (их также называют «вальвы»); и когда-то люди догадались, что они нужны для того, чтобы удерживать самку во время спаривания. По сути же, эти органы выполняют больше функций, чем просто удерживать, и это стало ясно, когда их увидели «в действии». Это поистине «проникающие» органы, то есть они предназначены для того, чтобы глубоко входить в тело самки с целью доставки пакетов спермы, именуемых в науке «сперматофоры». Итак, по сути, это пара пенисов, прикрепленных к брюшным плавникам.

И акулы, и их сородичи все хрящевые рыбы обладают таким механизмом интимной копуляции, хотя разные виды хрящевых различаются между собой «манерой ухаживания» и ритуалом спаривания, иногда весьма значительно. Анатомия класперов и области брюшных плавников у них весьма различна. Химериды (Chimaerids), слоновые акулы и другие члены группы цельноголовых характеризуются предбрюшными класперами (у них эти органы расположены ближе к голове), так же как и главный набор брюшных плавников, плюс к этому у них также имеется маленький странный, сходный с класпером орган на голове, именуемый тентакулум.

Класперы самца акулы (автор рисунка – Джон Лонг)

В разрезе класпер представляет собой трубку, поддерживаемую длинным хрящевым желобом, и этот желоб является продолжением внутреннего скелета брюшного плавника рыбы. По мере взросления рыбьего самца класперы становятся все более твердыми в результате кальцификации: кристаллы карбоната кальция откладываются внутри хряща класпера, обеспечивая его твердость. Допустим, вам нужно определить возраст самца белой акулы (Carcharodon carcharias), а вы, к примеру, совершенный идиот и не знаете опасности акульего характера. В таком случае вы можете подплыть вплотную к акуле-самцу и пощупать его класперы: самец не может считаться зрелым, если его класперы недостаточно твердые. Зрелость белой акулы наступает, когда самец достигает длины 3,5 метра, а класпер, который растет пропорционально, достигает 40–45 сантиметров.

Класперы действуют в некотором смысле таким же образом, как и пенис млекопитающих; а именно в том смысле, что они эрегируют, наполняясь кровью, и становятся твердыми из мягких и гибких в покое. Ближе к состоянию зрелости класперы способны к полной ротации от основания по направлению вперед; именно это позволяет им стать органом копуляции, а рыбам – спариваться «лицо к лицу». Явление не из приятных, однако все это стало необходимым в условиях океана, где, говоря человеческим языком, трудно «получить желаемое». Чтобы класперы оставались на месте во время иногда весьма долгого акта спаривания, в ходе эволюции на «деловом кончике» класперов из внешних чешуй развились крошечные крючочки и зацепочки, которые часто обнаруживают палеонтологи.

В то время как все известные акулы, скаты и цельноголовые рыбы «развили» у самцов класперы, только последние обладают дополнительным сексуальным органом, именуемым тентакулум и расположенным на голове самцов. Этот крючкообразный орган, цель которого – по возможности помогать процессу спаривания, иногда описывается как «пенис на голове»; однако эта терминология в научном смысле неверна. Небольшой тентакулум предположительно используется для стимуляции самки к спариванию, но, говоря откровенно, мы до сих пор в подробностях не знаем, для чего он нужен: цельноголовые строго хранят этот интимный секрет, и до сих пор никому еще не удалось в дикой природе наблюдать процесс их спаривания.

Спаривание акул – это нечто, о чем мы мало знаем. Из почти 1000 видов открытых наукой живущих ныне акул, скатов и цельноголовых, судя по научной литературе, репродуктивное поведение описано только для 20–30 видов. Некоторые виды были описаны спаривающимися в условиях аквариума, например акула Heterodontus, однако свидетелями спаривания акул и скатов в природе становятся немногие и в редкие моменты научных удач.

Один превосходный отчет на эту тему был опубликован в 1985 году доктором Тимом Трикасом из Гавайского университета, который наблюдал за рифовой белоокаймленной акулой (Triaenodon obesus). Он описал самца этой акулы, который подплывал к самке; если он приходился ей по вкусу, то некоторое время держался рядом, затем начинал покусывать самку за шею и передние плавники. После этого самец захватывал зубами брюшной плавник самки, практически заправляя его себе в рот. Обе акулы некоторое время стояли на голове на морском дне, укрепившись в грунте, в то время как самец вводил эрегированный класпер внутрь самки. Весь акт копуляции занимал несколько минут. Самки этого вида некоторое время носят на теле грубые рубцы и раны вокруг головы и на спинах, в районе спинного плавника, что является результатом отвратительно грубой «предварительной ласки» самцов.

Интересно, что природа учла брутальность брачных ритуалов этих рыб: добытые самки часто демонстрируют большую, чем у самцов, толстокожесть; при этом я имею в виду не их личностные качества. Анатомические поперечные разрезы сквозь кожу голубой акулы (Prionace glauca) сразу сзади брюшных плавников показывают, что кожный покров у самок почти вдвое толще, чем у самцов сходного размера.

У южного ската-хвостокола (Dasyatis americana) самки спариваются с более чем одним самцом в быстрой последовательности (процесс называется полиандрией); и акт спаривания, при котором оба ската находятся «лицом к лицу», занимает не более 20 секунд.

Общие наблюдения за современными рыбами показывают, что любая рыба с класперами на брюшных плавниках – это самец; и рыбы пользуются ими однозначно в целях внутреннего оплодотворения самки. После копуляции потомство либо рождается живым и самостоятельным («живорождение»), либо зародыши заключены в кератиновую оболочку с роговыми наростами – это что-то вроде больших икринок («икрометание»). Пришло время применить эти простые факты к нашим девонским рыбам и посмотреть, что все это значит.

До поры до времени только одна группа плакодерм, птиктодонтиды с тяжелыми челюстями, продемонстрировали палеонтологам свое репродуктивное поведение. История открытия началась, когда профессор-анатом Дэвид Мередит Сирз Уотсон в 1934 году опубликовал в эдинбургском журнале статью, в которой впервые показал, что плакодермы определенной группы демонстрируют признаки сексуального диморфизма (то есть женские и мужские особи обладают разными типами тел). Уотсон изучал коллекцию ископаемых птиктодонтид вида Rhamphodopsis из Шотландии. Он выявил, что самцы обладают длинным брюшным поясом (тем поясом костей, которые поддерживают плавники), который выдвигается назад от брюшного плавника, в отличие от самок. У самок же, в сравнении с самцами, брюшной плавник был гораздо крупнее и тяжелее, более «усилен» чешуями. Последующая публикация профессора в 1938 году описывала эти отличия более подробно, но ни в одной работе он не указывает на то, что у самцов этой группы рыб имеются костные органы, эквивалентные класперам.

Образцы Уотсона сильно сдавлены, как и все рыбы девона; так что не все детали крошечных брюшных плавников видны. Половой диморфизм был описан подробно только в 1960 году, когда норвежский палеонтолог Тор Орвиг из Шведского музея естественной истории описал рыбу-птиктодонтида Cretunella родом из Германии – и формально идентифицировал класперы мужского брюшного плавника. Еще один блестящий британский ученый, доктор Роджер Майлз из Музея естественной истории Лондона, более точно описал мужскую и женскую анатомию Уотсоновой рыбки в своей статье 1967 года. Майлз смог описать некоторое количество добавочных костей – они отличали самца от самки птиктодонтид. Он обнаружил большой узел костей, покрытый крючочками и зацепками, что и было скелетом мужского класпера. Несмотря на некоторую «застенчивость» и туманность в определении функций этих костей, Майлз все же склоняется к мысли, что, как и у современных акул и скатов, птиктодонтиды могли пользоваться класперами для внутреннего оплодотворения. При этом он не комментирует, как именно мог происходить этот интимный акт.

В 1963 и 1967 годах Музей естественной истории совместно с Западно-Австралийским музеем собрал коллекцию девонских рыб из местечка Гоугоу в Западной Австралии. Как только ископаемые птиктодонтиды были впервые идентифицированы, Майлз вместе со своим любимым талантливым учеником, Гевином Янгом из Канберры, решил взглянуть на них пристальнее. Майлз и Янг опубликовали свою статью по этим ископаемым в 1977 году, совершив тем самым самую смелую ревизию в теории эволюции рыб-плакодерм. Самым интересным в статье было то, что авторы представили подробное описание класперов самцов по сохранившимся образцам этих исчезнувших рыб. Они идентифицировали, что каждый класпер самца имел два сета внешних костей, которые покрывали его извне (один сет был снабжен множеством острых крючков, заточенных на моментальное крепление) и искривленную часть, крепящуюся к внутренней стороне хряща класпера.

И все это подразумевало, что если бы класперы вводились внутрь, то неизбежно возникали бы проблемы. В отличие от гибких и эрегирующих класперов акул здесь не было предусмотрено легкого способа копуляции. В одной из своих статей я предположил, что класпер мог первоначально использоваться для захвата самки и удержания ее клоаки близко к самцу, чтобы он мог ввести сперму внутрь самки. Не было убедительных доказательств того, что у этих бронированных рыбок были какие-то канальцы или желобки, чтобы передавать по ним сперму самке, как это наблюдается у акул и их родственников скатов.

В любом случае их строение определяло половое поведение и требовало и ухаживания, и интимности. Либо самцу приходилось максимально приближаться к самке и удерживать ее при помощи класперов «живот к животу», либо самец должен был исхитриться, приблизившись, протолкнуть класпер в клоаку самки. И механика, и маневренность при этом должны быть равно ошеломляющими.

Наша команда изучила все известные 3D-изображения класперов птиктодонтид в музейных коллекциях – а их всего несколько, два в Музее естественной истории в Лондоне и один – в Музее Перта, Австралия. Мы пришли к заключению, что эти костные структуры могут считаться всего лишь покрывающими внешнюю часть класперов, а не обернутыми полностью вокруг них. Вероятно, у рыб должно было оставаться пространство, чтобы класпер мог эрегировать, становиться твердым, пригодным для введения в тело самки, а затем мог бы вернуться в прежнее состояние после копуляции. Для движений класпера в ту или иную сторону должно было оставаться пространство; ведь оснащенный крючками, искривленный и покрытый с внешней стороны костью орган нужно было деликатно извлечь из тела самки – но разве эти движения не половина по меньшей мере развлечения под названием «секс»?

Итак, как же эти бронированные, оснащенные всевозможной защитой рыбы вступали в интимный акт? Во-первых, как и современные некрупные акулы и скаты, они должны были опереться на морской субстрат, на песок, чтобы сам акт произошел. Мы предполагаем, что поведение ухаживания, сексуальных игр было необходимо, чтобы самец мог «подготовить» самку к спариванию – это то, что биологи часто называют «фазой разрешения на секс», или, по-человечески, «прелюдия» и «любовная игра». Нет прямого доказательства того, как именно это могло происходить; мы можем только прибегнуть к сопоставлению с ближайшими аналогами, например скатами и акулами, и предположить, что они подплывали друг к другу, и начиналась любовная игра: самец покусывал плавники самки либо ее хвост для инициации прилива гормонов, чтобы процесс «пошел». Как только самка оказывалась готова к спариванию, она могла лечь на спину, чтобы вход в клоаку был открыт, либо просто уткнуться головой в песок. В такой позиции самцу понадобилась бы крепкая хватка; так что он мог использовать свои пластины для сцепки с пластинами тела самки. Приблизив свой живот к животу самки, самец мог принимать нужную позицию, используя гибкие грудные плавники.

К началу этой стадии стимуляция самца могла достичь того состояния, когда кровь накачивается в класперы и они становятся эрегированными. Схватив самку за пластины или грудной плавник, самец мог бы направить эрегированный класпер в ее клоаку. Допустим, что гормоны позволили самке расширить клоаку для облегчения спаривания – все, что облегчало преодоление крючков и колючек, было кстати. Возможно, крючковатый колючий класпер самец вводил в несколько боковом положении. Однако, будучи уже внутри самки, класпер удерживался именно теми крючками и изогнутой костью, пока самец передавал сперму самке.

Был ли передаваемый материал сперматофором (упаковкой), как у многих акул в современности, или просто семенной жидкостью – нам неизвестно; и никогда не станет известно, полагаю. Что касается метода доставки спермы, то с ним «сыграли злую шутку». В тот девонский период численность птиктодонтид была довольно высокой и все сталкивались с одной трудностью. По окончании акта необходимо удалить класпер из тела самки постепенным раскачиванием из стороны в сторону, не без помощи «виляющих» движений самки. Миссия самца заканчивается. Нам неизвестно, оставались ли рыбы после совокупления вместе на какое-то время. Посмотрим же на это с точки зрения самки.

У самки появляется новая ответственная миссия: заботиться о только что оплодотворенном потомстве в период роста его внутри ее тела. Вместе с внутренней фертилизацией приходит радость беременности: все внутренние функции организма, как никогда до этого, обновляются и активируются. Если другие рыбы просто оставляют оплодотворенные икринки на самопропитание и выживание, то беременная рыба-мать вынуждена оберегать, растить и питать и себя, и свое потомство. Существует множество рисков для матери, носящей свое потомство, и их больше, чем для самки-матери, просто отметавшей икру. Если будущая мать атакована и съедена хищниками, например, то весь смысл предыдущего спаривания потерян. Возможно, именно на этой стадии эволюции должен был бы вмешаться феномен отцовской заботы о потомстве, причем отец призван был охранять беременную самку. Или, что более вероятно, в тот период беременная самка просто пряталась в безопасном месте – пока ее развивающееся потомство росло и росло внутри ее, питаясь из желточных мешков внутри ее тела. Сама она могла питаться улитками и моллюсками, живущими на рифе, постоянно опасаясь быть съеденной – если только укромная нора была рядом с рифом.

Именно на этом этапе беременности наша рыба-мать, нося внутри всего один большой плод, встретила свою плачевную судьбу, кто бы или что бы это ни было. На ее костях не было видно следов атаки, не было и следов физической борьбы: их наличие можно было бы предполагать в случае патологии строения или же гибели от старых ран. Возможно, «это» было нечто совсем неожиданное, и наша рыбка погибла тихо и мгновенно, а убийцей была зона бескислородной воды. Ее тело, должно быть, всплыло на водную поверхность и, после стадии начального разложения, погрузилось в серый мрак внутририфовых застойных вод. Затем ее скелет окаменел и спустя 380 млн. лет предстал перед нами на поверхности земли в отдаленном от цивилизации местечке Пэддис-Вэлли, в 100 километрах от австралийского провинциального городка Фицрой-Кроссинг.

Глава 4. Представляя доклад королеве

В фильмах сценаристы склонны изображать ученых злодеями, помешанными или сумасшедшими.

Действительно, сложно найти голливудский сценарий, рассказывающий о науке, который был бы одновременно серьезным и занимательным.

Это существенно влияет на образ наших мыслей.

С. Муни, С. Киршенбаум

Совершив большое открытие, многие ученые сразу же погружаются в отчаяние, в беспокойство о том, примут ли их открытие ведущие научные журналы. Любое, даже самое знаменательное открытие может быть отвергнуто журналом, стоит лишь одному недоверчивому обозревателю высказать хоть толику критики в адрес доклада. Большинство ученых мечтают опубликовать статьи в журналах вроде Nature или Science, так как в таком случае получат достаточную известность в СМИ, чтобы журналисты по всему миру не задумываясь принимали их работы всерьез. Еще важнее то, что частные лица, выдающие ученым гранты на исследования, как правило, являются преданными читателями таких журналов, в то время как политики, уполномоченные выдавать гранты, часто предпочитают журналы попроще. Таким образом, печальная истина заключается в том, что публикация в престижном журнале в сочетании со значительной поддержкой в средствах массовой информации, несомненно, увеличивает вероятность дальнейшего финансирования исследований.

C тех пор как в конце ноября 2007 года нами было совершено открытие, мы не покладая рук работали над созданием отчета для публикации. Первый наш шаг – проверка образца под рентгенографическим сканером micro-СТ в лаборатории Тима Сендена в Канберре. Полученные 3D-снимки позволили нам создать компьютерные изображения деталей рыбьей кости. Я также проработал некоторые компьютерные изображения, четко показывающие ее анатомические детали, и снабдил их подписями. Цель создания такого отчета – наиболее наглядно представить основное содержание открытия даже тем из читателей, кто не являются профессиональными палеонтологами, чтобы не было никаких сомнений в том, что представляемое нами открытие является важнейшим прорывом в науке.

После продолжительного редактирования и внесения поправок мы, наконец, довели первый пробный вариант до той точки, когда все работавшие над ним были довольны результатом. На следующий день, в начале января 2008 года, я загрузил документ на сайт журнала Nature. Несколько дней спустя мы получили стандартный ответ, сообщающий, что отчет будет отправлен на проверку. Ура! Мы преодолели первое значительное препятствие: редакторы журнала заинтересовались нашей работой в достаточной мере, чтобы она была рассмотрена.

Экспертная оценка – это самая волнительная часть всего процесса публикации. Наш отчет был выслан трем экспертам, каждый из которых должен был подтвердить редакторам, что это работа значительная и действительно достойная публикации в журнале. Эксперты могли бы найти незначительные ошибки, которые без проблем можно отредактировать, вроде фактической ошибки, опечатки или даже недостающей ссылки, но, если бы кто-нибудь из них высказал существенные замечания в адрес работы, например несогласие с трактовкой полученных данных, в публикации, скорее всего, было бы отказано. Спустя две недели отчаяния мы получили ответ, в котором говорилось, что, хотя работа не может быть принята в настоящем виде, она будет вновь рассмотрена, при условии, что мы исправим недочеты, выявленные экспертами.

Примерно неделю спустя, в то время как я дремал в своей постели субботним утром, меня вдруг осенила мысль. Я размышлял над открытием нашей рыбы-матери, когда внезапно вспомнил, где конкретно видел подобные крошечные скопления костей в другом образце Гоугоу. Выпрыгнув из постели в чем был, я бросился к компьютеру, где хранились тысячи изображений всех ископаемых рыб, которых я когда-либо изучал или о которых писал работы. Несколько щелчков мышью, и перед моими глазами предстал самый удивительный из образцов Гоугоу – сочлененный птиктодонтид, найденный мной в 1986 году, подготовленный в 1987, изученный в 1995 и, наконец, опубликованный во французском журнале Geodiversitas в 1997 году. Я назвал его Austroptyctodus и сделал вывод, что скопления чешуек вдоль тела – довольно необычная черта для его эпохи. Ни один другой сочлененный тиктодонтид из найденных в Германии, Шотландии или Северной Америке не имел подобных чешуек, но, так как я обнаружил еще один вид птиктодонтид с чешуйками, Campbellodus, мое описание выглядело достаточно убедительным.

Тем утром, увеличивая цветное изображение образца Austroptyctodus WAM 98.9.668, я осознал, что скопления чешуек на самом деле были крошечными костями зародыша. Каждое скопление представляло собой целостный скелет, а рядом можно было различить окаменевшие остатки пуповины. Я только что обнаружил второй из известных науке плакодерм «mother fish» (мать-рыба). Но эта маленькая рыба была особенной: она умерла, неся в себе тройню. За последние восемь лет, в течение которых образец был представлен в галерее «Diamonds to Dinosaurs» Западно-Австралийского музея, ни один человек не заметил ее тонкой особенности, включая и множество экспертов по палеонтологии рыб, при ехавших издалека, чтобы воздать должное коллекции и изучить рыбу Гоугоу. Это открытие оказалось очень своевременным, так как мы занимались внесением поправок в наш отчет для журнала Nature. Я сразу же послал письмо на электронную почту редактора по биологическим наукам, доктора Генри Джи, в котором сообщал, что мы нашли второй образец, на этот раз с тремя нетронутыми зародышами. Он посоветовал нам добавить ее изображение к исправленной версии отчета с целью отразить больше подробностей находки с помощью фотографий. С цветным изображением образца Austroptyctodus с его эмбрионами наш отчет по способности к живорождению плакодерм выглядел законченным. Мы выслали исправленную, обновленную версию работы в начале апреля и стали ждать окончательного решения.

Нам повезло. На этот раз все обозреватели полностью согласились с нашим утверждением, что ископаемый образец представляет собой эмбрион с сохранившейся окаменелой пуповиной, а также с дополнительными доказательствами, обеспеченными новым образцом рода Austroptyctodus. К середине апреля наш отчет был окончательно принят, и мы смогли вздохнуть с облегчением и порадоваться свершившемуся: некоторые из нас уже печатались в Nature. Мы знали этому цену: за все 28 лет исследований мои работы, в частности, только два раза были опубликованы в этом журнале. На этот раз мы ожидали новостей о древнейшей матери в мире и об эволюции полового размножения, чтобы привлечь к себе значительный интерес общественности.

Вскоре после этого мне позвонила Сьюзан Элиот из Австралийского научного медиацентра. Сначала я отнесся к этому с подозрением; мы хранили наше открытие «плотно запакованным», ожидая окончательного решения о публикации от Nature. Сьюзан сообщила мне, что в следующем месяце Королевский институт Великобритании проводит в Лондоне церемонию по случаю завершения обновления главного корпуса, обошедшегося в 22 млн. фунтов. Тогда же будет объявлено об открытии австралийского отделения Британского королевского института в Аделаиде. На масштабном мероприятии будет присутствовать множество знаменитых британских ученых, таких как баронесса Сьюзан Гринфилд и известный биолог сэр Дэвид Аттенборо. Различные члены королевской семьи, включая и саму королеву Елизавету, также примут участие.

Австралийскому научному медиацентру требовалась выдающаяся история для мероприятия, и оказалось, что они уже обсудили с журналом Nature возможность представления нашей работы в качестве заглавного номера. В случае, если бы Nature выбрал нашу работу, мир узнал бы о сделанном нами открытии из трансляции праздничного ужина в Аделаиде. Прямая спутниковая трансляция в Лондон позволила бы нам объявить о своем открытии множеству австралийских и мировых ученых и СМИ, а также почтенных британских гостей одновременно.

Теперь мы были воодушевлены более, чем когда-либо: сколько научных работ получали право на такое великолепное начало? После волнительного ожидания Nature подтвердил, что наша работа будет выбрана в том случае, если мы сможем присутствовать на прямой трансляции из Аделаиды 28 мая (в тот день, когда наш отчет будет официально опубликован в журнале). Командой Мельбурнского музея были сделаны изначальные уточнения, и я подтвердил, что прибуду домой с первым же рейсом утром после мероприятия и появлюсь в музее до девяти утра.

Следующей задачей было придумать, как представить нашу «драгоценность». Мы быстро поняли, что наша ископаемая рыба и ее эмбрион весьма малы и недостаточно наглядны для взгляда непрофессионала. Огромный череп динозавра без труда привлек бы внимание общественности, но нашей маленькой матери для этого требовалась помощь. Мой начальник, доктор Робин Хирст, предложил сделать анимацию, показывающую, как могла бы выглядеть наша рыба при жизни, и меня назначили следить за созданием 30-секундного видеоклипа для мировых СМИ. Это оказалось труднее, чем представлялось.

Для начала требовалось создать полноразмерную модель, позволяющую понять, как могла выглядеть наша рыба-мать, и для этого мы подключили к работе одного из профессиональных создателей моделей в музее. После проверки на сходство модель была выслана на 3D-сканирование для получения файлов, с которыми можно работать на компьютере. После нескольких обсуждений моторики рыбы, среды рифа и возможных способов появления на свет окончательный вариант 30-секундного клипа был готов. Ролик показывает ископаемую рыбу вместе с эмбрионами и окаменелой пуповиной, а после этого оживляет ее, демонстрируя, как та плывет и затем производит на свет потомство. (Этот ролик можно увидеть на многих сайтах, включая YouTube; ищите канал AnimalArmageddon, эпизод «mother fish».)

Утром 28 мая работники Мельбурнского музея начали устанавливать временный дисплей, так чтобы все участники пресс-конференции на следующий день могли увидеть наш маленький изящный экспонат в фойе музея. По соседству с дисплеем располагалась модель беременной рыбы в натуральную величину – такой, какой она могла быть при жизни; а рядом находился большой экран, на котором предстояло показать наш клип про ожившую и дающую потомство рыбу.

Когда все было готово, я отправился в Аделаиду. Я оставил свой чемодан в отеле и взял такси до места мероприятия, чтобы встретиться там с Сьюзан из Австралийского научного медиацентра и двумя моими коллегами, Кейт и Тимом. Ожидалось присутствие примерно восьмидесяти ведущих австралийских ученых и медиаспециалистов, и нам требовалось объявить о нашем открытии, приподнять завесу тайны.

Пока прибывали гости, ведущий Робин Уильямс, гуру австралийской науки, увел меня от остальных к ближайшему дивану, чтобы взять ловко подстроенное интервью для своей радиопередачи «Научное шоу» (The Science Show). Конечно, он уже обо всем знал! Когда он ухватил Кейт и Тима для короткой беседы, я вернулся на вечеринку. На сцене стоял стол для троих авторов работы, а рядом располагался большой экран для трансляции из Британии; по всему помещению были расставлены красиво сервированные столы. Воздух был наполнен шумом разговоров множества образованных людей, ожидающих начала мероприятия, среди которых были деканы и профессора ведущих австралийских университетов, а также недавно назначенный глава австралийского отделения Королевского института, космонавт Энди Томас.

После короткого обеда и пары бокалов успокаивающего нервы хорошего красного вина Barossa Valley наступило время выступления. Пока Робин, взяв микрофон, оглашал программу вечера, мы с Кейт и Тимом поднялись на сцену. Магическим образом белый экран позади нас ожил, представив людям в зале картинку из Лондона. После вступительной части и поздравлений Королевского института с окончанием обновления корпусов в беседу вступил сэр Дэвид Аттенборо. Мы назвали рыбу-мать Materpiscis attenboroughi, что значит «рыба-мать Аттенборо», в честь великого человека – сэр Дэвид был первым, кто открыл миру значение археологических сокровищ Гоугоу в 1979 году в своей телепередаче Жизнь на Земле; и Робин Уильямс спросил его, что тот чувствует теперь, когда новое ископаемое названо в его честь. Его реакция, запечатленная на большом экране, была восторженной. (Мы также назвали рыбу «Josie» в честь моей матери, и та была также ошеломлена такой честью.) Наконец, настала наша очередь. На пути к микрофону я почувствовал, будто целый выводок крошечных плакодерм поселился в моем животе. Каким-то образом мне все же удалось объявить миру и королеве, что мы нашли самые древние в мире зародыши, один из которых до сих пор цел и соединен с пуповиной. А это значит, что древние рыбы занимались каким-то причудливым видом секса около 375 млн. лет назад «в качестве развлечения». Можно предположить, что животные и до плакодерм уже занимались сексом, но не в таком непосредственном физическом виде. Были продемонстрированы шесть слайдов и наш анимационный клип, и моя презентация была закончена. Потом встала Кейт, чтобы рассказать о своей работе по сохранению тканей пуповины нашего замечательного образца, а завершил презентацию Тим рассказом о технике сверхтонкого сканирования.

Затем нам предстояло отвечать на вопросы сотрудники британских медиа. На меня тут же накинулись нетерпеливые журналисты таблоидов, чтобы уточнить, что я имел в виду, сказав, что древние рыбы занимались сексом «в качестве развлечения». Это первый известный случай, когда рыбы, наши отдаленные предки, занимались половым размножением вместо нереста, который и сегодня характерен для подавляющего большинства рыб, объяснил я. Так что это можно считать развлечением (так и есть, по сути) в строго биологической терминологии, иначе не было бы никакого смысла изобретать такой безнадежно сложный вид размножения.

После множества последовавших вопросов камера переключилась на членов королевской семьи, тихо сидевших на заднем плане, и Робин Уильямс улучил возможность спросить королеву, есть ли у нее вопросы по поводу нашего открытия. У нее их не оказалось, зато заговорил ее муж, граф Эдинбургский, вежливо спросив нас, как могла выглядеть эта рыба (он, возможно, пропустил клип).

Около полуночи команда «Рыба-мать» села к столу, чтобы разделить последний торжественный бокал шампанского. На следующий день история должна была стать достоянием общественности, и всем нам пришлось лететь домой ужасно ранними рейсами, чтобы успеть на пресс-конференции, каждый в своем штате. Взбодренный адреналином, я смог поспать не более двух часов и направился в аэропорт в кромешной темноте, чтобы прилететь обратно в Мельбурн.

В Мельбурнском музее я столь же кратко выступил перед залом, наполненным местными и национальными журналистами, и тем же вечером история рыбы-матери появилась почти на каждом австралийском телеканале. Вскоре мы привлекли интерес мировых СМИ, в частности французских, немецких, американских и испанских. В тот день и всю следующую неделю мы с моими соавторами только и делали, что раздавали интервью международным СМИ по радио или телефону. Ажиотаж был сильнее, чем по поводу любой из научных историй, в которые я когда-либо был вовлечен, включая и знаменитую находку останков сумчатого льва в Наллаборских пещерах, что попала на первые страницы австралийских газет в 2002 году. Общественность явно жаждала новостей о древних сношениях.

Как измерить успех той или иной истории в СМИ? Один из методов – посчитать число посвященных ей страниц, а также минут теле– и радиоэфира в сходных по стоимости источниках. Затем эти цифры можно подставить в определенный набор формул, который PR-профессионалы используют для оценки популярности подобных историй. Проведя такой расчет, PR-команда нашего музея подсчитала, что проект «Рыба-мать» заработал около 2 млн. долларов медиаэфира.

В июле наша рыба появилась на обложке Australasian Science, и позже в том же году журнал присвоил нам награду – «Австралийская наука-2008», в признание важности открытия. В конце 2008 года американский научный журнал Discover опубликовал список сотни самых важных открытий во всех областях науки; «Рыба-мать» появилась в списке в числе всего трех палеонтологических открытий. Обнаружение самого раннего факта живорождения в истории даже вошло в издание Книги рекордов Гиннесса 2010 года, вместе с фотографией меня, действительно держащего в руке модель рыбы, а также было запечатлено на обложке январского 2011 года выпуска Scientific American.

Другой способ оценить фурор, произведенный в медиа каким-либо биологическим или палеонтологическим открытием, – получить свое «имя» в научной среде. Я называю это «фактором Джорджа». За день до того, как официальное имя рыбы-матери, Materpiscis, было напечатано в Nature, Google поиск не давал никаких результатов, так как, по его сведениям, такового названия не существовало. В течение недели после публикации поиск Google по запросу Materpiscis показывал результаты почти на 50 тысячах сайтов по всему миру. Даже год спустя поиск находил соответствия примерно на 5 тысячах сайтов на планете.

Глава 5. Палеозойские проблемы отцовства

Сексуальная моя жизнь началась в 1963 (что довольно поздно для моих лет) – между окончательным разрешением «Чаттерлей» – и первой пластинкой «Битлз».

Филип Ларкин. «Anuus Mirabilis»

Сразу вслед за тем, как был опубликован дайджест наших находок, мы стали подозревать, что в музейных хранилищах таится невиданное количество эмбрионов ископаемых плакодерм. Наша рыба-мать вдохновила на сдвиг парадигмы относительно ранней репродукции исчезнувших позвоночных. При детальном изучении мы могли бы найти и более интересные факты. Принадлежали ли все загадочные плакодермы к странной группе птиктодонтид – или другие группы примитивных древних рыб тоже развили столь же сложные формы копуляции?

Моя коллега, доктор Зерина Йохансон, работавшая с нами над плакодермами в Австралийском музее в Сиднее, недавно переехала жить и работать в Лондон, в Музей естественной истории, вместе с мужем-палеонтологом. Для музея взять на работу одновременно пару палеонтологов было сродни подвигу, однако столь блестящих ученых счел бы за счастье взять на работу любой музей мира. И именно тогда, под острым взглядом эксперта Зерины, определился следующий ключ к нашей истории, спустя всего-то месяц-другой после открытия рыбы-матери. Простой намек Зерины на то, что может означать в естественной истории эта находка, – и вот уже мы с Кейт летим в Лондон.

Вернемся же в лето 1982 года, когда мне было 25 лет, я впервые выехал за пределы родной Австралии и совершил путешествие в Лондон. Обзаведясь деньгами после продажи своего горячо любимого мотоцикла «Хонда 750сс», я пустился в двухмесячное путешествие по Англии и Европе, что позволило мне посетить международную конференцию по палеонтологии и анатомии позвоночных в Кембридже, а это значит – изучать коллекции ископаемых рыб в знаменитых музеях Англии, Шотландии, Швеции, Дании, Норвегии, Франции, Италии и Германии. Эти музейные исследования были важны для сравнения хорошо известных экземпляров ископаемых рыб и новых, которые я исследовал в рамках своей докторской диссертации.

В то лето в Лондоне я мало что видел, кроме залов Музея естественной истории. Когда друзья в Австралии расспрашивали меня о Тауэре, Букингемском дворце, Вестминстере, я сознался, что все это просто пропустил – зато я видел своими глазами изумительные ископаемые и даже самые легендарные из них! Не все, конечно, оценили мои приоритеты, не всем они были понятны.

Да, возможно, это был не самый культурно-познавательный тур, но первое самостоятельное путешествие позволило мне «отсортировать» дальнейшие шаги по изучению анатомии рыб, чтобы на будущий год закончить диссертацию. Мне это также дало неоценимый бонус: сеть коллег по интересам, включая доктора Роджера Майлза, патриарха в анатомии девонских рыб, с кем я мог переписываться все годы изоляции в Перте, пока напряженно работал в Австралии. В свои дальнейшие возвращения в Лондон я всегда ощущал себя как дома в «своем» кабинете в Музее естественной истории.

Возвратясь в Музей естественной истории в Лондоне в августе 2008 года, всего два месяца спустя после открытия нашей рыбы-матери, я встретил теплый прием куратора отдела ископаемых рыб Зерины Йохансон. Там все еще работали некоторые знакомые из старой бригады музейщиков 1982 года, хотя доктор Майлз давно ушел на пенсию. Зерина отвела мне мой прежний кабинет, и я сразу же начал кропотливое изучение музейных коллекций в порядке классификации. Для того, кто знаком с эволюцией рыб и иерархической классификацией, научный поиск представляет увлекательное приключение.

Я прошел в музейных исследованиях полмира только для того, чтобы отыскать и изучить два образца: рыб рода Инцизоскутум – именно они входили в сферу особого моего интереса. Среди обычных малых видов бронированных плакодерм, что найдены на Гоугоу, было много хороших экземпляров рыб рода Инцизоскутум. Ким Денис-Брайан и Роджер Майлз ссылаются на эти находки в своем описании рыб, сделанном в 1981 году. Два необычных экземпляра, рассмотренные ими, содержат остатки, которые ученые описали как «непереваренное пищевое содержимое желудка»; а оно, в свою очередь, имело в своем составе хрупкие кости мелких плакодерм. У нас зародилась догадка, что обсуждаемое было совсем иным.

Зерина, работая тогда вместе со мной и Кейт Тринаджстик, подхватила идею сразу же, как только опубликовали нашу статью о рыбе-матери и ее эмбрионе. Обсуждая, были ли это действительно непереваренные пищевые остатки или, может быть, окаменевшие эмбрионы, мы неделю подряд обменивались фотографиями и восторженными электронными письмами. Со времени, когда мы впервые увидели эти фото, у меня существовало острое, навязчивое желание осмотреть потенциальные эмбрионы лично – и тогда уже абсолютно убедиться в открытии. Если мы правы, то это открытие будет много более значимым, чем наша рыба-мать с нерожденным зародышем: это потрясет весь научный мир.

Причина была проста, однако требовала отступления «от текста». Наша рыба-мать, которую мы, вслед за Дэвидом Аттенборо, назвали матерписцис – от Materpiscis, – принадлежала к группе плакодерм, именуемых птиктодонтидами, у которых существовал отчетливый половой диморфизм: у самцов были «захваты» (класперы), что мы наблюдаем у современных акул и скатов, а у самок их не было. Этот половой диморфизм впервые выявил у птиктодонтид в 1930 году знаменитый палеонтолог Дэвид Уотсон, но вплоть до 1960-х годов никто, кроме шведа Тора Орвига, верно не определил класперы на брюшном плавнике самца птиктодонтид рода Ctenurella.

Наша же рыба принадлежала к совершенно иной группе рыб, самой известной и большой группе плакодерм – Артродиры (что в переводе означает «сочлененные шеи»). Эта группа включает большую часть видов плакодерм (более 250) и, до сего времени, никогда не демонстрировала полового диморфизма, несмотря на тысячи хорошо сохранившихся образцов во всем мире. Ранее в научных исследованиях артродир даже не подозревали в способности размножаться посредством интимного акта копуляции. Предполагалось, что они просто выпускают икру в воду, как большинство современных рыб, а предположение, в свою очередь, базировалось на отсутствии класперов на ископаемых экземплярах. Найденные экземпляры представляли собой скелеты, покрытые броней во все туловище начиная с головы. Броня в виде толстых костяных пластин: артродиры длиной всего дюйм (2,5 сантиметра) были скорее детенышами, чем большими и хорошо пожившими рыбами.

Мой вояж в Лондон в 2008 году подтвердил наши ожидания: коллекции крошечных пластин, найденных в двух экземплярах Инцизоскутум, были нерожденными зародышами внутри материнского тела. Крошечные пластины были не повреждены, не растворены соками желудка, и каждая несла на внешней поверхности тонкий орнамент, хорошо известный ученым по рыбам ювенильного возраста этой группы. Более того, перевернув их, я увидел орнаменты, которые еще не были сфотографированы к тому времени. Однако структур пуповины мы так и не нашли в наших образцах.

И все же значение находки было ясно: мы открыли новый удивительный факт сексуальных повадок древних примитивных рыб. Перед лицом почти двухсотлетних детальных научных поисков, нам понадобились всего-то два случайно отобранных образца рыб из отложений Западной Австралии, датированных 1960-ми годами, чтобы открыть самые интимные секреты крупнейшей группы рыб-плакодерм, артродир. Теперь мы знаем, что они спаривались в мелких экваториальных водах Гондваны – поскольку древние отложения Гоугоу относятся именно к той эпохе, – а затем вскармливали и воспитывали свою молодь до той поры, когда она сама могла позаботиться о себе. Вряд ли такое поведение можно назвать примитивным, и уж вовсе оно не ожидаемо от той группы, которая не показывала признаков специальных органов размножения в предыдущих ископаемых образцах.

Так возникла проблема отцовства в палеозое. Мы нашли женские особи – и даже с эмбрионами внутри; мы идентифицировали грудные плавники, однако вблизи них не было ничего, указывающего на сколько-нибудь специализированный генитальный аппарат, с помощью которого можно оплодотворить самку. Где-то в ископаемых останках мира затерялись все мужские особи этих рыб. Мы нашли рыб-мам, но куда делись отцы?

В течение следующих нескольких дней мы просматривали другие образцы артродир из Гоугоу и из других мест. Но все бесполезно: мы не смогли отыскать мужских экземпляров, несущих структуры вроде класперов, ни в одном музейном образце. Я перешел к рассмотрению образцов из группы артродир под названием Coccosteus из отложений Красных Песчаников – Олд Ред Сэнстоун в Шотландии (несколько сот проб), чтобы найти и там эмбрионов или рыб с грудным плавником с некими признаками, указывающими на то, как они могли спариваться. Во многом группа Coccosteus схожа с Incisoscutum – и опять никакого результата. Каким способом эти древние самцы осуществляли свой мужской долг?

А доказательство было прямо-таки у нас под носом. Оно поступило из наших собственных коллекций в Австралии.

Как и в случае неидентифицированных триплетов в забытых образцах, собранных в 1986 году, доказательство обнаружилось в старом образце плакодермы, над которым я работал в 1984 году и которое явилось решающим для понимания, каким образом происходила эволюция органов спаривания у позвоночных.

В феврале 1983 года Австралия стала принимающей страной международного собрания экспертов ископаемых в Канберре, собрав воедино образцы ископаемых рыб из Китая, Эстонии, Франции, Англии и США. В какой-то период наиболее показательные открытия, касающиеся раннего развития рыб, делались в Китае, так что мне было очень радостно услышать о последних находках в этой стране.

Я выступил на той конференции со статьей о плоском образце плакодермы, называемом филлолепида, который изучал в то время в штате Виктория. До 1960 года был найден только один ископаемый образец, датированный поздним девоном. Новые образцы были не только полноценными рыбами с сохранившимся хвостом, но также демонстрировали детали челюстей, ушного камня (отолита) и другие черты, которые ранее не были отмечены у плакодерм или были отмечены скудно.

Впервые я посетил раскопки отложений Мтховитт в штате Виктория в 1980 году, когда начал свою диссертацию по геологии и палеонтологии региона. Рыбы были найдены в известняках вдоль грунтовой дороги у основания Мтховитта, вблизи реки Хаукуа. Это одно из немногих мест Австралии, где встречаются рыбы среднего девона. Место было впервые описано геологом Марком Марсденом в 1960-х годах, во время картирования региона сегодняшнего Национального парка в горах восточной Виктории. В начале 1970-х профессор Джеймс Уоррен и его команда за несколько сезонов осуществили раскопки этих отложений в поисках ископаемых рыб. Все находки хранились в Университете Монаш.

В 1980 году я взял образцы одной из таксономических групп рыб, известной как Bothriolepis, из университетского хранилища за основу своей диссертации. По завершении диссертации я принялся за другую, по палеонискоидам – рыбам с лучеобразными плавниками. Иногда меня поражало, что препарирование этих образцов по сути своей было прямо противоположно препарированию рыб с Гоугоу. В отличие от рыб с Гоугоу очень изъеденные кости рыб с Мтховитта плохо сохранились. Стандартный способ препарировать образцы был такой: следовало замочить обе половины сплющенной рыбы на ночь в слабом растворе соляной кислоты, затем аккуратно отскрести кости от породы, в которой сохранилась рыба. Затем половинки породы предстояло отмыть в воде и отпечатки симметрично зафиксировать в латексе. Как только кости ископаемого оказывались в латексе, поверхность можно было сфотографировать, чтобы выявить тончайшие детали. В то время как ничто из оригинальных ископаемых костей не сохранено, мы имеем превосходный фотоотпечаток и отпечаток в латексе – и полное представление о реальных костях рыбы.

Филлолепиды оставались загадкой много лет подряд. Поначалу ученые считали, что эти рыбы были странными бесчелюстными формами современных миног, хотя находки Мтховитта продемонстрируют, что у них есть челюсти и зубы. В 1982 году я сделал краткий обзор рыб Мтховитта для конференции палеонтологов в Кембридже, отметив, что у филлолепид из этой местности не отмечено глазных впадин, – в связи с этим я высказал догадку, что эти рыбы были от природы слепыми.

В конце моего доклада старейший британский палеонтолог Стэнли Уэстолл подошел ко мне и поведал, что согласен с моей версией слепоты этих рыб. Несколькими неделями позже я принял предложение навестить его и посмотреть домашнюю обширную коллекцию снимков и образцов плакодерм. Мы с ним разговорились на тему таинственных филлолепид, и я принял решение и далее изучать их. Грядущая встреча палеонтологов раннего периода развития позвоночных в Канберре в 1983 году была моим шансом развеять туман вокруг некоторых вопросов, касающихся этой группы рыб.

Моя презентация в 1983 году легла в основу статьи о моих исследованиях. По головным пластинам я заключил, что эти рыбы представляют собой новый род, и, как было упомянуто ранее, назвал род Austrophyllolepis, что означает Южные Филлолеписы.

Хотя большая часть описания новых ископаемых была работой рутинной, меня беспокоил один маленький аспект: странные кости в области грудных плавников, подобных которым я никогда ранее не видел ни у какой ископаемой плакодермы. Плавник состоял из плоской широкой пластины с длинной трубчатой костью, направленной от передней к задней точке тела рыбы. Я определил эту кость как «метаптеригиум», и она одно время считалась обычным компонентом структуры плакодермы – ничего необычного. Меня не покидало предчувствие, что поскольку только некоторые экземпляры плакодерм имели эту кость, значит, она есть признак сексуального диморфизма, наряду с длинными простертыми анальными плавниками – эквивалентом класперов у рыб-самцов. Не обладая достаточными данными для статистического подтверждения, я оставил окончание статьи логически открытым, подтвердив догадку относительно своего подозрения: такие структуры могут быть использованы для репродукции, но я до той поры не имею достаточного подтверждения догадки.

Спустя 25 лет в поиске самого старого позвоночного мы решили осмотреть анальные плавники всех хорошо сохранившихся известных плакодерм. Кейт и Зерина должны были вновь изучить образцы Гоугоу из Лондонского музея естественной истории и из Западно-Австралийского музея. Я должен был вновь осмотреть свои образцы, используемые для моей диссертации, сделать новые латексные отпечатки и попытаться отыскать детали, которые я мог пропустить в ранних своих работах.

Возвращение к исследованиям моей молодости были волнующим. Во-первых, пища для размышлений появлялась при воспоминаниях о каждом образце, особенно о самых необычных из них, и прежде всего о тех, которые вызвали трудности в интерпретации и препарировании. Однако эти образцы породили яркие воспоминания о старых друзьях, о семье и рождении моего первенца, которое пришлось на самый трудный период изучения ископаемых останков. Повторное изучение этих же образцов в 2008 году означало, что их истинная природа окончательно открыта, и не благодаря таинственным интуитивным процессам, но только благодаря новым возможностям науки и открытиям относительно развития анатомии у примитивных рыб. Странная трубчатая кость, которая выступала из головы рыбы, которую я назвал метаптеригиум, теперь несла более близкое подобие аналогичной удлиненной кости, названной «базиптеригиум»: она имеется в грудном поясе всех акул, скатов и цельноголовых.

Базиптеригиум – это наш ключ к пониманию происхождения спаривания позвоночных. Сравнивая удлиненный базиптеригиум южных филлолепид с тем, которым обладают современные акулы, скаты и цельноголовые, а также многие группы примитивных костных рыб, мы видим очевидное сходство, которому ранее не придавали значения: считалось, что только акулы, скаты и цельноголовые, которые спаривались путем копуляции, обладают длинной костью-базиптеригиумом в составе плавника. Это – весомое доказательство, наряду с недавно обнаруженными в Музее естественной истории эмбрионами, родом с Гоугоу, ведь эти плакодермы должны были спариваться способом копуляции, как и птиктодонтиды.

Более того, поскольку филлолепиды находятся у основания эволюционного древа таксона Артродиры, весьма правдоподобно, что все они спаривались путем копуляции.

Еще один особенный факт удалось обнаружить путем повторного изучения костей филлолепид: хорошо развитый, удлиненный базиптеригиум не сужался к концу, как обычно наблюдается; он резко обрывался в виде острого фасетного сочленения. Очевидно, это не было окончанием плавника – здесь присоединялось что-то еще. Нам представилось, что именно к этому месту должен прилегать класпер.

Реставрация Incisoscutum, небольшой рыбки-плакодермы из Гоугоу – хорошо видны класперы у самца (автор рисунка Джон Лонг)

К концу 2008 года нам так и не удалось найти мужских класперов ни в одном экземпляре артродир из Гоугоу; однако посчастливилось обнаружить исключительные образцы, показывающие базиптеригиум, выступающий из грудного плавника. В самом деле, почти у каждого известного артродира из Гоугоу с сохранившимся грудным плавником всегда имелось фасетное сочленение для большого базиптеригиума, направленного назад. Действительный базиптеригиум мы обнаруживали у всех образцов Incisoscutum, той самой рыбки, в теле которой мы обнаружили эмбрион.

Образцы Гоугоу показали базиптеригиум в 3D-формате. Окончание кости не суживалось к точке, как у наших филлолепид, и имело фасетное сочленение для еще одного элемента грудного плавника. Таким образом, изучая акул и скатов, у которых базиптеригиум поддерживает множество хрящевых соединений, а у самцов также имеется класпер – и более короткий хрящевой элемент у самок, мы пришли к заключению, что все аналогично устроено и у плакодерм. Теперь у нас имелась причина написать статью о том, что артродиры обладали интимным сексуальным поведением и копулятивным размножением и по крайней мере некоторым из них было присуще живорождение.

К концу того года мы с Кейт и Зериной подали статью в большой журнал Nature с анонсом, что первый известный эмбрион рыб-артродир обнаружен и что имеется доказанное сходство этих рыб с современными, которые размножаются, используя класперы. Мы предположили, что копуляция гораздо более распространена в древнем мире рыб, чем полагали ранее. К январю 2009 года мы вновь опубликовали статью, на этот раз с большим предисловием профессора Пера Альберга из Уппсальского университета – он написал о значении наших открытий, что вызвало большой научный отклик и подарило научную известность нашей команде.

Однако к тому времени мы так и не нашли мужского представителя артродир с класпером; а это уводило нас в сторону. Мы все еще не видели того, что буквально было у нас под носом.

Глава 6. Нашелся и отец

Почти весь 1920 год был проведен в изучении электрической стимуляции пятнистого ската…

Я пока не сталкивался с копуляцией скатов, но надежный источник говорит, что у самых крупных видов самец вводит при копуляции только один класпер.

Уильям Гарольд Ли-Шарп

Иногда, чтобы сделать неожиданное открытие, ученым, погруженным в исследование, достаточно время от времени бросать взгляд на прошлое выдающихся людей, проведших жизнь в изучении темных пятен науки. Таким вот образом, изучая внутреннюю анатомию генитальных органов самцов акул и скатов, чтобы понять, на что обратить внимание в поисках исчезнувшего из поля зрения класпера артродир, я проштудировал кипы научных статей, которые помогли мне понять потаенные сферы анатомии рыб. В Журнале по морфологии я наткнулся на опубликованные в 1920–1926 годах статьи прекрасного ученого Уильяма Гарольда Ли-Шарпа. Наиболее замечательны в этих статьях блестящие иллюстрации ученого – анатомические разрезы в сочетании с результатами его же экспериментов, подробно показывающие класперы хрящевых рыб (акул и скатов). Эти рисунки выполнены ученым, который был специалистом даже не по рыбам и вовсе не по позвоночным, а по крошечной группе редких паразитических существ копеподов – дальних родственников крабов и лобстеров. Ли-Шарп был заворожен тем, как паразиты проникают в тела акул, да так и остался исследователем акул и скатов, позднее – их генитальной анатомии. Он стал первым зоологом, который определил, что акулы используют морскую воду для прокачки через сифонную железу (его эксперименты воссоздавали прокачку воды через класперы мертвого ската). Именно таким образом, через воду, паразиты проникали в интимные зоны тела рыб. Его исследование привело к открытию, что Куперова железа у человека (производящая компонент семени) исполняет ту же функцию и развита таким же образом, как и класперы у акул. У акул этот секрет – жидкость желез, богатая протеинами, которая немедленно коагулируют при соприкосновении с морской водой, однако углубление вдоль класпера формирует трубку, по которой сперма беспрепятственно поступает из класпера прямо к самке. Этот же секрет помогает увлажнять класпер и облегчает сперме возможность проходить через класпер. Таким образом, как обнаружил Ли-Шарп, система работает подобно мужской генитальной системе у человека. Автор оставил нам в наследство 71 научную статью по класперам, копеподам, а также практический значимый вклад в учебник по зоологии, который впервые был выпущен британским писателем и зоологом Х. Уэллсом. Вне научной сферы Ли-Шарп был одаренным композитором, создавшим и опубликовавшим 10 оригинальных пьес для фортепьяно. Он умер в совершенной нищете в 1950 году.

Но как и отчего кто-то вдруг становится одержим темой класперов акул? Что касается меня, это было нечто из области исследования доисторических фактов и объектов. Следом за открытием нашей командой длинной брюшной кости, поддерживающей класперы – базиптеригиум – в древних рыбах плакодермах, нам необходимо было найти свидетельство того, что сами класперы реально существуют у разных групп артродир – исчезнувших бронированных рыб. Наше открытие последнего исчезнувшего фрагмента в этом пазле произошло вскоре после визита к одному из самых известных палеонтологов, профессору Перу Эрику Альбергу из Университета Уппсалы, Швеция. Пер был моим старым другом – мы с ним стали переписываться в 1990-м, когда он был аспирантом, изучавшим странных рыб саркоптериг с бусиноподобными глазами, называемых поролепиформы. Пер написал короткий комментарий в журнале Nature об открытиях Гоугоу 1989 года, где подчеркивал «неоценимую научную ценность» ископаемых открытий благодаря их превосходной сохранности. Мы наконец-то встретились лично в 1992 году, во время одного из моих визитов в Музей естественной истории в Лондоне, где он впервые начал карьеру в качестве нового куратора отдела ископаемых рыб.

Пер несколько раз навещал меня в Австралии в 1990-е, включая наш замечательный тур, когда мы втроем – я, он и Кейт Тринаджстик – предприняли путешествие к отдаленному пыльному уголку Западной Австралии. В то время докторант, Кейт изучала породы формации Гнейд и ископаемые возле станции Уильямберри. Наша миссия заключалась в том, чтобы собрать ископаемые останки и помочь Кейт картировать общую геологию данной формации. Двое русских палеонтологов, сопровождавших экспедицию с выставкой динозавров, также поехали с нами вместе, и путешествие выдалось крайне удачным.

Я приехал на станцию биологов-палеонтологов и узнал, что сегодня – «национальный день геолога в России», и русские настояли, чтобы отпраздновать день водкой и многочисленными тостами. Слегка с похмелья, на следующий день мы вышли на полевые исследования и стартовали в поисках ископаемых. По прошествии пары дней тяжелейшей работы небеса разверзлись, и хлынул ливень; по сути, нам пришлось удирать от него на полном ходу нашего грузовичка, дабы не увязнуть в набухшей грязи местных грунтов.

После дождя множество ползучих злобных тварей, в основном змей, ринулись на сухую землю, в нашем случае на домик станции, где мы жили. Смотрителя и хозяина станции, Джоша Перси, укусила наиболее крупная из змей, желто-красная. Кейт, как специалист с медицинским образованием, занялась уходом за больным. При других условиях мы вызвали бы медицинскую авиапомощь, однако непрекращающийся дождь сделал посадку на нашей полосе невозможной. Страшный нарыв на ноге Джоша держался несколько дней, но, в конце концов, Джош пошел на поправку.

Пер приехал в Перт еще раз в 1997 году на конференцию по позвоночным и сопровождал нас вместе с группой палеонтологов всех национальностей на раскопки Гоугоу. В последние годы он был занят проектом, в который вошли и ископаемые рыбы Гоугоу, что в очередной раз привело нас на Гоугоу в 2009 году, чтобы осмотреть образцы Западно-Австралийского музея и начать, наконец, препарирование этих образцов.

Пер и Кейт, которая работала в Университете Перта, вместе осматривали прекрасно сохранившихся артродир, в частности брюшной пояс. Я обнаружил этот образец в полевых раскопках в 2001 году и передал для дипломной работы одной из студенток-зоологов Кейт Бифилд, занятой подробным изучением хвостовой части и брюшных плавников. До того времени хвостам плакодерм Гоугоу уделялось поверхностное внимание, главным образом потому, что мало какие из них сохранились в достаточно хорошем состоянии. Наиболее детальная работа по артродирам Гоугоу была выполнена английским зоологом доктором Кимом Деннис-Брайаном, специалистом по млекопитающим, который при этом был ассистентом доктора Роджера Майлза по образцам артродир в 1970-е. Вскоре Ким стал главным экспертом по этим рыбам.

Работа Кима Деннис-Брайана, описывающая плакодермы Гоугоу, обеспечила наиболее подробное изучение хвостовой части рыб и их брюшного пояса. Отчет по рыбам этого региона самый точный и подробный; даны превосходные анатомические описания позвоночных элементов, брюшного пояса и элементов, поддерживающих плавник. На задней стороне каждого брюшного пояса образцов из Гоугоу было большое отверстие, обозначенное как метаптеригиум, задняя часть брюшного плавника. Наши последние исследования показали, что на самом деле это – фасетные сочленения базиптеригиума, важное исправление, учитывая, что базиптеригиум у самцов – длинная, направленная назад кость в брюшном плавнике всех акул, скатов и цельноголовых, которая соединяет класперы самцов.

Вернемся же к тому дню в 2009 году, когда Пер посетил Западно-Австралийский музей и вновь осмотрел образцы артродир совместно с Кейт. Он заметил то, что годами ускользало от нашего взгляда.

То, что мы считали внутренней стороной противоположной брюшной кости, на самом деле оказалось недостающим фрагментом нашего пазла. Это был базиптеригиум с класпером, вошедшим в его окончание: Пер обнаружил то, что мы окрестили словом «штуковина» у ископаемого. Класпер был совершенно необычного вида, и только поэтому мы его не заметили ранее. Мы ожидали увидеть нечто, напоминающее класперы птиктодонтид или современных акул, отдельный структурный элемент, костный или хрящевой, который имел отношение к базальному концу базиптеригиума. Вместо этого класпер, который мы нашли, сливался с базиптеригиумом, и выглядело это как конический наконечник с хорошо обрисованными краями и неровностями шишковатой головки – этакий «деловой» кончик, если угодно.

Хотя этот класпер был не гомологичен (то есть не соответствовал) класперам в строго научном смысле, шишковатый кончик класпера артродир явственно напоминал головку пениса млекопитающих. Края и неправильные по форме костные структуры, видимо, помогали удерживать его в запланированном месте во время копуляции, и это позволяет предположить, что он не был таким же прямым, как класперы у современных акул. Тот факт, что класпер был зафиксирован на длинной, волнообразно изогнутой полой кости, конкретно указывает на то, что иной структуры, на которой он мог бы двигаться относительно зафиксированной позиции брюшного плавника, не могло быть. Не было также иного очевидного четкого желоба для переноса спермы вдоль всей структуры, так что эта функция могла быть осуществляема посредством проходящей через мягкие ткани, прикрепленные к базиптеригиуму, трубки или желобка.

Обнаружив этот мужской орган копуляции у самой большой группы артродир – плакодерм, мы подумали, что если наша гипотеза верна, то должна быть и симметричная женская структура, чтобы продемонстрировать, что у этих рыбок существовал сексуальный диморфизм.

Нам не понадобилось много времени, чтобы обнаружить еще один пример существования базиптеригиума в великолепных образцах, подготовленных Кейт Бифилд для изучения брюшного пояса. Второй образец был меньше, и у него отсутствовала длина, которая была, предположительно, в мужском базиптеригиуме. К сожалению, кончика его рассмотреть не удалось, поскольку он был спрятан под брюшным пояском, так что мы не смогли описать его или подтвердить, что кончик с головкой, так хорошо идентифицированный в мужском экземпляре, отсутствовал; однако у данного экземпляра тот же орган был шире и короче, чем мужской класпер, и это натолкнуло нас на мысль, что данная форма могла быть только женским вариантом базиптеригиума.

Если мы рассмотрим сходство с современными хрящевыми рыбами, то догадаемся, как именно современные акулы и их способ копуляции помогли нам понять физиологию плакодерм и насколько отличается совокупление плакодерм и современных рыб. Класперы у современных акул – это очень сложно устроенные органы, и еще более сложные – у скатов и цельноголовых. Для начала, это – истинно эректильные органы, и следовательно, кровь должна прокачиваться через губчатую ткань, прежде чем класпер эрегирует. Сравните с нами (или с любым млекопитающим): как только у нас появляется «настроение» совокупиться, мы приближаемся к женскому экземпляру с уже эрегированным пенисом, показывая свое намерение или желание копулировать. У акул и скатов класпер поначалу частично эрегирован, чтобы «подать вперед» орган спаривания, и только затем он проникает в клоаку самки и раздувается еще более. Будучи внутри, он уже не может сделать возвратное движение, в то время как происходит жизненно важный процесс передачи спермы.

Чтобы облегчить эту задачу, как указано в главе 3, у некоторых акул на конце класперов имеется множество небольших заостренных и крючковатых чешуек, так что, будучи эрегированными, они удерживают внутреннюю полость тела самки. У самок акул яичники открываются прямо в полость тела – так называемый коэлом; у них нет вагины или специального трубчатого репродуктивного органа, чтобы принять в себя класпер. А это значит, что, как только класпер вошел в клоаку самки – а внутри имеется много свободного пространства, – ему необходимо специальное место, где можно «бросить якорь» внутри тела партнерши, и наличие приспособления для зацепки – большое эволюционное преимущество.

Современные серые рифовые акулы (Carcharhinus amblyrhinchus) тратят тьму времени на ритуалы, предшествующие спариванию. Так, самцы поначалу соперничают друг с другом, чтобы просто подобраться поближе к самкам; затем они покусывают самок за голову, шею и спину, пока те не сдадутся и не позволят самцу ухватиться ртом за брюшной плавник. И уже тогда самец переворачивает самку и нащупывает на ее брюшной стороне место, где он может «проткнуть» ее класпером и так подобраться к ней, чтобы ввести его внутрь. Класпер быстро наполняется кровью, раздувается и устремляется далее, быстро вводится в тело самки, где остается четыре-пять минут, в то время как самец передает самке сперму в виде маленьких узелков-сгустков, называемых сперматозегматами.

Доктор Брэд Норман из Университета Мердока (Западная Австралия) всю жизнь изучает мирных «нежных гигантов» мира акул, тропическую китовую акулу (Rhinodon typicus). С командой коллег под руководством доктора Дженифер Шмидт они недавно открыли, что самки китовой акулы могут запасать сперму, чтобы использовать ее после спаривания, оплодотворяя ею последовательно вырабатываемые яйцеклетки в течение года. Еще более удивительно, что эти гигантские акулы могут быть «мегамамами»: зафиксировано, что внутри одной беременной самки было 300 эмбрионов.

Как только плодные яйца оплодотворены, самки всех акул и скатов либо развивают внутри себя эмбрионы и дают жизнь помету (живорождение), или, опять-таки внутри тела, заключают эмбрионы в твердые кератиновые яйца, откладывают их и оставляют на собственное попечение (икрометание). У некоторых видов еще нерожденные плодные тела акулят внутри тела матери созревают до стадии, когда начинают поедать друг друга для пропитания, пока не останется только пара самых крупных, кому суждено родиться на свет. В редких случаях некоторые акулы репродуцируют потомство путем партеногенеза, то есть самка продуцирует фертильные яйца, являющиеся генетически идентичными клонами ее самой, без оплодотворения их самцом. Это явление наблюдалось у некоторых видов акул в неволе, когда самка в течение всей жизни не контактировала с самцом, однако была способна вынашивать живое потомство. В одном из случаев, недавно анонсированных в прессе, даже само появившееся потомство было способно успешно репродуцировать, показывая тем самым, что партеногенез акул – не какая-то мутация в процессе рождений и не тупиковая ветвь эволюции.

В нашем пути мы прошли этапы от обнаружения эмбрионов двух главных групп плакодерм до того этапа времени в эволюции позвоночных, когда впервые началось оплодотворение внутри тела одного из партнеров, а затем этот паттерн быстро стал общепринятым. Отчего так произошло? Роберт Макартур и Эдвард Уильсон в 1967 году опубликовали классический труд по экологии «Теория островной биогеографии» (Theory of Island Biogeography), где показано, что селекция разводит эволюцию по двум направлениям: стратегия r или К. Сценарий «Стратегия r» осуществляется в условиях нестабильности или пресса, когда необходимо быстрое воспроизводство. Животные отвечают воспроизводством многочисленного потомства, поскольку жестокий и нестабильный мир их существования давит с такой силой, что велика вероятность каждую минуту стать жертвой для других; таким образом они реагируют на вероятность того, что только немногие из вида выживут – но вид останется на этой планете. Пример «Стратегии r» в мире рыб – треска, продуцирующая миллионы жизнеспособной молоди, из которой только несколько экземпляров достигают зрелости.

В стабильных и предсказуемых условиях организмы осуществляют сценарий «Стратегия К»: они инвестируют больше времени и энергии для производства малочисленного, но более развитого потомства. Эта группа видов включает большинство млекопитающих, в том числе и нас, людей. Наше открытие эмбрионов плакодерм показало первый пример «Стратегии К» у позвоночных.

Значит ли это, что плакодермы жили в один из самых ранних периодов стабильности? Это могло также означать, что рифы, на которых эти рыбы жили в теплых тропических морях 375 млн. лет назад, показывают степень экологической сбалансированности. Для рыб, которые «инвестируют» в будущее всего несколько особей молоди, не быть съеденными в то время, пока они вынашивают эту молодь, означает, что экологические микроусловия были предсказуемыми и они могли в них «отдохнуть от позиции жертвы». Вероятно, эволюция больших рифовых систем обеспечивала много укромных уголков и пещерок для беременных рыб, где они могли ощущать себя в таком окружении в безопасности; в то же время в такой системе не было больших хищников. До сей поры мы отметили только факт беременности и вынашивания живого потомства у малых видов, хотя и знаем очень мало о репродуктивной биологии крупных плакодерм, таких, например, как 7,6-метровый хищник Dunkleosteus. Известен только факт, что в 2010 году Общество палеонтологии позвоночных США в лице доктора Боба Карра из Университета Мичигана сообщило о том, что найдена яичная сумка этого вида.

Большая яичная сумка с крошечными бугорчатыми костями в ней предполагает, что самые большие плакодермы должны были обладать внутренним оплодотворением, иначе они откладывали бы массу крошечных икринок, как и другие рыбы. Такие большие яичные сумки, характерные для акул, приводят нас к мысли, что эти древние артродиры имеют репродуктивную систему, как у акул: система использует как живородность, так и производство яиц (икры), при которой молодь развивается внутри материнского организма до той стадии, когда она может быть отложена во внешнюю среду в виде нескольких крупных яиц.

Эта последняя любезность со стороны моего коллеги и друга Пера, что была оказана мне параллельно с интереснейшими наблюдениями и рассуждениями по репродуктивному поведению акул, подсказала множество дальнейших вопросов в отношении того, как первые челюстные рыбы спаривались и вынашивали-взращивали свое потомство. Мы долго просматривали научную литературу, и нам показалось, что весьма немногие ученые задавались так заворожившим нас вопросом: каков был сексуальный процесс у древних панцирных плакодерм? Еще меньшее количество ученых занимались вопросом: а какие позиции предпочитали эти рыбы?

Однако спекулятивная область древней рыбьей порнографии – не просто анекдот от науки, а именно тот этап, где начинается следующая стадия нашего исследования. В особенности нас захватила компьютерная анимация, представляющая наши догадки в отношении: как могла выглядеть любовная сцена древних позвоночных (поверьте мне – я ученый, и более ничего!).

Глава 7. Погружаясь в девон

Лехмер потерпел кораблекрушение у берегов Северного острова, что в Новой Зеландии, и весьма счастливо и безмятежно прожил несколько лет с маори, которые спасли его. Он бродил по холмам и лесам острова, собирая ископаемые останки, совершенно счастливый. И хотя это был период междоусобных войн, маори вели себя по отношению к нему почтительно и гостеприимно; и позже, до конца дней своих, он любил вспоминать о жизни с маори; он демонстрировал тату на спине – разные рисунки, включая каноэ, плывущее по реке; а на пальце руки носил – обручальное кольцо! «Я отплыл от берегов маори как раз вовремя, – говорил он – избежав женитьбы на дочери вождя!»

Йесул Бриджес

В 1856 году, когда британский натуралист-любитель Роберт Джон Лехмер Гуппи был заброшен кораблекрушением на побережье Новой Зеландии и жил там в обществе племен маори, он ни за что бы не предположил, что его фамилия будет упоминаться не в связи с героическими деяниями и путешествиями и не в связи с научными трудами, которые он напишет в свои последние годы жизни, но главным образом в связи с одним-единственным поступком в пору его пребывания на Тринидаде. Тогда он послал с этого острова в Музей естественной истории в Лондоне образцы небольшой цветной рыбки – ее впоследствии назвали в честь него. Много позже, после окончательного принятия популярного термина-наименования рыбки, выяснилось, что название этой рыбки «гуппи» замещено наименованием Poecilia reticulata – ведь это имя было присвоено им ранее.

Сегодня гуппи очень популярны как аквариумные рыбки. В отличие от большинства лучеперых рыб, размножающихся икрометанием, гуппи, наряду с несколькими другими группами, спариваются посредством интимного акта оплодотворения. Ни у кого из них нет ничего схожего с хорошо развитым мужским класпером – тем, который имеется у акул или древних плакодерм. Таким образом, чтобы обосновать научную догадку, как же плакодермы занимались сексом, нам нужно взглянуть на широкий спектр видов оплодотворения – и увидеть, как именно аквариумные пугливые рыбешки «делают это».

У рыб большое разнообразие весьма хитроумных приспособлений, которые независимо друг от друга формировали разные поведенческие особенности для преодоления естественных рисков икрометания в открытых водах. (Икрометание в открытом океане при тихой погоде – отнюдь не рискованное мероприятие, однако в стремительных потоках и даже равнинных реках любой новаторский путь близкого соприкосновения спермы и яйцеклеток, или их взаимодействие, сразу же снижает риски и выгодно для выживания потомства.) Таким образом, мы наблюдаем ряд специальных приспособлений для спаривания, которые развились у рыб в ходе эволюции; в том числе тех рыб, которые за весь ход эволюции передвинулись из морей и океана к местообитаниям пресных вод.

Гуппи – это только первый пример. Самцы гуппи оснащены модифицированным анальным плавником, называемым гоноподия, где есть желобок, по которому сперма поступает в клоаку самки. Любители тропических рыбок во всем мире совершенно счастливы от легкости и простоты размножения гуппи: достаточно поместить самца и самок в емкость с водой заданной температуры и состава – и дело сделано.

Другие тропические лучеперые рыбки ведут весьма причудливую сексуальную жизнь; их интимному акту предшествует быстрый «оральный секс» для оплодотворения яйцеклеток. Статья, опубликованная японским исследователем Масанори Кохда, имеет интригующий заголовок «Самки аквариумных сомиков пьют коктейль из спермы: Новый способ оплодотворения». Действительно, это инновация в достижении беременности, хотя временами и трудно «проглотить это». (Женщины-читательницы могут не страшиться забеременеть таким способом: он работает, только если вы – самка крошечного амазонского сомика.)

Бронзовый сомик, Corydoras anaeus, популярный аквариумный вид, практикующий «r-стратегию», разработал ритуал спаривания, при котором самка встает перед самцом, выгнув тело под прямым углом к его телу, с открытым ртом по направлению к генитальному отверстию самца. В течение секунды самец мечет сперму в открытый рот самки – и почти одновременно она мечет свою теперь оплодотворенную икру из клоаки.

Поначалу ученые не могли понять, каким образом вся система работает столь быстро. Но потом, после окрашивания воды голубой цветовой меткой, они смогли наблюдать, как сперма «протекает» через организм самки вместе с заглоченной водой. Попав в рот самке, сперма передается в полость тела, где ее уже ждут вышедшие из яичников икринки. Суперсовершенная система, особенно если помнить, что эти крошечные рыбки живут в быстрых водах, где сперма, предназначенная для оплодотворения, может быть немедленно смыта течением.

Если самец глубоководной рыбы морской черт – Ceratius – встречается с привлекательной самкой, он приплывает на свидание не с букетом и шоколадкой под плавником. Свидание происходит в океане: глубоко в холодных темных водах, на глубине 900 метров. Там темнее, чем в подземелье; поэтому совсем нелегко просто даже рассмотреть партнершу, не говоря уже о более или менее «хорошенькой».

Поэтому озадаченному перспективой размножиться самцу морского черта приходится принимать нелегкое решение, идя на контакт. Решится ли он пренебречь свободой холостяка, откажется ли от прежнего образа поведения, возможности плыть «по жизни шутя»? Может быть, выгоднее стать приживалом и прикрепить свое крошечное тельце к большому уродливому телу самки – а самки этого вида по массе превосходят самцов иногда в 50 раз, – чтобы, в конечном счете, полностью раствориться в ней, медленно погружая в ее великодушное тело все свои органы, пока от него не останется практически ничего, кроме наружной кожной оболочки и большого «чемодана» с семенниками? В результате он сам послужит одной-единственной цели: оплодотворять яйца самки.

В сущности, самка морского черта становится гермафродитом, а самец – паразитом; однако паразитом полезным: всегда «под рукой», чтобы оплодотворить зародившиеся яйца. Несмотря на более чем убогое существование, когда самец полностью теряет идентичность отдельного существа, направленную на что-то иное, чем исключительно вырабатывание спермы и вбрасывание ее в самку – нечто, предопределенное генами, заставляет самцов раз за разом прикрепляться к телу имеющейся свободной самки. И это его истинный мужской подвиг: ведь не сделай он этого – может никогда уже не встретить «свою единственную» в темных, мрачных глубоководьях. Однако трагедия самца здесь еще глубже: на самом деле, такие паразитические представители мужского пола даже не в силах наслаждаться моногамией самки и стать «единственным и неповторимым». Подавляюще крупная самка может «взять на свою шею» дополнительных самцов, чтобы обеспечить своему потомству генетическое разнообразие при каждом оплодотворении.

В некоторых случаях, когда у рыб не происходит спаривания как такового, сексуальное поведение может быть совершенно радикальным. Когда самки синеголового губана (Thalassoma bifasciatum) направляются вместе с крупными отборными самцами к месту икрометания, им приходится отбиваться от толпы тщедушных самцов, которые непрерывно посягают на роль оплодотворителей с периферийных позиций. Эти коротышки-неудачники приближаются к самке и прикасаются к ней, что вызывает у нее спонтанный выброс некоторого количества икринок. А затем взбесившаяся от спермы группа хилых самцов беззастенчиво поливает своей спермой не им предназначавшуюся икру.

Другие формы множественного «оргистического» спаривания рыб встречаются у косяков рыбы мойвы (Mallotus), стаи которой живут в арктических водах Северной Европы, России, Исландии и Канады. Эти небольшие рыбки образуют огромные косяки и являются основной пищевой базой для морских животных арктических вод, которые пожирают их, фильтруя через ротовые «сита». Способ же размножения этих рыб представляет большой интерес для северных стран. Некоторые из них спариваются в приливной зоне на глубине менее метра; другие – прямо на пляжной полосе. Иногда, чтобы использовать время прилива, рыбки вступают в «связь» втроем, при этом двое самцов «выжимают» икру из самки прямо на пляжной полосе, во время каждого наплыва приливной волны. Трое партнеров образуют при этом что-то вроде сэндвича, с самкой посередине. Как только сперма самцов попадает на выжатую икру, большинство самцов умирает. (Примеры такой стратегии природы показаны в главе 10 для грунионов как близкородственных видов.)

Как только дело доходит до спаривания, рыбы становятся пугливыми и причудливыми во многих смыслах. Люди полагают, что рыбы стремятся спариваться с любым партнером, который оказался «под рукой», но это не всегда так – в биологии для любого правила почти всегда есть исключения. Морские коньки (Hippocampus) и некоторые виды рыбы-иглы (Syngnathus) моногамны на весь сезон размножения, и их поведение объясняется научной догадкой, что для обеспечения успеха размножения и взращивания потомства необходима охрана партнера.

Морские коньки также необычны не только своим брачным поведением, но и методами родительской заботы. После длительного периода ухаживания, который может включать в себя мечтательное плавание вдвоем многими днями, смену цветовой окраски и декорирования себя вдвоем одной и той же полоской широколистной водоросли, партнеры сливаются в чувственном танце, который может длиться вплоть до восьми часов. В этот период они в окончательном экстазе, «танцуя» в воде вдвоем по спиралевидной траектории вверх, принимают позы, при которых их морды соприкасаются. Самец морского конька раздувает закачкой струи воды свой выводковый мешок в центре тела, показывая самке, что готов принять и оплодотворить ее икру. Как только самка соблаговолит отложить в резервуар икру, самец немедленно оплодотворяет ее точно выверенной порцией спермы из выводкового мешка. Беременность наступает в результате эффективного тайм-менеджмента. При этом – беременность самца. Теперь самец берет на себя ответственность за оплодотворенные икринки, в своем мешке защищая их от опасностей и будучи уверенным, что икринки находятся в надежном месте; с нежностью и заботой вынашивает потомство, что по времени может занять от 9 до 45 дней. Как только молодые коньки выбираются наружу и расплываются по своим отдельным жизням – миссия отца закончена.

Понаблюдав за диапазоном странных брачных ритуалов, которые удалось подсмотреть у рыб, можно озадачиться следующим вопросом: как могли размножаться наши древние плакодермы? Птиктодонтиды могли использовать искривленные, сильно изогнутые класперы для введения в тело самки или же просто притянуть к себе самку для насильственного контакта клоака – клоака. Но в реальности у нас нет доказательства, что класпер вводился в тело самки, и при близком рассмотрении весьма трудно представить, как это можно было сделать при наличии искривленной костяной структуры класпера, заканчивающейся шипами и острыми краями.

Некоторые ископаемые птиктодонтиды, например рода Cyrtacanthus, обнаруженного в Огайо в позднедевонских отложениях, имели огромные класперы – около 15 сантиметров в длину. Эти элементы крючков с заостренными шипами трудно представить внутри нежного тела самки; нет на них и видимых ложбин, которые можно использовать для передачи спермы. Возможно, птиктодонтиды, такие как наша рыба-мать, в самом деле практиковали примитивный секс, однако путем сближения клоак партнеров, как это происходит у современных лягушек и птиц. А заостренный класпер с крючками использовался для захвата и удержания самки, чтобы самец мог поместить сперму в тело самки для внутреннего оплодотворения икринок.

Однако класпер рода Incisoscutum, впервые идентифицированный Пером Альбергом во время его визита в 2009 году в Западную Австралию, представляет собой совершенно иную ситуацию. В этом случае мы видим очень длинный (намек на функцию), относительно прямой (не крючкообразный) и тонкий стержень на базиптеригиуме, с маленьким, но слегка шишковатым компонентом на действующей части. Длина – подсказка-указание на действительную функцию. Направление класпера – от головы самца; степень его гибкости – очевидно ограничена, как можно видеть по крупному фасетному креплению. По всей очевидности, этот класпер мог быть глубоко введен в клоаку самки. Поскольку стержень гладкий и тонкий, совершенно очевидно, что мягкие ткани обволакивали его; а значит, в нем мог быть и желобок для передачи спермы. Добавьте сюда факт, что эта структура не могла быть предназначена для захвата и удержания самки, как крючкообразный класпер птиктодонтид, – и вот мы имеем первый в истории орган с дизайном для проникновения, вероятно, первый такой прототип органа у позвоночных. Дизайн его совсем недалеко ушел от дизайна пениса человека.

Если это так, то плакодермы вроде Incisoscutum в самом деле были хорошо сексуально обеспечены класпером более длинным, чем средний пенис человека (по отношению к общей длине тела), что обусловлено общей неуклюжестью тела бронированных толстыми костяными пластинами рыб. Огромный пенис броненосца (Dasypus novemcintus) может быть аналогичным примером, когда тяжелая броня тела сметает возможность «романтичного» ритуала, поэтому компенсировать отсутствие романтики должен большой мужской орган. Если бы броненосцы были ростом с человека, их пенисы были бы эквивалентны длине 1,2 метра. Но наиболее потрясающая особенность этого первого протопениса в мире позвоночных – факт, что класпер Incisoscutum направлен только назад, от головы самца. Это значит, что традиционная «миссионерская» поза была неприемлема для спаривания по типу и примеру ныне живущих акул и скатов. Наоборот, скорее всего, они практиковали позу «69», когда самка располагалась на песке дна моря – а самец вводил слегка эрегированный класпер в ее клоаку.

Откуда мы знаем, что класпер был только слегка эрегирован? Отвечу: соединение между базиптеригиумом (носителем головки класпера) и брюшным поясом должно было быть до некоторой степени гибким; представляется наиболее вероятным, что лишь ткань вокруг места соединения была более эрегирована для полного контроля процесса введения класпера. Самец мог также использовать челюсти и гибкие грудные плавники для фиксации в зацепке за чешуи на теле самки – это облегчает поступательно-поворотные движения при введении класпера.

Итак, мы достаточно нафантазировали, чтобы понять, как древние рыбы начинали предаваться сексу; мы уже на начальном этапе съемки палеопорно. Поскольку у нас нет под рукой модели рыбы Incisoscutum в натуральную величину, мы можем заменить ее моделью нашей рыбы-плакодермы Latocamurus в главной роли как очень близкого «родственника». После сканирования модели для производства компьютерного фильма в 3D-формате с воспроизведением форм рыб образ был вручную усилен деталью: длинный класпер самца и самка – просто с брюшными плавниками. Мы также поэкспериментировали с цветами модели, чтобы подчеркнуть разность образов самки и самца; но это была вполне научная работа из любви к искусству.

Финальный клип, в котором был показан процесс спаривания рыб, демонстрировал самку, лежавшую на спинке на морском дне; мы полагали, что плакодерме вряд ли удалось бы ввести класпер в толще воды. Как и в типичном порнофильме (я сам не видел – но мне говорили об этом), самец в нашем фильме не утруждал себя длительными ритуалами ухаживания. Не то чтобы мы думали, будто у плакодерм не было этих ритуалов, – мы просто ничего о них не знали (то есть не знали о поведенческих особенностях); к тому же бюджет у нас был очень ограничен: эти компьютерные фильмы стоят тьму денег из нашего же научного бюджета, и нам следовало расходовать их мудро и строго. Фильм показывает, как самец с вожделением опускается на готовую к спариванию самку, лежащую на спине с широко расставленными брюшными плавниками. Самец вводит свой класпер в клоаку, вбрасывает сперму и затем поспешно, виляющими движениями, вынимает класпер и уплывает. Самка с тоской в глазах следует за ним, и в ее взгляде ясно читается: «Неужели он больше не позвонит?»

Наше видео было научной догадкой, хотя и основанной на фактах – ведь как узнать, каков был интимный акт у древних предков позвоночных? Все, что нам оставалось, – написать сценарий на основе строго научных фактов.

Но этот фильм привел нас к следующим вопросам: где и когда впервые возник секс у животных и почему? Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется бросить взгляд еще глубже в историю жизни на земле, если не вернуться к истокам самой жизни.

Глава 8. На заре древнего секса

Рожденье, и соитие, и смерть —
В этом и есть весь смысл существованья.
Рожденье, и соитие, и смерть…
Я был уже рожден однажды,
и этого достаточно.
Т. С. Элиот

Так когда же и почему живые существа начали размножаться при помощи секса? Почему перешли к сексу, отказавшись от обычного «почкования» и отделения части себя для создания новой одинаковой формы жизни (клона, имеющего ту же ДНК, что и родитель); когда и как два организма решили соединиться, чтобы поделиться друг с другом своим генетическим материалом, создав генетически более разнообразное потомство?..

Простейшие формы жизни делятся на имеющие ядра в клетках (эукариоты) и не имеющие таковых (прокариоты). Большинство современных, в нашем понимании, организмов – сложные многомолекулярные животные и растения (называемые «метазоанами») – являются эукариотами, содержащими в себе ДНК. Большинство эукариотов практикуют половое размножение, обмен генетическим материалом с целью получения потомства, хотя некоторые могут размножаться бесполым способом, «отпочковывая» свои копии. Некоторые животные вроде гидр (родственников медуз) способны размножаться как половым способом, так и делением, в зависимости от достатка питания. «Секс» в биологии определяется как процесс мейоза и гаметогенеза, когда клетки делятся путем деления хромосом пополам, порождая половые клетки – гаметы (например, сперматозоиды или яйцеклетки). Когда мужские и женские гаметы разных организмов соединяются, половины хромосом восстанавливаются до целых, начиная создавать генетически неповторимый организм. Так как же смогли древние организмы пролить свет на такие тонкие микроскопические процессы, протекавшие не миллион, а, вероятно, миллиард лет назад?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, стоит вспомнить действительно выдающегося человека, Реджа Спригга, чьи работы в области геологии породили совершенно новую ветвь исследований, которая с тех пор перевернула наше понимание начальных этапов развития многоклеточных организмов. Редж родился в 1919 году в Стансбери, на полуострове Йорк в штате Южная Австралия. Он собирал окаменелости и раковины на местном пляже и увлекся минералами благодаря случайной встрече со старым шахтером. В Университете Аделаиды ему повезло учиться под началом таких людей, как сэр Дуглас Моусон и профессор Сэсил Медиган, ветеранов антарктических исследований. Моусон говорил, что Спригг был «лучшим студентом, которого он когда-либо знал». Спригг был любознательным и любил задать каверзный вопрос и поспорить со взглядами своих преподавателей, что не было в те времена обычным делом.

Выйдя из университета с дипломом по зоологии и наградами в области геологии в 1941 году, Спригг был вовлечен в сверхсекретный правительственный проект Австралии по поиску урановых месторождений в стране. В то время шла война, и началась большая гонка разработок в области использования урана и ликвидации последствий его использования. Затем, как известно, это вылилось в создание первых ядерных бомб и, в результате, в ужасающий апофеоз войны в Хиросиме и Нагасаки. Редж занимался несколькими ключевыми месторождениями в Австралии и ездил изучать урановые месторождения в Европу и США, чтобы расширить свои знания в области ураноносных руд. На момент возвращения в Австралию он был, пожалуй, самым компетентным в мире человеком в данной области.

Несмотря на новаторские работы, правительство Австралии препятствовало его научной деятельности, скрывая информацию. В итоге Редж передал свои исследования в области урана другим ученым и переключил свой блестящий ум на работу в топливной компании. Но открытие, на которое он наткнулся в процессе изучения урана в холмах Эдиакары в Южной Австралии, осталось. Он нашел необычные окаменелые останки и с помощью геологического картирования определил, что они датируются ранним кембрием (около 540 млн. лет назад), к тому же прежде никто не находил столь больших окаменелых многоклеточных организмов в древних докембрийских рудах. Редж определил, что найденное было отпечатком медузы, и представил отпечатки в ANZAAS (Ассоциации развития австралийской и новозеландской науки) в 1946 году. Понимая значение находки такого возраста, он опубликовал две важные статьи в журнале Transaction of the Royal Society of South Australia в 1947 и 1949 годах, в которых описал различные виды медуз из исследуемых им мест.

Теперь вспомним о Мартине Глэсснере, выдающемся палеонтологе богемского происхождения. Мартин учился и работал в Вене, во время войны бежал из фашистской Германии с женой, русской балериной, в Новую Гвинею, намереваясь работать в компании Shell, и в итоге переехал в Австралию. Не найдя постоянной работы в Мельбурне, он перебрался в Аделаиду, где его внимание привлекли находки Реджа Спригга в холмах Эдиакары. В 1958 году Глэсснер опубликовал статью на ту же тему, что и Спригг, о новых формах нижнекембрийских (то есть нижележащих пород) окаменелостей из Эдиакары, но в том же году открытие на другом конце мира представило эдиакарские находки в совершенно новом свете.

В своем отчете, опубликованном в 1958 году, доктор Тревор Форд из Лестерского университета описывал отпечатки организма, напоминавшего по форме ветви папоротника, найденные в Чарнвудском лесу в Англии, определенно докембрийского возраста. Он назвал папоротник Charnia massoni. Схожие формы папоротников были найдены в Эдиакаре. Тогда Мартин Глэсснер написал в Nature статью о находках докембрийских медуз и прочих кишечнополостных (тип, к которым принадлежат медузы и актинии) из Эдиакары, Африки (Намибии) и Англии, объявив миру о том, что в Австралии найдены их древнейшие останки. Вскоре после этого вышла статья о находках, попавшая на обложку Scientific American в 1961 году. С тех пор раскопки в Эдиакаре ведутся непрерывно и по-прежнему проливают свет на многие вещи. Сегодня эти ископаемые известны как «эдиакарская биота», а их точный возраст оценивается в 560 млн. лет, что значительно раньше взрыва эволюции в кембрии, 540 млн. лет назад.

Наследие Реджа Спригга продолжает жить в названии нового геологического периода, описанного спустя более чем век после открытия. Эдиакарский период (635–542 млн. лет назад) был официально утвержден в 2004 году, и сегодня он известен как время появления разнообразия многоклеточных форм жизни. А значит, для появления такого разнообразия должен был появиться и секс.

Человек, обнаруживший секс в Эдиакаре, начал поиски в 1971 году, но осознал значимость находок лишь в 2008 году. Доктор Джим Гейлинг, мой коллега и друг, куратор Южно-Австралийского музея в Аделаиде, начал поиски пластов с окаменелостями в других частях хребтов Флиндерса, работая в Эдиакаре в 1971 году. В 1972 году он со своим напарником Колином Фордом нашел нечто похожее на ветвеобразные организмы, что удерживались в тех же напластованиях останками животного. Это противоречило прежним утверждениям Глэсснера, считавшего, что эдиакарские находки были останками, нанесенными приливом. Исследование Гейлинга намекало, что они могли быть гораздо старше. Споры об эдиакарских организмах и их возрасте продолжаются и сегодня, и недавнее открытие попало в заголовки газет в 2008 году, после публикации в Science: оно объявляло происхождение секса выясненным.

Работа Мэри Дросер и Джима Гейлинга описывала новую эдиакарскую находку, Funisia. Funisia – червеподобный трубчатый организм, в изобилии встречающийся в Эдиакаре так часто, что можно в деталях изучить различные стадии его развития. Дросер и Гейлинг определили, что организмы являются одним поколением мальков. Следовательно, все они были порождены одним и тем же явлением, благодаря чему развивались одновременно: сексом. Проще говоря, рожденные бесполым путем, они бы больше отличались по размерам. Этот факт означал, что имел место секс, то есть обмен биологическим материалом, выбрасываемым в воду, как это происходит у кораллов.

London Times писал: «Предполагается, что пупырчатое животное, названное Funisia dorothea, размножалось так же, как современные кораллы и губки, но кроме этого, о его природе известно немного». И конечно, журналисты тут же начали спрашивать ученых, получала ли Funisia удовольствие от секса.

«Секс для нее был скорее способом размножения, чем развлечением, – сказала профессор Дросер из Университета Калифорнии. – Я полагаю, они были слишком примитивны, чтобы наслаждаться сексом. Не думаю, что они обнимались. Но я могу ошибаться, я была бы рада узнать, что они получали от этого удовольствие».

В случае проведения учеными тщательного анализа данных эти эдиакарские находки косвенно доказывают крайне раннее появление полового размножения по образу современных кораллов и губок. Встает вопрос: а мог ли секс появиться еще раньше?

Самые древние эукариоты – это, вероятно, причудливые спирали, известные как Grypania. Их останки, обнаруженные в штатах Монтана и Мичиган, датируются 1,8 млрд. лет назад. Согласно одной из теорий, это гигантские водоросли, другие же считают их большими цианобактериями, колонии которых образовывали слоистые структуры, похожие на холмы, – строматолиты, захватывая плавающие частицы. Превосходные примеры последних и сегодня существуют в заливе Хэмлин в Австралии. Бактерии размножаются бесполым путем, они просто создают свои копии. Учитывая, что большие спиралеобразные бактерии сегодня встречаются не часто, скорее всего, это были водоросли, размножавшиеся половым способом. Так не является ли Grypania древнейшим организмом, размножавшимся половым способом?

Эти находки могут представлять нечто большее, чем просто останки ранее живших организмов. Порой некогда существовавшая жизнь может быть найдена по следам веществ, оставленных ею, – как призрак, мелькающий в породе. Так, в 1999 году Йохен Брокс со своими коллегами из Австралийской геолого-исследовательской организации в Канберре нашел такие биологические отметки в виде жиров в породах западноавстралийского региона Пилбара. Это отодвинуло предполагаемую границу появления эукариот до отметки в 2,7 млрд. лет назад. В августе 2008 года Биргер Расмуссен со своими коллегами из Университета Кёртин в Западной Австралии опубликовал в Nature статью, в которой резко переосмыслил возраст этих биоотметок. Исходя из того что они появились в породах уже после их метаморфизации (нагревания и перекристаллизации под большим давлением и при больших температурах), их возраст теперь оценивается в 1,68–1,78 млрд. лет. А это и есть, дорогие читатели, тот период времени, с которым мы связываем появление секса.

Следует извечный вопрос: зачем был изобретен секс? Почему нельзя было продолжить просто делиться и почковаться? Не проще ли было бы нам размножаться, как маленькие пресноводные гидры, вместо всех этих запутанных брачных ритуалов? Могли бы мы просто выращивать на себе отростки, впоследствии отбрасывая их, как отмершие болячки, и таким образом создавать себе подобных?

Может, это было бы и легче, но ничего хорошего из этого не вышло, учитывая, что все мы были бы одинаковыми с одинаковыми личными качествами. Представьте себе мир, состоящий из миллиарда одинаковых людей. Это действительно сделало бы жизнь проще, особенно производителям обуви и одежды, но первая же инфекция стерла бы весь миллиард с лица земли.

Помимо того, половое размножение влечет за собой еще два главных преимущества. Во-первых, такие организмы быстрее приспосабливаются к изменениям среды, а во-вторых, они лучше защищены от негативных генетических мутаций. Британские ученые Питер Кейтли и Адам Эйр-Уокер провели эксперименты по оценке темпов генетических мутаций ряда животных, в особенности дрозофил. Они выяснили, что половое размножение не только очищает геном от опасных мутаций, но, наряду с другими механизмами, нацелено на приспособление к изменениям среды. То есть половое размножение и обмен ДНК позволяют нам лучше справляться с непредвиденными явлениями окружающей среды, которые в ином случае были бы смертельны.

Сара Отто из Университета Британской Колумбии подробно пишет о значении полового размножения для эволюции и верно отмечает, что, помимо обеспечения разнообразия, это еще и хорошее упражнение. Животное или растение вынуждено искать партнера, подвергая себя риску заражения от него, и становится легкой добычей для хищников, а иногда и для партнера, как в случае с богомолами и некоторыми другими беспозвоночными. Секс – не самый эффективный способ обмена генами. Партнер делится лишь половиной своего генетического материала, в то время как при бесполом размножении сто про центов передается следующему поколению. Отто подчеркивает то, что биологи называют «ценой» секса: при половом размножении организмы вынуждены производить в два раза больше потомства, чем при бесполом, чтобы не исчезнуть.

Несмотря на эти недостатки, эволюция привела к тому, что сегодня лишь некоторые крупные организмы размножаются бесполым путем (около 0,1 % всех организмов на земле, исключая, конечно, самые многочисленные – бактерии).

Секс порождает разнообразие, а это большой плюс в условиях постоянно и непредсказуемо меняющейся среды. Континенты медленно перемещаются, изменяются океанические течения вместе со всем климатом, а порой происходят внезапные (в геологическом понимании) катастрофы вроде вулканических извержений и изменений уровня океана. В таких условиях генетическое разнообразие позволяет быстрее приспосабливаться к различным вызовам среды. Великий немецкий биолог Август Вайсман сказал это еще в 1889 году, но, несмотря на непрекращающиеся исследования плюсов и минусов полового размножения, это по-прежнему не вызывает сомнения.

Некогда одноклеточные организмы начали создавать более сложные тела (метазоаны), а половое размножение стало преобладающим. Взрыв эволюции в начале кембрия, 540 млн. лет назад, стал отправной точкой возникновения множества различных видов строения организмов, большинство из которых существуют и сегодня. Это и первые черви, и моллюски (как морские моллюски, так и улитки), и членистоногие (насекомые, пауки, крабы). Кстати, последние особенно отличаются сексуальными извращениями.

Глава 9. Секс и одинокая остракода

У пауков, живущих в Израиле, была замечена дикая, но удивительно эффективная стратегия спаривания.

Самцы вида паука Harpactea sadistica прокалывают животы самок, оплодотворяя яйца прямо в яичниках. Так называемое травматическое оплодотворение дает первому же предприимчивому самцу репродуктивное преимущество – он запросто обходит сложности проникновения в гениталии самки.

BBC News online. 30 апреля 2009 г.

^[1]

Нет ничего более странного, причудливого, брутального, чем сексуальная жизнь насекомых, пауков и других членистоногих, которых наука называет артроподами. Начиная от клопов, которые брутально и примитивно насилуют самок саблевидным пенисом, и до других, более изобретательных, дошедших в стратегии до гомосексуального изнасилования: они имплантируют свое семя внутрь тестикул самцов-соперников. Да, мир секса артропод поистине ужасен – даже если его сравнивать с худшими человеческими извращениями.

Артроподы – это насекомые, пауки, клещи, сороконожки, крабы и другие ракообразные, а также давно исчезнувшие и просто еще не открытые наукой группы. Эти существа развили свои детально продуманные системы репродукции, и теперь они – короли земной жизни на планете. На сегодняшний день известно больше видов насекомых, чем любых иных групп живых существ (около 1,178 млн. видов только из описанных наукой; а это – 80 % всех известных животных форм). Им также принадлежит рекорд жизни на земле – возраст ископаемых отпечатков насекомых отсылает нас на 540 млн. лет назад; возможно, они еще древнее, если загадочные ископаемые эдиакарского местонахождения Spriggina и Parvanocorina окажутся артроподами.

Большинство ископаемых артропод обнаружено в виде отпечатков их твердой оболочки или кутикулы, и та и другая в жизни формируются из твердого хитина. Многие из нас могут распознать трилобита на картинке: сегментированное ископаемое, обычно обнаруживаемое в палеозойских отложениях – от 540 до 250 млн. лет назад. Трилобиты – это первые ветви огромной группы артропод, со многими тысячами разных видов, которые появились вскоре после зарождения группы. Ракообразные – вероятно, самые известные из артропод по причине их съедобности, конечно. В эту группу входят крабы, креветки, а также хорошо разветвленные группы ракушковых, веслоногих рачков, равноногих рачков и рачков-бокоплавов.

В в недавнем научном исследовании доктора Джерома Режье, опубликованном в журнале Nature, анализ ДНК большого диапазона артропод доказал: насекомые должны классифицироваться как субтаксон в составе таксона Ракообразные.

Один из ракообразных, скромный рачок с раковиной, стал предметом блестящей зоологической работы Чарльза Дарвина. «Ракушки» могут выглядеть как неподвижные, покрытые раковиной существа, сидящие на одном месте, но внутри их твердого панциря находится крошечное существо с членистыми ногами – рачок. И все же эти усоногие раки, как их называют, представляют собой самое яркое отклонение от стандартного тела артропод, со многими экстремальными формами полового диморфизма – разницы во внешнем облике самца и самки, иногда весьма и весьма значительной разницы. Одним из крупнейших открытий Дарвина стало то, что крошечные самцы так называемых балянусов – усоногих раков – паразитируют на самках. Это было потрясающее открытие для своего времени, поскольку зоологи думали конечно же, будто странные организмы на крупных самках внутри их раковин были паразитами совсем иной зоологической группы. Дарвин сделал серию подробных описаний этих рачков, приведя при этом даже измерения крошечных пенисов самцов с точностью до тысячной доли миллиметра (0,025 мм):

«…в одном случае я измерил пенис, и обнаружил, что в сжатом состоянии он составил в длину ⁴¹/₁₀₀₀ дюйма, что равно головной и брюшной части; …а в другом случае, когда пенис находился в «рабочем» состоянии, только та часть, что была выдвинута, оказалась длиннее всего тела; поскольку орган поместили в спирт, вне сомнения, он сжался; итак, я полагаю, что, если измерить пенис полностью вытянутым, он составит не менее чем две длины тела животного».

Это описание дает нам внушительные относительные размеры мужского пениса рака-отшельника; в некоторых случаях он достигает восьмикратной длины всего тела самца; а это означает, что пенис крошечного рачка – самая большая копулятивная структура у животных из всех когда-либо описанных. Так что если наш всего-то 20-сантиметровый аргентинский селезень савки обладает пенисом 42,5 сантиметра, то рачок-отшельник этого вида имел бы, если соотнести с размером тела, пенис 1,6 метра длиной!

Рачки-балянусы начинают свою жизнь с формы личинки, причем свободно плавающей, которая имеет целью прикрепиться к твердой скальной опоре, а затем формировать свой собственный домик, или ракушку, и провести в нем всю оставшуюся жизнь, фильтруя для себя пропитание из окружающих вод при помощи усиков на ножках. Поэтому они не собираются плавать вокруг да около в поисках партнера. Для целей размножения стандартные рачки – обитатели приливной зоны стали гермафродитами; каждый из них имеет и женские, и мужские органы. Для столь неподвижных существ оплодотворение друг друга представляется проблемой; им нужен гибкий и в некоторых случаях неординарно длинный пенис. Как только спаривание завершено, балянусы отбрасывают пенисы, а на следующий год отращивают новые, так же как олень сбрасывает рога.

Слушайте-ка, парни: разве не удобно так же просто, как балянус, менять форму пениса, чтобы смоделировать его для работы, как только «работа» появится на горизонте? Недавнее исследование Кристофера Ньюфелда и Ричарда Палмера из Университета Альберта доказало, что некоторые балянусы поступают именно так. Те виды, которые они изучали, могли менять форму пенисов соответственно энергетическому фону окружающей среды. Вот как ученые объясняют это:

«Мы наблюдали, что пенисы балянусов (Balanus glandula), живущих в приливной зоне, постоянно омываемой приливной волной, были толще и короче, более чем вдвое… массивны, чем у тех, кто жил в близлежащих защищенных от ветра заливах.

Кроме того, форма пенисов коррелировала с максимальной скоростью набегающей волны; и размер балянусов также соотносился с длиной пенисов: чем крупнее были балянусы – тем короче и толще пенисы».

Те балянусы, что живут в приливной зоне, постоянно подвергаясь стрессу, имеют тенденцию к более коротким, но утолщенным пенисам, а живущие в тихих водах заливов имеют пенисы удлиненные. Чтобы получить такие количественные данные, ученым пришлось проделать весьма деликатные и точные измерения и эксперименты. Сами ученые описывают свою работу по измерению как нелегкую задачу: неудивительно, что, как только балянусов переносят из естественного местообитания в лабораторию для измерений, их нелегко ввести в эротическое настроение. Для того чтобы осуществить измерения, ученым пришлось лить сифонную воду на их мужской орган, а затем быстро измерять и фотографировать. В их статье красноречиво описывается вся процедура:

«Каждый пенис был ориентирован перпендикулярно полю зрения, затем из шприца подавалась вода под давлением, и пенис медленно вздувался. Как только соматическая ткань прорывалась, пенис надувался полностью. Полное вздутие и полная длина органа были фиксированы, когда дополнительное давление воды из шприца уже не могло удлинить пенис более и все изменения кутикулы пениса пропадали. В этой временной точке пенис вновь фотографировали. Процесс повторяли на приблизительно 20 экземплярах из одного и того же местообитания, пока не достигали полного удлинения пениса для трех экземпляров с каждой популяции».

В их работе случались моменты, когда казалось, все потеряно; бывало, что наполовину вздувшийся пенис выходил из-под контроля. Имейте в виду также, что самому балянусу должно было казаться, будто его насилуют в извращенной форме; однако сами исследования очень важны и весьма ярко показывают, сколь большую роль в развитии таких морфологических характеристик играет генетика популяции. Вывод ученых был таков, что генетическая пластичность – главный фактор для изменения формы пенисов балянусов с изменением среды обитания; это и есть эффективная стратегия адаптации для продолжения размножения в условиях турбулентности волн своего традиционного местообитания.

Ракообразные не только держат рекорд по самым большим пенисам (по отношению к размерам тела) из известных науке ныне живущих или ископаемых организмов; но у них самые большие пенисы из самых древних ископаемых организмов. Одна из групп примитивных ракообразных – они не входят в число съедобных для людей, поэтому большинство не имеют о них представления – это остракоды, чьи мелкие двустворчатые раковины со стороны выглядят будто посеянные на поверхности семена.

Остракоды могут показаться скучными, но внутри своих мелких раковин они – сгустки кипящей сексуальной энергии. У самцов два пениса, и у некоторых видов их крошечные тестикулы содержат невероятное количество спермы; а сам мужской орган достигает длины в шесть раз превышающей длину взрослой остракоды. Остракодам принадлежит рекорд по сохранности ископаемых остатков благодаря их известковому двустворчатому панцирю (который хорошо сохраняется), и именно это, вне сомнений, внесло свой вклад в триумф остракод над другими животными в процессе идентификации образцов ископаемых пенисов, которые были открыты британской командой археологов в 2003 году.

Датированные периодом около 425 млн. лет назад, эти исключительно хорошо сохранившиеся ископаемые, будучи изображением томографических сканов, открывают нам спектр различных мягких тканей, минерализованных в известковой раковине. Образчик хорошо сохранившейся остракоды был назван Columbosathon ecplecticos, что означает «удивительный пловец с огромным пенисом».

Но как же спариваются эти рекордисты-остракоды? В недавнем исследовании карибских остракод были выявлены весьма причудливые техники ухаживания, включая ослепительные люминесцентные шоу, выдуманные для привлечения внимания совсем не красочных самок. Нам неизвестно, применяют ли эти техники иллюминации для привлечения самок все остракоды, либо они просто полагаются на свой статус альфа-самцов. Но, применив все свое воображение, мы можем себе представить, какое неоспоримое преимущество представляет собой ярко светящийся, да еще и переливающийся пенис самца Columbosathon холодной ночью в водах океана, для привлечения самок. Но даже если вы – не самка рачка, то и тогда невозможно представить себе такой девайс не привлекающим внимания.

Паук-сенокосец с длинными ногами принадлежит к группе артропод, которые и не вполне пауки, но принадлежат-таки к родственной группе арахнид. Сенокосцы, вместе с первобытными клещами и паукообразными тригонотарбидами, были первыми беспозвоночными, населившими землю, насколько нам известно из палеонтологии. Это событие было около 420 млн. лет назад, после поселения примитивных растений на суше.

В тот же год, когда было сделано компьютерное изображение пениса остракод, доктор Джейсон Данлоп, в настоящее время куратор Музея естественной истории в Берлине, с коллегами опубликовал в Nature короткую заметку о некоем хорошо сохранившемся ископаемом сенокосце, у которого ясно запечатлелись сексуальные органы. Датированные возрастом 400 млн. лет найденные в Шотландии в отложениях сланца детали ископаемого были заключены в слое окаменевшего геля в естественной среде и поэтому очень хорошо сохранились. Пенис описывается вполне как такая же деталь современных сенокосцев; однако эти существа (как и пауки) используют первую пару коротких «ног» для передачи спермы, так что те самые «пенисы» – не пенисы в полном смысле. Половые органы самок (яйцеклады) также были найдены в ископаемых остатках.

В недавних же исследованиях было выявлено, что, в отличие от самцов пауков, некоторые из этих сенокосцев – хорошие отцы. В одном исследовании говорилось, что пауки вида Acustoma proximum постоянно заботятся о кладке яиц, если она оставлена самкой. В 1990 году доктор Гизела Мора из Университета Флориды наблюдала, как один из тропических сенокосцев, Zygo pachylus albomargini, активно охраняет гнездо оплодотворенных яиц после спаривания (самка в это время отошла охотиться за пропитанием). Самцы даже охраняют яйца других самок, с которыми они не спаривались. Доктор Мора считает, что это был единственный из зафиксированных наукой случаев родительского поведения у самцов арахнид.

В то время как много написано о поведении при спаривании насекомых, совсем немного можно выявить из отчетов по ископаемым о том, имели ли насекомые в древности аналогичные современным тела и половые органы. Иногда ископаемых насекомых находят в превосходно сохраненном состоянии в янтаре, окаменевшей смоле древних деревьев. Один идентифицированный экземпляр мухи, возрастом 42 млн. лет, в янтаре принадлежит загадочному виду Mengea tertiaria из группы веерокрылых. Компьютерный скан насекомого дал великолепное изображение внутренних органов, в том числе эдеагуса, пенисовидного мужского органа.

Таким образом, пусть о сексуальном поведении древних насекомых почти ничего не известно, современные насекомые снабдят нас сведениями о самых причудливых ритуалах в спаривании. Хотя большинство насекомых размножаются половым путем, некоторые способны воспроизводить свои клоны; этот процесс известен как «партеногенез». Когда насекомые копулируют, самец обычно использует свой эдеагус для передачи спермы. Этот эквивалент пениса – только часть всего фаллоса, расположенного в нижней брюшной части, и сам фаллос может содержать деталь, называемую «вальва»: она используется для удержания эдеагуса в теле самки. Спариваясь, самец насекомых передает сперму в виде сперматофор прямо в яйцеклад самки через обычное генитальное отверстие (совокупительную сумку), что позволяет накопить сперму в особом хранилище, именуемом сперматека. В ней сперма обогащается из особой сперматической железы и подготавливается особым образом: твердая протеиновая оболочка, покрывающая сперму, растворяется.

Большинство насекомых, репродуцирующих таким способом, действуют стандартным образом. Вы наверняка могли наблюдать стрекоз, совокупляющихся своими хвостовыми концами в процессе спаривания, и это хорошо описанный процесс (то, что происходит внутри самки стрекозы, – особая история, она будет обсуждена нами позже при описании конкуренции спермы). Другие насекомые используют более травматические способы полового акта для усиления успеха спаривания, и вот там творятся просто жуткие вещи.

Богомолы хорошо известны своими садистскими привычками при спаривании, которые обычно именуют термином «сексуальный каннибализм» – ведь чаще всего самка во время акта съедает самца. Для отдельного самца это – конец всему, однако самому виду такая кульминация акта только придает дополнительные выгоды: самка получает пищу для прокорма ее только что оплодотворенных яиц; а самец дополнительно стимулирован для эякуляции большего количества спермы под угрозой быть съеденным – ведь это обеспечивает многочисленность его потомства. В некоторых случаях, когда перед спариванием самка хорошо поела, она может и не съесть самца. Китайские богомолы перед спариванием пускаются в сложные ритуальные танцы: во время танца самка плотно питается, и все же иногда и в этом случае она съедает самца по завершении спаривания.

Наверняка самым отвратительным актом совокупления можно считать секс клопов: их укусы с выделением крови можно считать детским лепетом по сравнению с тем, что они делают друг с другом. Самец прокалывает живот самки своим саблевидным пенисом, чтобы тут же эякулировать прямо в ее рану: у насекомых нет разделения на кровеносную и лимфатическую системы, так что эякулированная сперма по кругу попадает прямо в яичники, чтобы оплодотворить яйца. Раны самки часто заживают, но не всегда; так что эволюция здесь явно не потрудилась над разрешением кровавого конфликта. Иногда самцы клопов даже осеменяют других самцов, возможно, для того, чтобы заместить своей спермой их сперму, хотя доказательств этого нет.

Структура пениса у паука Harpactea (автор рисунка Джон Лонг, 2009)

Недавние исследования пауков в Израиле, описывающие подобные травматические способы спаривания, доказывают, что этот способ репродукции используется и другими видами. Самец паука Harpactea sadistica на конце педипальп носит игловидные структуры, а еще такое же оружие крепится к его голове: оно используется для передачи спермы самке. Самец прокалывает самку и помещает сперму прямо в ее яичники, таким образом, никакие ритуалы ухаживания уже не нужны. Эволюционное объяснение такого поведения еще не обосновано, но столь брутальное поведение этих видов дало положительные результаты и привело к процветанию. У самок в результате акта наблюдается сжатие половых органов, так что, возможно, это способ сбережения энергии – ведь он дает преимущество над другими видами в борьбе за существование.

В страшном и причудливом мире беспозвоночных одним из самых больших эволюционных превращений было появление первых рыб. Только недавно, с использованием молекулярных технологий, были прослежены линии генетического происхождения первых позвоночных. Те примитивные животные, что мы находим на морских пляжах, оболочники, или сальпы, ныне рассматриваются как самые близкие родственники позвоночных. Хотя в них нет ничего от современных рыб, их личинки имеют хвост, снабженный мускулатурой, жаберные щели и хрящевой стержень, поддерживающий тело и хвост. В этом отношении они вполне близки первым бесчелюстным рыбам, появившимся около 520 млн. лет назад. Сегодня бесчелюстные рыбы представлены миногами и миксинами, сходными с угрями; все они размножаются икрометанием в воде; их самцы поливают молоками икру.

Следующий большой шаг в эволюции позвоночных был нашествием огромного разнообразия челюстных рыб, таких как наши похотливые панцирные плакодермы. Как уже было обсуждено ранее, мы теперь знаем, что некоторые из них обладают искусными способами спаривания с использованием костяных заостренных класперов, в то время как другие имеют класперы ровные и гладкие, которые предназначались для проникновения. Современные акулы и скаты используют сходные способы спаривания, хотя их класперы мягкие и гибкие, поддерживаемые изнутри эластичными хрящевыми стержнями.

Понимая первые репродуктивные стратегии и методы размножения рыб, мы можем теперь перейти к следующему этапу нашего путешествия – от возникновения интимного секса в девоне у панцирных рыб – к первым выбравшимся отчего-то из воды рыбам и наводнившим сушу их потомкам. А поскольку они тоже «делали это» – то как же все происходило по-земному?

Глава 10. Секс на пляже

…И грунион вновь скорей
Сквозь жирное море плыл,
Чтоб яйца на пляж отложить
И пойманным пьяными быть
В холщевых потрепанных шляпах,
А вовсе не самками —…
Чарльз Буковски

Вы сильно ошибаетесь, если думаете, что Барт Ланкастер и Дебора Керр, целующиеся на фоне гавайского прибоя в «Отныне и во веки веков» – это символ сексуальности. Ничего подобного! Каждую ночь калифорнийский грунион (Leuresthes tenius), рыбка длиной не более 20 сантиметров, беззастенчиво устраивает оргии на залитом лунным светом пляже. Позвольте мне описать это действо.

Теплой летней ночью спустя три дня после полнолуния пляж залит жутковатым бледным лунным светом. Под шум прибоя на пляж высыпает толпа рыбьих женщин. Они наполовину закапываются в песок, так что остаются видны лишь головы и животы (грудные плавники, точнее). Затем, на гребне волны, на пляж въезжают парни, по восемь штук на каждую девушку. Они обвиваются вокруг дам и начинают яростно разбрызгивать на их неприкрытые части свою сперму. Медленно стекая по гладкой коже девушек, сперма достигает отложенных в песок икринок. Готово! Затем дамы выпрыгивают из песка, оставляя оплодотворенные икринки скрытыми от посторонних глаз, и направляются к воде, чтобы поскорее отмыться. Икра груниона служит добычей многочисленных хищников вроде чаек и крабов, но если некоторые из икринок останутся нетронутыми, то через 10 дней, со следующим высоким приливом, из них вылупится новое поколение.

Теперь вы, возможно, понимаете молодых калифорнийцев, которые в 1950-е любили выходить на пляж летними ночами, чтобы посмотреть на «парад грунионов». Вскоре это выражение даже стало эвфемизмом «жаркой вечеринки», и Фрэнк Заппа запечатлел это в своей композиции «Парад грунионов».

Грунион – лучеперая рыба (или актиноптеригиан – рыба с костяными плавниками, или, по-другому, лучами), родственная золотой рыбке, лососю и форели, но, в отличие от них, размножающаяся на суше. Среди 30 тысяч известных лучеперых можно найти немало различных по видам спаривания рыб. Несколько из них мы уже описывали в предыдущих главах. Но тех, что размножаются на суше, не так много. Даже те рыбы, которые могут дышать воздухом, вроде бычков или лопастеперых двоякодышащих, все равно размножаются в воде, как и большинство известных видов амфибий, таких как лягушки. На определенном этапе эволюции рыбы начали выходить на сушу, что повлекло значительные изменения в их репродуктивной физиологии. Они научились дышать воздухом, удерживать влагу, чтобы не умереть от обезвоживания, а следовательно, потребовались изменения и в урогенитальной системе: им пришлось научиться размножаться вне воды.

Первыми сухопутными организмами были древние амфибии, тетраподы, схожие по строению со своими предками – рыбами. Но как удалось им впервые выйти из воды на сушу? Ответ на этот вопрос дало нахождение Tiktaalik, развитой лопастеперой рыбы. В 2006 году это открытие попало в заголовки газет и было названо «недостающим звеном» эволюции между рыбами и животными.

Tiktaalik был найден на территории Канадского Арктического архипелага командой исследователей под руководством Нила Шубина из Чикагского университета и доктора Тэда Дэшлера из Академии наук Филадельфии. Спустя многие месяцы изнурительных поисков в суровых условиях они нашли те отложения, в которых могли находиться останки такой рыбы. Tiktaalik (что значит «налим») – очень приятная находка во всех смыслах этого слова. У него большая плоская голова, как у аллигатора, с глазами наверху, сродни многим древним амфибиям, мощный плечевой пояс и крепкие передние конечности. Но действительно необычно то, что его черепные кости и скулы точно такие же, как у самых ранних тетрапод (четвероногих), например у Acanthostega, чей возраст – 360 млн. лет. Парные передние конечности, или «руки», Tiktaalik соединяют мощные плечевую, локтевую и лучевую кости, формируя скелет, как у Acanthostega. Однако Tikta alik – это все же рыба, так как его плавник заканчивается несколькими толстыми лучами, в то время как Acanthostega обладают пальцами. Не так давно Катарина Буасверт из Университета Монаша в Австралии и Пер Альберг из Университета Уппсалы, Швеция, обнаружили, что близкий родственник Tiktaalik, Panderichthys, являет собой пример превращения плавников в пальцы, еще один образчик переходной стадии эволюции между рыбами и наземными животными.

Профессор Дженни Клак из Зоологического музея Кембриджского университета и другие ученые, изучающие этих ранних амфибий, считают, что они, скорее всего, были полностью водными существами и пальцы (у Acanthostega их восемь) помогали им плыть. Водные рептилии, такие как плезиозавры и ихтиозавры, тоже имели подобные приспособления. После выхода амфибий на сушу число пальцев установилось по пять на каждую конечность. Это стало примером асимметрии, так как на каждую конечность приходилось нечетное количество пальцев, что мы можем наблюдать и у нас самих. Несмотря на наличие таких полезных приспособлений, первые наземные амфибии, как и почти все амфибии сегодня, возвращались в воду для размножения. Некоторые из свидетельств выхода древнейших четвероногих на сушу были найдены в карьере Захельмье на территории Польши в 2010 году в береговых отложениях возрастом около 390 млн. лет. Предположение о том, что именно эти существа впервые изобрели секс, имеет под собой основание. Размножались ли они путем спаривания, икрометания или соприкосновения органами выделения, как это делают современные лягушки, остается загадкой. К сожалению, в отложениях об этом нет ни единого свидетельства.

В наши дни амфибии практикуют различные виды брачного поведения, но подавляющее большинство все же возвращается в пресную воду, так же как и лучеперые рыбы (самка откладывает икру, а самец оплодотворяет ее, разбрызгивая сперму). Среди амфибий есть множество удивительных примеров этого процесса, вроде того, что существует у грунионов. Многие лягушки спариваются путем «амплексии», то есть самец обвивает самку сзади, соприкасаясь с ней клоакой. Это значит, что сперма может как вбрасываться в клоаку самки напрямую, так и быть пролитой на отложенные яйца – икру. Североамериканская хвостатая лягушка (Ascaphus truei) размножается путем примитивного спаривания, используя пенисоподобный отросток, являющийся видоизмененным хвостом. Самец хватает самку и просовывает свой хвост в ее клоаку, чтобы отложить сперму путем внутреннего оплодотворения: это единственный пример в мире лягушек. Самцы амфибий – настоящие джентльмены: даже более сильные всегда дожидаются, пока самцы поменьше закончат свое дело, уступив им самку.

Брачное поведение лягушек разнообразно. Род Eleutherodactylus (насчитывающий, по слухам, до 700 видов) научился размножаться вне воды благодаря отсутствию стадии головастиков у вылупившихся детенышей. Некоторые даже использовали живорождение, как недавно исчезнувший вид лягушек Кокви в Пуэрто-Рико (Eleutherodactylus jasperi) – поколение вылуплялось из икры прямо в теле самки, а затем выпрыгивало оттуда уже оформленными маленькими лягушками.

Австралийские заботливые лягушки, или реобатрахусы, считающиеся вымершими с 1985 года, отличались неповторимой отцовской заботой о потомстве, примеров которой нет нигде в мире амфибий. После оплодотворения икринок самцом самка проглатывала их (до 40 штук) и хранила в своей пищеварительной системе. Толстый слой прогландина вокруг икры предотвращал растворение икринок кислотой желудка, но несколько икринок все же успевали перевариться. По мере того как головастики в течение шести недель развивались в лоне матери, ее желудок, постепенно увеличиваясь в размерах, начинал занимать весь объем тела. А затем изо рта гордой матери появлялись крошечные лягушата, чего мы, вероятно, уже никогда больше не увидим.

Порой ничто не может остановить самца от оплодотворения икры. Иногда самец древесных лягушек в безудержной сексуальной лихорадке начинает оплодотворять все, что попадается ему на глаза, включая других самцов или даже ничего не подозревающих других амфибий, вроде тигровых саламандр. Однако последние исследования показали, что при определенных условиях лягушки могут резко менять свое брачное поведение. К примеру, содержание в воде даже минимального количества атрацина (уничтожителя водорослей, признанного сегодня потенциально опасным для эндокринной системы) может приводить к изменениям половых органов и брачного поведения самцов лягушек. Работа Тайрона Хэйеса и его коллег из Калифорнийского университета Беркли, опубликованная в 2010 году, доказывает, что подобные вещества приводят к химической кастрации и проявлениям гомосексуальности самцов. После погружения в воду с содержанием атрацина самцы начинают спариваться с другими самцами, и 10 % из них в итоге меняют пол. Эти исследования сыграли важную роль в объяснении случаев резкого снижения популяций амфибий, даже в тех областях, где загрязнение минимально. Эти вещества влияют на амфибий даже в пропорции 0,1 долевая часть на 0,9 воды – на миллиард штук (икринок).

Так спариваются ли на самом деле какие-либо виды амфибий? Да, те, что принадлежат к особенному отряду, называемому безногие земноводные.

Эти змееподобные безногие амфибии проводят большую часть своей жизни в воде или влажных тропических почвах, охотясь на червей и других небольших существ. У некоторых из них даже отсутствуют легкие, а весь необходимый кислород они получают прямо через кожу. Но все они размножаются спариванием. Самцы используют небольшой уплотненный орган, фаллодеум – пенисоподобный отросток клоаки, – погружая его в самку и перекачивая в нее сперму до трех часов подряд.

У некоторых из них (например, Scoleomorphus) область клоаки усилена хрящевыми спикулами (маленькими отростками наподобие игл). В своей работе 1998 года доктор Марвали Уэйк из Беркли сравнивает эти спикулы с другими подобиями половых органов животных, такими как бакулюм и псевдопенис у некоторых млекопитающих, и минерализованными частями гемипенисами (парными пенисами) у некоторых ящериц и змей. Но тут же оговаривается, что она не считает их равнозначными спикулам безногих земноводных по причине их разного происхождения. (К этому вопросу мы еще вернемся в последней части данной книги, так как новейшие исследования, в том числе и гомеозисных генов, указывают, что некоторые из этих органов могли развиться в силу тех же генетических процессов, даже если в настоящее время они различаются.)

И лягушки, и безногие земноводные являют собой пример высокоразвитых амфибий, чье строение значительно сложнее, чем у их длиннотелых и длиннохвостых предков. Чтобы точнее сказать, как могли спариваться первые амфибии, стоит взглянуть на современных саламандр. Ambystoma maculatum, саламандра, живущая на юго-востоке США и достигающая длины 25 сантиметров, включает ухаживания в свой брачный ритуал. Самец показывает свои намерения, подталкивая самку головой, и, повторно обойдя ее, откладывает свой багаж спермы (сперматофоров) на дно водоема, после чего самка забирает ее своей клоакой. Самцы соревнуются между собой, порой откладывая свою сперму на «наследие» конкурента. Самец калифорнийской саламандры Taricha torosa привлекает внимание самки небольшим танцем, после чего забирается на нее, нежно потирая ее подбородок своим носом или поглаживая ее задними ногами, пока та не поддается его уговорам. Весь этот процесс убеждения ее взять его сперму со дна пруда может занимать час. Саламандры близки по форме к ранним амфибиям, но не более того, а значит, мы можем только экстраполировать их методы на ранних амфибий.

Следующая ступень эволюции наземных животных – от амфибий к рептилиям – привнесла большие новшества в размножении. Эта группа четвероногих позвоночных также зовется «амниотами», так как у них имеется амнион, или мешок, в котором помещается зародыш (каждый видел это на примере тонкой внешней ткани очищенного вареного яйца). Этот мешок может находиться внутри твердого яйца (как у рептилий, в том числе динозавров, и птиц) или внутри самого животного (как у млекопитающих). Ископаемые амниоты (самые примитивные из известных рептилий) определяются по сходству черепа с черепами современных рептилий. Три вида костей в особенности, теменная, височная и трубчатая, создают прочный каркас верхней части черепа у развитых лопастеперых рыб вроде Tiktaalik и у ранних четвероногих (амфибий). Однако у амниотов, таких как рептилии, птицы и млекопитающие, эти кости отделены от верхней части черепа, отвечая за затылочную часть. Таким образом, обращая внимание на этот признак, мы можем определить, на какой стадии эволюции произошло это изменение.

Ящероподобная рептилия возрастом около 340 млн. лет (ранний каменноугольный период), названная Casineria, – является самым древним из найденных амниотов. Вместе с приходом амниотов появилась и возможность откладывать икру на суше, избавившись таким образом от необходимости возвращаться в воду для ее взращивания. Изобретение этого мембранного мешка позволило зародышу дышать внутри яйца, сохраняя при этом влагу. Роль этого новшества в эволюции исключительна – оно потребовало создания нового вида размножения: принудительного внутреннего оплодотворения.

Сегодня все амниоты (высшие позвоночные) размножаются либо путем спаривания (большинство рептилий, млекопитающих и некоторые птицы), либо с помощью клоачного контакта (большинство птиц). Оплодотворенные яйца либо защищены твердой оболочкой, как у многих рептилий и птиц, либо созревают внутри матери, как у нас, млекопитающих, и у многих рептилий. Золотым веком рептилий была эра динозавров, мезозой, 250–265 млн. лет назад. В это время появились самые большие в истории Земли существа, первые птицы, а также различные виды первых млекопитающих. Вместе с концом эры динозавров навсегда изменилось и размножение на планете Земля.

Глава 11. Секс у динозавров и другие невероятные открытия

Динозавры, вероятно, – самые удивительные из всех древних существ, открытых геологами и палеонтологами. Они значительно выделяются не только благодаря своим размерам, но и в силу своей необычности и разнообразия видов. Они и вправду были настоящими драконами древности…

Преподобный отец Х. Хатчинсон

В 1677 году Роберт Плот, профессор химии Оксфордского университета, выпустил книгу по истории природы Оксфордшира. В ней упоминалась одна необычная находка, обнаруженная в карьере близ Чиппинг-Нортона годом ранее. Плот нашел что-то похожее на окаменевшую мошонку, два больших яйцеподобных фрагмента помещались в мешочек. В 1763 году Ричард Брукс описал это именно как мошонку и назвал находку Scrotum humanum. Последующие исследования показали, что эти «яйца» на самом деле были парой мыщелков нижней части бедра динозавра. Таким образом, запись, сделанная Плотом в 1677 году, стала первым упоминанием о динозаврах. В 1824 году английский биолог Уильям Бакленд назвал его мегалозавром.

Великий английский палеонтолог доктор Беверли Халстед, посвятивший большую часть своей жизни исследованию бесчелюстных рыб, не на шутку заинтересовался сексом динозавров.

Подготавливая статью о Scrotum humanum вместе со своим коллегой доктором Аланом Черигом и при поддержке еще двух коллег, доктора Вильяма Бола и доктора Робина Кокса, Халстед включил в нее благодарности последним. К сожалению, Кокс оказался начальником Черига и не оценил такого юмора. Таким образом, случайная игра слов так и не вошла в окончательную версию работы.

В течение своей карьеры Халстед составлял различные палеонтологические теории о том, как спаривались динозавры, представлял публике забавные демонстрации этого процесса и даже включил картину их спаривания в свою книгу для детей о динозаврах. Проводя в Канаде лекцию по эволюции человека, Халстед шокировал аудиторию слайдом о сходстве людей и приматов. «Я показал им фото, на котором я сидел на дереве голым, со свисающим вниз пенисом», – вспоминал Халстед. – «Кажется, это впечатлило зрителей».

Названная Ричардом Бруксом «Scrotum humanum» («Мошонка человеческая») в 1763 году, эта находка позднее была верно определена как часть ноги мегалозавра (Плот, 1677)

В своих представлениях о динозаврах Халстед в основном опирался на современных рептилий. Он утверждал, что динозавры спаривались лишь в одной позе: «Беря ее сзади, самец клал свои передние конечности на ее плечи, закидывая одну из задних ног ей на спину, и, вертя под ней хвостом, пытался добраться до ее клоаки». Он также полагал, что «возможно, они еще ложились бок о бок, самец слева, самка справа, или вроде того, и плотно прижимались задами». Золотым правилом для самцов, пристраивающихся сзади, было оставлять хотя бы одну ногу на земле во время спаривания, заявлял Халстед.

Динозавры были самыми крупными животными в истории Земли. Некоторые из них, например аргентинозавры, с их двухметровым шейным отделом позвоночника, достигали длины ли они землю своим спариванием? Может, и так, но прав ли был Халстед? И как нам понять, как это происходило на самом деле?

В Интернете, ставшем для ученого первоочередным инструментом, на этот вопрос внятного ответа не найти. Один сайт предполагает, что у динозавров не было пениса и они «целовались клоаками», прикладывая свои огромные зады друг к другу для передачи биологического материала, как это делают большинство лягушек и птиц и с чем соглашался Халстед. Автор этого утверждения подытоживает: «Гениталии не сохраняются в ископаемых останках, а потому палеонтологи знают о размножении динозавров меньше, чем второклассник о сексе». Это в общем-то верно, но, вероятно, мы можем узнать больше, изучая процесс спаривания современных рептилий и птиц (которые сегодня считаются ближайшими ныне живущими родственниками динозавров).

Сегодня в мире насчитывается около 8200 видов рептилий. Все существующие сегодня рептилии (кроме гаттерий) размножаются спариванием копуляцией. Самцы имеют пару пенисообразных органов, называемых гемипенисами. Иногда имеется лишь один орган, пенис, как, например, у черепах и крокодилов. Современные крокодилы – ближайшие родственники той вымершей группы животных, что, разделившись на ветви, эволюционировали в динозавров, птиц и крокодилов. Произошло это около 230 млн. лет назад. Все динозавры принадлежали к группе архозавров («правящих рептилий»), из которых сегодня существуют лишь крокодилы.

Но самая примитивная из ныне живущих рептилий (что следует из структуры ее черепа) – это ящероподобная гаттерия, населяющая некоторые районы Новой Зеландии. Это настоящее живое ископаемое, родом из триасового периода (240 млн. лет назад). У самцов гаттерий нет пениса, они размножаются напрямую клоаками, так же как современные лягушки. Взросление гаттерий до возраста спаривания – долгий процесс, занимающий около 20 лет. Но и после этого самки спариваются и откладывают яйца лишь раз в четыре года. Долголетие гаттерий поражает. В 2009 году самец, много лет содержавшийся в неволе, стал отцом в 111 лет. Причем, вероятно, в первый раз, после спаривания с 80-летней самкой Милдред в музее Инверкаргилла, Новая Зеландия. Все это говорит о том, что, вероятно, все современные рептилии преобразовали свои органы размножения индивидуально, развившись из той древней формы, к которой принадлежат современные гаттерии.

Группа чешуйчатых, состоящая из примерно 8 тысяч видов и включающая всех современных ящериц и змей, судя по всему, преуспела больше всего среди рептилий. Они появились как отдельная группа примерно в поздней юре (около 150 млн. лет назад), значительно позже динозавров и почти в одно время с первыми птицами. Как уже упоминалось, у них два пениса (гемипенисы), а чтобы заинтересовать вас еще больше, скажу, что каждый из этих пенисов может еще раздваиваться или может быть увенчан острыми чешуйками. Это делает их размножение особенным в контексте эволюции, отличным от всего, что было до них, включая динозавров и птиц. Они вставляют свои гемипенисы в самку, а затем разводят их в разные стороны, перекачивая сперму по каждому в отдельности.

Некоторые из чешуйчатых достойны восхищения из-за своей моногамности и заботы о потомстве. Короткохвостый австралийский сцинк (Tiliqua rugosa) чаще всего моногамен даже вне сезона спаривания и живет с одной самкой до 20 лет. Они живородящие, и некоторые из детенышей могут рождаться огромными, достигая одной трети веса матери. Представьте себе женщину, родившую 23-килограммового ребенка!

Но не все ящерицы и змеи разделяют высокие моральные стандарты короткохвостых сцинков. Североамериканские садовые ужи во время спаривания выделяют феромоны, привлекающие других ужей, независимо от пола, и приглашающие тех присоединиться. Но самыми крутыми оказываются при этом, так скажем, самые горячие самцы – они всегда побеждают в борьбе за самок. До 25 мужиков могут набрасываться на одну самку, образуя змеиную оргию. Порой самцы садовых ужей выделяют псевдоженские феромоны в попытке одурачить других самцов, чтобы те набросились на змею-трансвестита. В случае успеха «разогретая» таким образом змея-трансвестит будет иметь преимущество в споре за самок. Чтобы проверить это, команда ученых Сиднейского университета под руководством доктора Рика Шайна прикрепила к ужам миниатюрные датчики, точно показывающие затраты тепла, а также использовала мертвых ужей как приманку. Они подтвердили свое предположение и опубликовали работу в Nature. Действительно, некоторые озабоченные самцы пытались спариться с мертвыми змеями – даже некрофилия не обошла стороной мир зверей, как показывает и нижеописанный пример с черепахами.

Как уже говорилось, самцы черепах спариваются при помощи одинарного пениса, и порой весьма медленно. Гигантские галапагосские черепахи живут до 150 лет и весят до 23 килограммов. Спариваясь, эти гиганты никогда не спешат. Покачавшись из стороны в сторону, чтобы привлечь самку, они начинают бодать ее панцирь, пощипывая ей ноги, чтобы та спряталась. Затем самец подбирается к ней сзади и проводит несколько часов, спариваясь. Кстати, у черепах одни из самых жутких гениталий, которые я когда-либо видел на глянцевых страницах зоологических журналов. Довольно забавно, что пенис самца черепахи во многом похож на пенис млекопитающих, и некоторые ученые заявляют, что к тому же функционально очень схожи в своей гидростатике. То есть для возбуждения эрекции используются схожие коллагеновые ткани. Более того, при репутации черепах как неторопливых тугодумов, во время исследований альдабранских черепах (Geochelone gigantea) был отмечен случай, когда один самец пытался спариться с мертвой черепахой, пока другой самец подъедал ее тушу.

Почти все хвостатые рептилии размножаются копуляцией и используют пенис, чтобы преодолеть необходимый промежуток между телами. Иногда увеличение длины пениса – единственный эволюционный способ добиться результата, этим объясняется и сильная разница в размере пениса между черепахами и другими рептилиями.

Итак, мы рассмотрели некоторых современных рептилий. Сохранились у ископаемых рептилий какие-либо свидетельства их сексуального поведения? Были обнаружены примеры морских рептилий, ихтиозавров, с великолепно сохранившимися зародышами, некоторые – даже погибшие в процессе родов. А значит, они, вероятно, спаривались почти так же, как современные дельфины. Несложно понять, что они обладали неуклюжими рыбообразными телами, и возможность размножения ихтиозавров путем трения клоаками близка к абсурду. Они были полностью морскими существами, не приспособленными выбираться на пляжи, то есть их секс происходил в открытом море, как и у дельфинов или больших акул сегодня.

Пенис черепахи очень похож на пенис млекопитающего, в то время как другие рептилии, такие как змеи и ящерицы, имеют парный гемипенис. (Джонс, 1915)

Известна еще одна группа мелких живородящих морских рептилий, таких как кейхозавр, найденный в триасовых отложениях Китая вместе с зародышами внутри нескольких из них. Они были предками больших плезиозавров, как длинношеих, так и короткошеих, некоторые из которых вырастали в длину до 15 метров. Вероятно, что все рептилии этой группы были, как и найденные, живородящими. К показу в Музее истории Земли в Лос-Анджелесе недавно был подготовлен образец плезиозавра, названный Polycotylus. Во время подготовки экспоната доктор Луис Кьяппе и Робин О’Кифи обнаружили внутри его сохранившийся зародыш, что стало первым доказательством внутреннего оплодотворения, а следовательно, скорее всего, и размножения путем копуляции, у плезиозавров.

Мозазавры были вараноподобными морскими рептилиями, схожими с нынешними австралийскими гоанами, за исключением того, что вырастали в длину до ужасающих размеров – до 15 метров. Они также были живородящими. Внутри маленького каркозавра, найденного в словенских меловых отложениях, помещались сразу четыре развившихся зародыша, что означает, что эти водные существа тоже были живородящими. Из всего этого следует, и мы можем предположить, что эти продвинутые водные рептилии, скорее всего, размножались копуляцией. И, как у современных китов, их пенис находился внутри клоаки и выдвигался только в случае спаривания, не нарушая, такими образом, обтекаемых форм водного существа лишними неровностями. Ведь никто еще не видел кита, плывущего с висящим без необходимости пенисом.

Интересно, что ближайшие современные родственники мозазавров и самые большие существа в своей группе, комодские вараны (Varanus komodoenis), способны размножаться партеногенезом. Это было доказано в 2006 году, когда в европейских зоопарках две самки отложили оплодотворенные яйца без помощи самцов. Анализ ДНК зародышей показал, что те являются точными копиями своих матерей. Комодские вараны стали самыми крупными среди позвоночных животных, размножающихся партеногенезом. А также самыми высокоразвитыми существами с такой способностью (в шкале от рыб до человека). Возможно, самки мозазавров тоже потенциально обладали такой способностью.

Несколько лет назад мы с моим другом научным журналистом Кармело Амелфи решили узнать, как занимались «этим» динозавры и что за прибор они для этого использовали. В 2005 году, опросив ряд ведущих палеонтологов, Кармело написал по этому вопросу отличную статью. Многие ученые, с которыми он беседовал, считали, что динозавры скорее размножались методом соприкосновения клоак, чем при помощи огромных пенисоподобных органов.

Таким образом, единственное доказательство полового диморфизма динозавров – того, что самцы отличались по размеру и форме от самок, – это исследования скелетов тираннозавров, показавшие, что одни (вероятно, самцы) были мельче других. Это не является общепризнанным фактом из-за недостатка доказательств, но дополнительные данные, появившиеся после нахождения хвостовых позвонков больших длинношеих апатозавров, диплодоков и камарозавров, могут подтвердить это предположение. В работе Брюса Ротшильда и Дэвида Бермана 1991 года говорится, что, возможно, «единый хвостовой позвоночник был только у самок и являлся приспособлением, обеспечивающим возможность спаривания путем поднятия или отведения в сторону хвоста». Многие палеонтологи раскритиковали такое заявление, указав на недостаток статистических данных, доказывающих диморфизм динозавров, и споры продолжаются по сей день.

Кроме этого, единственным, что может пролить свет на то, как размножались эти существа, являются останки динозавра из группы овирапторозавров, в яйцеводе которого сохранились два яйца. Образец был найден в провинции Цзянси в Китае, его оценочный возраст – 70 млн. лет. Описывая эти яйца, доктор Тамако Сато из Канадского естественного музея говорит, что у этого динозавра все еще два рабочих яйцевода, но количество производимых яиц снижено до одного на каждый яйцевод, как у птиц. Таким образом, мы видим репродуктивный тракт крокодила в сочетании с производством яиц по типу птиц. Я считаю, что это подтверждает теорию о том, что динозавры спаривались, как крокодилы, при помощи пениса, но откладывали яйца, как первые птицы, вроде страусов и других бескилевых (преимущественно нелетающей группы птиц), две штуки за один раз, а не случайным образом, как черепахи и крокодилы.

Различные эксперты в области биомеханики заявляют, что для существ такого веса и таких размеров, как динозавры, спаривание копуляцией было бы опасным занятием. Впрочем, оценки веса и размеров динозавров многими ставятся под сомнение. Одним из несомненно весомых аргументов являются математические подсчеты артериального давления динозавров, сделанные профессором Роджером Сеймуром из Университета Аделаиды. Проведенные им исследования жирафов показали, что их артериальное давление примерно вдвое выше, чем у других млекопитающих, и их сердце на 75 % больше, что объясняется необходимостью перекачивания крови при такой длинной шее и высоко поставленной голове. Учтя это, он предположил, что длинношеие динозавры могли спариваться только с горизонтально направленной шеей.

Измерив по вертикали расстояния между сердцем и головой – а некоторые из них достигали 9 метров в высоту, – можно точно установить минимально необходимое давление, которое равно давлению девятиметрового столба крови. Это в семь раз выше давления среднего млекопитающего. Забраться на другого партнера сзади они могли, только держа шею горизонтально.

Только представьте себе 65-тонного гиганта, теряющего сознание от недостатка крови в голове прямо во время оргазма. Да, земля, должно быть, сотрясалась.

За последние годы ученые определили, что все современные птицы происходят от могучих хищных динозавров, или тероподов (вроде тираннозавра рекса или аллозавра). Доказательством послужили в основном ископаемые, найденные в провинции Ляонин, Китай, начиная с середины 1990-х. На останках динозавров отчетливо сохранились следы оперения. И не просто перья – некоторые из них имели разветвленную структуру и утончались книзу, что наблюдается только у птиц. Чтобы понять всю связь, необходимо взглянуть на анатомию рептилий и птиц.

Хорошие анатомы прошлого, такие как доктор Томас Генри Хаксли (по прозвищу Бульдог Дарвина), изучавший в конце 1860-х останки первой птицы, вымершего юрского археоптерикса, сразу же заметил сходство скелетов ранних птиц с зубами и длинными костистыми хвостами, с мелкими хищными динозаврами вроде компсогната. Тысячи найденных с тех пор хорошо сохранившихся останков динозавров подтвердили, что птицы были их прямыми потомками. Все промежуточные стадии можно проследить по современным находкам: от мелких бегающих динозавров с примитивным оперением (таких как синозавроптерикс) к более крупным хищным динозаврам с улучшенным оперением (каудиптерикс и анхиорнис), до летающих динозавров с оперенными крыльями и заканчивая ранними птицами, такими как археоптерикс.

Сегодня на планете насчитывается около 10 тысяч видов птиц, и они являются самой большой из современных групп позвоночных. Что касается размножения, у большинства птиц нет пенисов. Они имеются только у таких примитивных групп, как бескилевые, то есть у страусов и других крупных нелетающих птиц, а также у некоторых наземных птиц, например уток и гусей. Уже узнав о впечатляющих размерах пениса аргентинской утки савки в первой главе, вы будете весьма удивлены тем фактом, что у самых больших из ныне живущих птиц, африканских страусов (Struthio camelis), пенис весьма мал – около 20 сантиметров, притом что сам страус достигает 2,5 метра в высоту и весит до 100 килограммов. Страусы, разводимые для получения мяса, яиц и пера, размножаются как в природе, так и в неволе. В естественных условиях самец завлекает самку своим танцем, взмахивая крыльями и колотя головой в обе стороны. Один научный журнал, описывая красочное сватовство страуса, сообщает: «В разгаре брачного танца самца его клоака и пенис становятся ярко-красными. Достигнув пика возбуждения, самец порой может испражняться и выставлять напоказ свой эрегированный пенис».

Очевидно, это производит эффект на самок. И это, опять же, может объяснить гомосексуальность некоторых страусов – женские особи в неволе были замечены в лесбийском поведении. В гомосексуальности были также замечены два антарктических пингвина в Нью-Йоркском зоопарке, Сило и Рой. Обвившись шеями и проведя брачный ритуал, они устроили совместное гнездо. После того как им было подброшено чужое яйцо, Рой и Сило стали по очереди высиживать его, пока из него не вылупилась малышка Танго. Спустя шесть лет совместной жизни Рой и Сило расстались из-за того, что Сило влюбился в милую малышку Скрэппи и бросил ради нее Роя. В добавок ко всему, их приемная дочь Танго выбрала себе в качестве пары другую самку.

Хотя современные птицы и могут помочь разгадать тайну размножения динозавров, все же большинство из них, те, что «трутся клоаками», не подходят для сравнения. Большое число современных птиц принадлежат к отряду воробьинообразных, или птиц-наседок, не имеют пениса и передают сперму непосредственно из клоаки в клоаку. Некоторые, как лесная завирушка, отточили свое мастерство до такой степени, что могут спариваться на лету меньше чем за секунду!

Последние молекулярные исследования выявили, что страусы и другие примитивные нелетающие птицы (в общем называемые древненёбниками за архаичную структуру нёба) являются самыми примитивными среди всех современных птиц наряду с утками, гусями, еще некоторыми водными птицами. А все остальные современные птицы – следующее после них звено эволюции в этой цепочке.

Выстраивая последовательность развития, можно заключить, что большинство современных летающих птиц потеряли пенис во вторую очередь, то есть после того, как этот орган стал широко распространен среди всех птиц. Возможно, это было сделано ради облегчения веса в полете или просто в соответствии с необходимыми анатомическими преобразованиями хвоста и клоаки, также связанными со способностью к полету. Это сделало трение клоаками более эффективным, чем спаривание. Несмотря на потерю пениса, многие летающие птицы изобрели сложные и красивые брачные ритуалы, как, например, райская птица в Новой Гвинее и австралийский шалашник.

У древних птиц, скорее всего, был пенис. А значит, вероятно, он был и у их ближайших предшественников, хищных тероподов вроде тираннозавра. У них он выдвигался, вернее, буквально выворачивался наружу при помощи специальной ткани и, должно быть, был огромен. Чтобы животное вроде тираннозавра, длиной 12 метров, могло успешно спариваться, длина пениса должна была составлять не менее 2 метров, а может, и гораздо больше, если он имел штопоровидную форму, как у уток.

Так что, судя по тому, что мы знаем об их потомках, первых птицах и их ближайших родственниках крокодилах, динозавры, вероятнее всего, размножались спариванием. Это, должно быть, происходило нелегко у больших динозавров, которые весили по 10 тонн, как современные слоны. Опираясь своей огромной тушей на самку, им необходимо было засунуть в нее свои увеличивающиеся до огромных размеров половые органы, сопоставимые с таковыми у сегодняшних китов или превосходящие их по размерам.

Не удивительно, если однажды палеонтологи откопают окаменевший пенис динозавра. Сегодня, с открытием новых мест для раскопок, с развитием новых технологий, таких как изучение окаменелостей с помощью инфракрасной фотографии, рентгеновских лучей и томографических методов, обнаруживается все больше ископаемых частей, состоящих из мягких тканей. Недавно мы обнаружили, что у некоторых из наших образцов Гоугоу возрастом 380 млн. лет помимо мышечных клеток сохранились и отдельные нервные клетки. И пуповина рыбы-матери Materpiscis – еще один пример невероятного сохранения мягких тканей. Маленький скелет динозавра, найденный в 1981 году в центральной Италии и названный сципиониксом, также сохранил на себе отпечатки мягких тканей кишечника, печени и некоторых других. Так что настанет день, и ученые найдут свидетельство того, как занимались сексом динозавры.

Глава 12. Мы не более чем млекопитающие

Это также показывает, что такие большие органы [пенисы] развиваются несколькими различными путями, которые биологи до сих пор пытаются понять. Таким образом, даже знакомое и понятное человеческое приспособление удивляет нас неразгаданными тайнами эволюции.

Джаред Даймонд

«The Bad Touch» группы Bloodhound Gang занимает 49-е место в списке худших песен всех времен. Тем не менее текст песни содержит непоколебимую истину: мы не более чем млекопитающие, но это не так уж плохо. Действительно, в нашем строении есть довольно приятные особенности. Так вот, для всех млекопитающих, читающих эти строки, в этой книге есть параграф, которого все так ждали: краткий отчет о пикантных подробностях – другими словами, о сексе у млекопитающих.

Размножение млекопитающих заключается во введении спермы в вагину самки при помощи пениса, после чего оплодотворенная внутри яйцеклетка превращается в зародыш и созревает в теле матери. Некоторые примитивные млекопитающие из числа однопроходных, вроде утконосов или ехидн в Новой Гвинее и Австралии, откладывают яйца, но они исключение из правила. Сумчатые, к которым относится большинство австралийских млекопитающих (кенгуру, коалы, вомбаты и др.), рождают на свет крошечных детенышей, которые забираются в «сумку» матери и вскармливаются там до самостоятельного возраста. Плацентарные млекопитающие, которых большинство – приматы (люди и обезьяны), собаки, кошки, киты и мыши, – все они взращивают зародышей внутри материнского организма, питая их плацентой, пока те не достигнут определенного самостоятельного возраста. Мы, приматы, нуждаемся в более длительном родительском уходе, отчасти по причине развития нашего мозга в ходе эволюции.

Но чтобы понять, что все-таки значит быть млекопитающими и чем отличается наша половая сфера от полового устройства наших предков-рептилий, необходимо перенестись во времени, в обильные леса триаса, на 220 млн. лет назад, когда появились первые млекопитающие.

Превращение происходило плавно, что отражают многочисленные находки существ, являвших собой промежуточную стадию. Сегодня, при взгляде на скелет, мы определяем млекопитающих по одной главной черте – единой нижней челюсти. Все остальные кости, формировавшие челюсти рептилий, у млекопитающих составляют внутреннее ухо (молоточек и наковальню). Это превращение произошло примерно 200 млн. лет назад, когда появились первые виды (Hadroconium), похожие на современных землероек. Они уже имели единую челюсть, хотя их внутреннее ухо еще отличалось.

Как уже отмечалось, у всех самцов млекопитающих есть пенис, используемый в основном для размножения. Но пенисы сильно различаются по относительному размеру, форме и внутреннему устройству. Существует три основных типа. Пенисы первого типа состоят из волокнистых тканей, как у крупного рогатого скота, свиней и китов. Они всегда плотные и твердые, и при эрекции значительно увеличивается ширина, длина же меняется слабо, таким образом, они более приспособлены для длительного спаривания. У свиней, например, пенисы свернуты в кольцо и могут достигать матки, продлевая плотские утехи.

Второй тип – снабженные бакулюмом, то есть специальной костью, что наблюдается у хищников (собак, тюленей, медведей, куньих), грызунов (кроме кроликов), летучих мышей, насекомоядных (кротов, ежей и землероек) и у большинства приматов (исключая людей). Всегда существуют исключения и редкие патологии, так, у некоторых людей развивается бакулюм. Баубеллюм, или клиторальная кость, встречается у многих из тех видов, которые обладают бакулюмом.

Третий тип – сосудистые пенисы, такие как у людей. Они отличаются пористой структурой, позволяющей сильно увеличиваться в размерах при наполнении кровью во время эрекции. Поперечное сечение пениса человека состоит из большого участка пещеристой ткани, упругих пористых структур, отвечающих за уплотнение и увеличение пениса, меньшего участка губчатых тканей (защищающих уретру) и мышечной области. Стенки пещеристой ткани состоят из слоев упорядоченных коллагеновых волокон, расширяющихся во время эрекции, что делает пенис больше и жестче.

Пенисы млекопитающих сильно различаются по размерам, форме и механизму функционирования. В Энциклопедии анатомии и физиологии Роберта Тодда 1852 года издания описаны необычные формы пенисов грызунов.

У большинства грызунов имеется бакулюм, помещенный в пещеристую ткань. Но особенно примечательна головка, у многих видов снабженная внушительным шипом, пилкой или пикантными иглами, что, должно быть, способствует возбуждению.

Изображенный Тоддом пенис южноамериканского грызуна агути, родственника морских свинок, являет собой жутковатый пример покрытой иглами головки с двумя вытянутыми пилообразными остриями. Современное описание отмечает также его пугающую подковообразную форму, которую я не могу точно описать.

Пенис агути, являющий собой швейцарский нож, используемый для спаривания. Иглы служат для пробивания вагинальных «пробок» (Тодд, 1852)

Некоторым млекопитающим такие устрашающие приборы необходимы для того, чтобы прочищать вагину самки от «пробок», оставшихся от биологического материала других самцов. Самец морской свинки оставляет после себя трехсантиметровую «пробку», которая весит до полутора грамм. Таким образом, другой самец, как в примере с агути, будет вынужден прорвать или удалить эту «пробку».

Пенисы грызунов действительно так сильно различаются по форме и приспособлениям, что они служили главным предметом изучения в ходе исследования эволюции грызунов в Новой Гвинее. Исследование 28 видов грызунов, проведенное в 1960-х доктором Уильямом Лидикером, включало изучение 66 различных типов из 72 пенисов. Насколько я знаю, результаты его исследований действительны и сегодня.

Но зачем было эволюции изобретать столько причудливых видов органов размножения? Билл Эберхард из Университета Коста-Рики предполагает, что это было сделано в целях возбуждения самки, чтобы та могла оценить качество спермы самца. Это противоречит предыдущему предположению о принципе «замочной скважины», то есть о предотвращении межвидового спаривания, который теперь не поддерживается биологами.

Сегодня ученые склонны объяснять эти факты четырьмя различными теориями, но в них одно общее положение: причиной является либо выбор самца, либо выбор спермы одного из них самкой (как мы увидим в следующей главе).

Вернемся к млекопитающим и их происхождению. Что мы можем вывести из того, что все они размножаются спариванием и имеются три вида пенисов? Могут ли находки ранних млекопитающих пролить свет на этот вопрос?

Находки бакулюма у ранних млекопитающих свидетельствуют о наличии у них спаривания. Ископаемый бакулюм моржа, возрастом 12 тысяч лет и длиной полтора метра, в 2010 году был продан на аукционе за 8000 долларов. Сегодня на Аляске из отполированных бакулюмов моржей делают рукоятки ножей для туристов, названные «oosiks». Возраст самых ранних найденных бакулюмов (хорошо сохранившихся и часто очень больших) – 49 млн. лет, они принадлежат ранним приматам годинотия и европолемур, обнаруженным в эоценовых отложениях Германии.

Сопоставив длину бакулюма с наблюдаемым половым поведением у приматов, можно найти соответствие более длинных пенисов более длительному времени спаривания. Это описано в работе доктора Алана Дикссона из Эдинбургского центра репродуктивной биологии. В целом же факт наличия бакулюма у вымерших млекопитающих может дать нам не больше, чем его наличие у современных видов, часто доказывая, что они спаривались схожим образом. Если так, то что известно нам о современных млекопитающих, что могло бы восполнить пробелы в нашем понимании?

Начнем с наиболее примитивного из современных млекопитающих. Однопроходные известны в двух различных видах: утконосы и ехидны. До последнего времени мы почти ничего не знали об их брачном поведении, и только недавно нам приоткрылась тайна сексуальной жизни короткоклювой австралийской ехидны (Tachyglossus aculeatus).

Ехидны, как дикобразы и ежи, имеют покрытые иглами спины. В старой шутке на вопрос, как спариваются ежи, следует ответ «очень осторожно». Доктор Гемма Морроу из Университета Тасмании в течение трех лет проводила исследование жизни ехидн с помощью ультразвука и скрытых камер, установленных в норах. Его итоги стали неожиданностью для ученых. Было обнаружено, что ехидны занимаются групповым сексом, один самец обслуживает до пяти самок в норе. Это вдобавок к тому, что было обнаружено ранее: иногда самцы ехидн заранее выходят из спячки, чтобы спариться с еще непроснувшимися самками. И, судя по всему, это им удается – ехидны обильно распространены по всей Австралии.

Двоюродному брату ехидн, утконосу (Ornithorhynhus anatinus), повезло меньше. С начала европейской колонизации его ареал сокращался, и сегодня он ограничен реками и ручьями восточной Австралии, в южной Австралии он исчез. Мы почти ничего не знаем об их спаривании на воле, но в неволе самцы утконосов обнюхивают самку и часто утыкаются ей под хвост своим носом во время брачного сезона. Пользуются ли самцы утконосов острыми ядовитыми шипами на своих лодыжках для спаривания или же в битвах с самцами-соперниками, остается загадкой. Мы знаем, что самые ранние ископаемые останки схожих с утконосами существ, такие как Teinolophus, найденные в Австралии, датируются 120 млн. лет назад. Таким образом, как бы они ни размножались, они занимаются этим уже очень долгое время.

За последние годы многие из сексуальных явлений, наблюдаемых у людей и не отвечающих напрямую за продолжение рода, исследованы и у животных в дикой природе. Такие явления могут играть второстепенную роль при спаривании, укрепляя отношения в группе и между партнерами или стимулируя возбуждение перед половым актом. В 2008 году исследование проявлений гомосексуальности у животных выявило около 1500 видов, от насекомых до людей, у которых встречалось гомосексуальное или бисексуальное поведение. В некоторых случаях это является следствием стресса, как в случае с австралийскими коалами.

Команда Университета штата Квинсленд наблюдала за самками коал в заповеднике «Одинокая Сосна» недалеко от Брисбена, которые явно пытались спариться друг с другом, до пяти особей сразу. Самки даже изображали самцов призывным ревом. Было зафиксировано до 43 случаев «псевдоспаривания», что было вызвано преимущественно стрессом от сближения с другими особями. Такое происходит только во время течки, когда коала показывает свою готовность к спариванию. Один из исследователей, Клайв Филлипс, считает, что гомосексуальное поведение некоторых животных призвано сохранять половые функции в условиях стресса. Он также указывает на то, что в естественной среде все коалы гетеросексуальны и являются животными-одиночками.

У млекопитающих насчитывается огромное количество способов спаривания. Девиз байкеров «живи быстро, люби сильно, умри молодым» идеально подходит австралийскому сумчатому хищнику антехинус (Antechinus), насчитывающему десять видов. Как и некоторые другие млекопитающие, они размножаются лишь раз в жизни и вскоре после этого умирают. Самцы антехинуса спариваются зимой, сбрасывая лишние жиры и белки, превращая себя в стройную машину для спаривания. Спаривание с разными самками происходит непрерывно, до 12 часов подряд, после чего его иммунная система отказывает, и самец умирает. Лихорадочное спаривание иногда переходит в оргию, и несколько самцов сразу спариваются с одной самкой. Она копит сперму в течение трех дней, перед тем как оплодотворить свои яйцеклетки.

Переходя к сексуальным предпочтениям примитивных плацентарных млекопитающих, таких как летучие мыши или землеройки, мы вновь не находим достаточных доказательств. Но, обращаясь к современным примерам, можем увидеть необычные и неожиданные образчики брачного поведения у некоторых подвидов китайского крылана. В 2009 году доктор Мин Тан со своими коллегами из университетов Китая и Англии установил, что коротконосые китайские крыланы (Cynopterus sphinx) практикуют минет. Это позволяет им продлить половой акт и достичь лучших результатов. Выдержка из отчета сообщает: «Самка часто лижет пенис самца в течение спаривания. Она опускает голову, чтобы вылизать ствол или основание пениса самца, но никогда не лижет головку, уже проникшую в вагину. Самцы никогда не убирают пенис, если самка начинает его лизать. Существует положительное соотношение между продолжительностью минета и полового акта».

Интереснее всего то, что было замечено, как и самец в течение нескольких секунд лижет свой пенис после окончания спаривания. Это был первый отмеченный случай систематической стимуляции половых органов перед спариванием среди млекопитающих, за исключением людей. Мы, очевидно, не единственные животные, практикующие различные сексуальные «дополнения», хотя все еще считается, что только человек использует их на постоянной основе и в таком разнообразии.

Китайские крыланы действительно странные животные. В 1994 году доктор Чарльз Фрэнсис со своими коллегами опубликовал в Nature статью, в которой описывалось явление спонтанной лактации, происходящее у самцов малазийского крылана дьяка в случае недостатка молока для вскармливания у самок. Это первый такой случай в дикой природе, и он напоминает о том, почему у самцов млекопитающих до сих пор сохранились соски. Притом что это в общем-то «пережиток» эволюции, в крайних случаях железы могут активизироваться и вырабатывать молоко.

Большинству кошатников знаком запах, распространяемый «мартовскими» котами. Они оставляют метки и для того, чтобы огородить свою территорию от других самцов, и чтобы привлечь самок. Кошки, большие и малые, способны размножаться в любое время года и несколько раз за год. Во время брачного сезона львы спариваются в течение двух дней, от 20 до 80 раз в день. Кошки, включая и львов, и домашних кошек, – еще одна группа животных, поражающая жесткостью своего спаривания. Пенис самца украшен множеством коротких, острых, обратнонаправленных иголок, скребущих вагину самки при обратном движении. Вот почему кошки часто громко кричат во время спаривания. Назначение этих иголок двояко: с одной стороны – удалить то, что осталось от предыдущего самца, а с другой – стимулировать самку к овуляции.

Представители семейства Собачьи тоже имеют свои «странности» при спаривании, особенно те виды, что выведены искусственно. Все собаки произошли от волков, их одомашнивание происходит уже около 15 тысяч лет, с тех пор как люди начали выбирать лучших особей и приручать их. Этот процесс сконцентрировал их гены в тех породах, которые наилучшим образом подходят человеку. Лишь относительно недавно люди стали выводить новые виды в особых целях, таких как охота и доставка добычи, и уж совсем недавно – из личных предпочтений. Итогом такого скрещивания стали некоторые генетические отклонения. Самцы французских бульдогов, к примеру, неспособны взобраться на самку, и единственный способ их размножения – искусственное оплодотворение.

Но самыми невероятными особенностями в этой сфере отличаются жуткие африканские пятнистые гиены (Crocuta crocuta). Самки обладают мощной внутренней клиторальной костью, благодаря которой их клитор образует орган, названный пенисоподобным клитором. Он обладает способностью к эрекции и выдвигается на расстояние до 18 сантиметров. Веками ходили легенды о гермафродитизме самок пятнистых гиен, но на самом деле все еще более странно. Пятнистые гиены – единственные млекопитающие, самки которых рожают потомство через узкое отверстие в клиторе, а не через вагинальное отверстие.

Последние исследования их строения, проведенные Геральдом Кунха и его коллегами в Университете Калифорнии в Сан-Франциско, показали, что самки производят потомство на свет через извилистый, вывернутый в обратную сторону канал, выходящий через узкую щель клитора. Чтобы оплодотворить самку, самец должен попасть в крайне маленькую «мишень», и его пенис обладает специальной петлей, призванной прицепиться к проходу самки и подобрать необходимый для входа угол.

Так зачем же самкам гиен такой клитор? Вероятно, причиной этого изобретения стали потребность в управлении общественной структурой с помощью безрезультатного спаривания и обеспечение возможности самого спаривания. Как отмечают Кунха и его коллеги, гиены при встрече всегда проверяют гениталии друг друга, независимо от пола: «Этикет гиен требует, чтобы нижестоящая по статусу особь при встрече предоставляла на проверку вышестоящей свои эрегированные половые органы». Самки гиен также используют свои клиторы для подтверждения своего статуса в стае. И более узкое отверстие позволяет самке тщательнее отбирать, с кем и когда спариваться. Так что, несмотря на сильный ущерб, причиняемый клитору самки родами, эта стратегия позволяет лучше управлять процессом спаривания и выбирать самца, что является выгодным преимуществом.

Млекопитающие обладают широчайшим набором сексуальных стратегий среди всех высших животных, а среди самих млекопитающих наиболее разнообразен человек. Конечно, существует и обычный способ совокупления (в миссионерской позе), но предпочтения многих направлены на получение удовольствия, а не на размножение.

В своей книге «Why Is Sex Fun?» Джаред Даймонд указывает на то, что люди – один из немногих видов млекопитающих, самки которого не рекламируют себя во время брачного сезона, по крайней мере наглядно. Наше половое поведение основывается на том, что самцы хотят самок почти постоянно, а последние не показывают очевидных знаков влечения. Согласно теории, давняя направленность на моногамию (в целях защиты и совместного пропитания) сыграла главную роль в формировании полового поведения современного человека. На эту тему написано множество книг, но моя цель – попытаться объяснить происхождение такого явления в более широких рамках эволюции.

В процессе развития от австралопитеков, древних обезьяноподобных гоминидов, живших 2,5–3 млн. лет назад, к современному состоянию человеческий мозг сильно увеличился в размерах (в два раза за сравнительно короткое время) и усложнился. За время от рождения до взрослого состояния наш мозг увеличивается в 3,3 раза, в то время как у шимпанзе – в 2,5. Причина этого состоит в том, что больший размер мозга детей человека мог бы вызвать осложнения при родах, вплоть до смерти зародыша вследствие недостатка кислорода. Таким образом, младенцы с меньшими размерами головы и мозга обладали преимуществом при естественном отборе. Но в то время как мозг человека увеличился относительно размеров тела за последние два миллиона лет, таз женщин увеличился не столь сильно. Этим объясняется повышенная трудность родов у человека в сравнении с другими млекопитающими.

Неандертальцы, жившие около 30 тысяч лет назад в Северной Европе и Азии, обладали большим по размеру мозгом, чем современные люди. Находки в России и Сирии показывают, что младенцы неандертальцев имели при рождении мозг, схожий по размерам с нашим. Темп жизни и развития неандертальцев также был схож с нашим или даже ниже. Исследования ДНК, проведенные Кори Маклином и его коллегами, выявили, что мы, люди, утратили некоторые гены, присутствующие у шимпанзе или мышей (названные «мусорными генами»). Потеря таких генов, как AR и GADD45G, может объяснить, почему люди отличаются от остальных приматов. AR-гены, отвечающие за развитие колючек на пенисе у мышей или шимпанзе, у человека отсутствуют, что делает наш пенис гладким. Исследования ДНК неандертальцев, проведенные профессором Сванте Паабо и его коллегами из Института Макса Планка в Германии, выявили отсутствие этих генов и у тех. Таким образом, какими бы брутальными ни представлялись вам пещерные люди, они все же имели гладкие пенисы, а значит, могли дольше заниматься сексом и получать больше удовольствия, чем другие приматы. Что же это, если не главный фактор нашего отличия от других животных?

Чтобы понять наши особенности, нам необходимо взглянуть на современных приматов и выявить привычное – и из ряда вон выходящее в их сексуальном поведении. Пожалуй, самым наглядным примером различного полового поведения являются шимпанзе бонобо.

Шимпанзе бонобо (Pan paniscus) мельче обычных шимпанзе (Pan troglodytes), живущих в Центральной Африке, и считаются ближайшими родственниками человека (наши ДНК совпадают на 98 %). В своем половом поведении бонобо отличаются от других приматов. В отличие от горилл и обычных шимпанзе, спаривающихся в той же позе, что и собаки, бонобо предпочитают миссионерскую позу, как и люди. И, так же как и у людей, самцы готовы к спариванию почти всегда, а не только во время брачного сезона. Взрослые самки часто мастурбируют друг напротив друга, издавая громкие крики при оргазме. Одни самцы также мастурбируют другим, проводя друг другу по мошонке своими ягодицами. Также самцы иногда занимаются «фехтованием», свешиваясь с ветвей и мастурбируя друг другу. Такие действия могут способствовать укреплению взаимоотношений в группе. В лесу Ломако в Конго Ненси Томпсон наблюдала, как бонобо впали в сексуальную активность после нахождения инжирного дерева, полного спелых плодов. Затем они устроились есть, что вызвало предположение о том, что возбуждение, вызванное новым открытием, может превращаться у них в сексуальное возбуждение. Молодые и зрелые самцы и самки бонобо также занимаются между собой оральным сексом в целях развлечения.

Другие формы гомосексуального поведения были зафиксированы среди медвежьих макак доктором Сьюзан Шевальер-Скольникофф из Университета Калифорнии в Сан-Франциско в 1970-х. Наблюдая за стаей макак, содержавшихся в неволе, она насчитала 36 случаев: «Гомосексуальные действия самцов, включая продолжительную стимуляцию половых органов, иногда взаимную, конечностями и ртом (минет); вскакивание одних самцов на спины других с поступательными движениями тазом и, порой, случайными проникновениями». По итогам наблюдений за обезьянами в неволе доктор Шевальер-Скольникофф отметила, что некоторые особи имеют «предрасположенность к такому поведению». В своих выводах она также отмечает, что гомосексуальные особи часто выявляются и преследуются гетеросексуальными. Такое «неправильное» поведение было расценено исследователями как баловство или «эротика», как это называем мы, а в случаях с молодыми особями – как тренировка перед будущей ролью. Спросив своего коллегу, доктора Альдо Поиани, автора недавно вышедшей книги о гомосексуальности среди животных, как он оценивает значение этого явления в эволюции, я получил следующий ответ:

«Биологи считают гомосексуальное, или однополое, поведение загадкой эволюции, которую можно разгадать, лишь тщательно изучая поведение современных животных, включая людей. Выделяется два основных типа однополого поведения. Первый – бисексуальный тип, при котором особь, обычно спаривающаяся с другим полом, уличается в гомосексуализме. Второй тип – более редкий, при котором особь спаривается только со своим полом. Особи, принадлежащие к последнему типу, известны как примеры «исключительного» гомосексуализма, и такие случаи наблюдались среди самцов овец и крупного рогатого скота, и, конечно, среди представителей обоих полов у людей.

Разгадать тайну бисексуальности довольно просто, во-первых, потому, что бисексуальные особи размножаются не меньше, чем гетеросексуальные, а во-вторых, потому, что такое поведение может играть роль показателя статуса или укреплять связи внутри группы. У общественных животных доминирующие особи используют однополое спаривание для доказательства своего превосходства. Существует множество таких примеров, в том числе и среди общественных птиц».

Но что по поводу исключительной гомосексуальности? Как рождаются в процессе эволюции особи, спаривающиеся только со своим полом? Долгое время считалось, что гомосексуальные особи – «ошибка» природы. Однако последние исследования показывают, что гомосексуальность может являться особым приспособлением в определенных общественных и демографических условиях. Так, что касается людей, среди гомосексуалистов чаще встречаются люди, выросшие в больших семьях и являвшиеся младшими среди братьев и сестер; они склонны взаимодействовать с другими гомосексуалистами, а их средняя доля в каждом поколении невелика (около 3 %) и слабо различается среди разных культурных и этнических групп. Это может объясняться несколькими причинами. Возможно, повторные мутации, отвечающие за гомосексуальность, происходят благодаря выгоде, получаемой родственниками гомосексуалиста. Это явление названо семейным отбором. А также, вероятно, действует явление, именуемое отрицательным половым отбором – в условиях чрезмерного деторождения часть поколения самцов отсеивается.

Такая теория приспособления сама по себе поднимает вопросы: почему же такие особи подвергаются гонениям, особенно в западном обществе, если гомосексуальность так полезна? В таком случае отклонением, вероятно, является преследование гомосексуалистов, а не сам гомосексуализм.

Все же самовозбуждение, или мастурбация, тоже широко распространено среди животных, особенно среди обезьян (сходите в зоопарк и сами увидите). Коннозаводчикам известно, что некастрированные самцы часто трутся половыми органами о предметы, чтобы достичь сексуального возбуждения. Самки дикобразов используют палки в качестве дилдо. И уж наверное каждый из нас наблюдал приставания собак к ногам человека. Великий сексолог Генри Хэвлок Эллис в 1927 году опубликовал отчет о самых причудливых случаях среди копытных. В нем говорилось о случаях мастурбации, встреченных у быков, коз, овец, верблюдов и слонов. Его сведения о козах, пусть и полученные им не напрямую, впечатляют: «Один джентльмен, считающийся специалистом по козам, говорит, что самцы иногда занимаются самофелляцией, засовывая себе в рот свой же пенис и доводя себя до оргазма».

Исходя из всех этих наблюдений можно понять, что некоторые сексуальные предпочтения, которые одними расцениваются как извращения, а другими – как приключения и даже норма, широко распространены среди животных. Сегодня все это определяется лишь как расширенный набор полового поведения млекопитающих.

В своем развитии наши половые органы прошли длинный путь от неуклюжих класперов первых рыб, возникших около 400 млн. лет назад, до современного состояния, обеспечивающего половой акт, полный удовольствия. Последним звеном в цепи наших исследований, от механизма секса до его эволюции, является то, что происходит уже после оплодотворения. Дарвин, конечно, не ошибался, говоря, что половой отбор сыграл важнейшую роль в развитии животных. Но он не знал, что естественный отбор часто продолжается внутри оплодотворенной самки, о том, что специалисты в области репродуктивной биологии называют «соревнованием сперматозоидов», а иногда более жестко – «войнами сперматозоидов». Эта область – совершенно новый этап в истории исследований эволюции.

Глава 13. Война спермы: чего не могут рассказать открытия палеонтологии

Ничего, или почти ничего, в размножении животных нет осмысленного, если только не рассматривать репродукцию в свете соревнования спермы.

Профессор Тим Беркхед

Скандальная книга Робина Бейкера «Войны спермы» («Sperm Wars») стала бестселлером и была помещена на самый верх топ-листа New York Times в 1997 году, вызвав сенсацию в средствах массовой информации. В книге было несколько авангардных идей: о том, что сперма человека убивает сперму соперников; о том, что есть сперматозоиды-камикадзе, которые убивают и сперматозоиды соперника, и самих себя этим процессом; и эти идеи создали образ солдат в состоянии войны внутри матки женщины. Однако пересмотр сенсационных идей книги ведущими биологами в области репродукции Тимом Беркхедом, Гарри Муром и Майком Бедфордом, которые указали на серьезные ошибки в основных экспериментах, демонстрирующих положения автора, также наделал много шума. Ученые заявляют, что многие идеи основаны на случайных фактах и совпадениях; и эксперименты, приводимые в доказательство, не дают тех же данных при повторных экспериментах. Беркхед и коллеги настаивают на «крупных заблуждениях» автора, которые он к тому же насаждает в головах читателей.

Чтобы лучше понять, что же в этой книге не так, я сгущу мысль: как только возникает новое манящее поле для исследований, такое, например, как идея конкурирующей спермы в оплодотворении животных, нужно быть предельно осторожным с планированием экспериментов, чтобы результаты оказались осмысленными. Результаты не должны быть просто «зрелищными», они должны доказываться. Несмотря на протесты ученых, идея конкуренции спермы стала самой горячей точкой в эволюционной биологии за весь период ее развития начиная с пионерного дебюта доктора Джеоффа Паркера в 1970 году.

Мы уже проследили, как ископаемые останки иногда могут рассказать нам о форме и структуре репродуктивных органов у исчезнувших групп организмов, однако истинный современный фокус репродуктивной биологии – на клеточном уровне. К сожалению, информация о клетке – это не та манящая информация, которую могут дать палеонтологические открытия, из-за невероятной важности любой мелкой детали. Так что вместо непонятной большинству информации о клеточном строении я попытаюсь дать краткий обзор того, как именно эволюция, которую спровоцировала адаптация репродуктивных органов, может быть прослежена по анатомии и физиологическим процессам.

Чарльз Дарвин мог знать об истинной цене полового отбора в своей работе по эволюции, однако он ошибочно считал женский род пассивным игроком в этой Игре Природы. Это правда, что конкуренция спермы определяет процесс, но половой отбор влияет на выживание многих видов, от маленьких улиток до огромных млекопитающих. Было много проницательных прорывов мысли в понимании посткопулятивной борьбы, идущей внутри организма, так как сперма разных самцов часто ведет конкурентную борьбу за право оплодотворить женскую яйцеклетку. Но это не просто состязание, чья сперма самая быстрая и сильная; в некоторых случаях это победа спермы, наиболее долго хранящейся в организме женщины; или того, что анатомия заложила внутрь репродуктивного тракта женщины, чтобы предотвратить доступ некоторых мужских сперматозоидов к яйцеклетке.

Когда-то, в 1979 году, исследование стрекоз Джонатаном Ваадж было «первой ласточкой», когда биолог продемонстрировал жизнеспособность существа, обладающего пенисоподобной структурой, адаптированной одновременно и к трансферу спермы, и к удалению спермы, и снабженной длинным жестким ворсом, который способен выскребать сперму предыдущего мужского агента. Крабы-привидения и крабы-пауки демонстрируют этот подход, однако делают это очень хитро. Первоначальное спаривание переносит семенную жидкость к яйцеклетке, однако именно жидкость, а не сперму, ибо семенная жидкость действует как уплотняющая смола, которая вначале выталкивает остатки спермы предыдущего самца на «задворки» спермохранилища, а потом накрепко «затыкает» ее пробкой. Затем, в следующую копуляцию, самец оплодотворяет самку свежей спермой, которая теперь наверху сперморезервуара и готова оплодотворить яйцеклетку.

Самки фруктовой мушки дрозофилы (Drosophi la melanogaster) известны тем, что спариваются со многими самцами и используют только сперму последнего самца. В 1999 году Кэтрин Прайс с коллегами из Чикагского университета провела перекрестное скрещивание мушек для того, чтобы пометить флуоресцирующей зеленой меткой остатки спермы и идентифицировать в дальнейшем отцовство по цвету глаз. Используя эти следы и метки, можно идентифицировать сперму определенного самца и подсчитать ее после спаривания. Работа была хотя и с мелкими объектами, но сравнительно легкой, поскольку у мелких дрозофил очень крупные порции спермы: у не которых видов вплоть до 58 миллиметров – а самец мушки в длину сам 1,5 миллиметра. У некоторых видов эти порции спермы плотно свернуты для доставки самке, но тем не менее они такие крупные, что видны невооруженным взглядом: крошечные белые хлопья.

Эксперименты продемонстрировали, что сперма самца мушки способна заместить сперму предыдущих самцов. У самок мушки имеется три приемных резервуара в хранилище спермы, в которых сперма от разных самцов смешивается; и все же исследования показали, что сперма второго самца «запрещала» использование спермы предыдущего самца без замещения ее (в биологии называется «инкапаситирующий эффект»). Подсчеты спермы до и после оплодотворения показали, как работает эта система «спермы второго самца». Свежая сперма имеет способность замещать прежнюю внутри хранилища. Такие исследования ценны тем, что демонстрируют механизм замещения спермы и соревнования в живых организмах; и наша интерпретация генетических черт организмов отдана на милость поведенческим особенностям и посткопулятивному соревнованию спермы.

Много лет подряд полагали, что чем быстрее сперматозоид достигает цели, тем больше у него преимуществ, особенно у рыб при икрометании в текучих водах. Исследования 29 видов цихлидовых рыб в озере Танганьика, которые славятся быстрым генетическим обновлением (много новых видов за краткое время возникло из видового запаса), показали, что имеется положительная корреляция между усиленным половым поведением самок и отбором более быстрой, мобильной спермы. Также была прослежена положительная взаимосвязь между длиной спермы и скоростью.

Людям была много веков известна способность кур запасать сперму и использовать ее спустя месяцы после спаривания с петухом; но никто не мог понять, как они делают это, вплоть до 1875 года. Тогда выяснилось, что у кур имеется много резервуаров возле матки для хранения спермы и они могли высвобождать ее для оплодотворения яиц. Это открытие принадлежало датскому ученому Петеру Тауберу. Он потратил 25 лет на работу над диссертацией по оплодотворению кур, но, к сожалению, так ее и не защитил из-за разногласий с руководителем. Его открытие часто приписывают южноафриканскому ученому Ван Дриммлену, опубликовавшему работу в 1946 году.

Неудивительно, что многие ключевые исследования о конкуренции спермы были сделаны на птицах. Птиц легче наблюдать, у них частые периоды беременности; птицы используют разные техники для того, чтобы сперма была доминантной. Многие птицы полиандричны (самки спариваются со многими самцами) или практикуют спаривание в комбинации моногамии и полиандричны в зависимости от сезона. У видов, где самцы охраняют фертильную партнершу, копуляции нечасты; но когда самцы не могут «присматривать» за самкой, частота копуляций возрастает.

Воробей североамериканского вида (Prunella modularis) – пример быстроты копуляции. Самки его часто спариваются с двумя самцами более 250 раз для того, чтобы отложить кладку яиц. Другие пары воробьев моногамны; для одной кладки яиц они спариваются не более 50 раз. Брачный ритуал может включать «клевание» самцом красной набухшей клоаки самки для стимуляции ее к тому, чтобы она освободилась от семени предыдущего самца; и только затем самец взбирается на самку. Копуляция у этих птичек – одна из самых стремительных: самец воробья откладывает внутрь самки сперму за десятую часть секунды.

Первоначально ученые полагали, что самцы контролируют брачное поведение птиц, однако теперь есть факты, показывающие, что именно самки определяют время копуляции; делая это, они выбирают наилучшую сперму для оплодотворения яиц. Недавно было сделано удивительное открытие в Сиднейском университете: при изучении красивой птички австралийский зяблик (Erythrura gouldiae) было выяснено, что самки выбирают только тех самцов, сперма которых совместима с ее генами. Социально моногамные самки, которых помещают в клетки со многими самцами в эксперименте, оценивают преимущества и сами отбирают себе самцов с самой подходящей для их потомства спермой. Тесты ДНК, проведенные учеными, показали, что после многих совокуплений самка дает сперме второго самца диспропорционально более высокий шанс на оплодотворение яиц, даже после того, как ее оплодотворил прежний моногамный самец.

Множество примеров сложного брачного поведения вовлечено в «соревнование спермы», и это отмечено Тимом Беркхедом в его книге «Половой отбор и Соревнование спермы» («Sexual Selection and Sperm Competition»), изданной в 1998 году.

У млекопитающих соревнование спермы лучше всего видно на примере земляной белки из Северной Америки. Эти пушистые маленькие зверьки обладают ужасающего вида пенисами с выступающими острыми краями, сходными с пенисами агути, описанными выше. Эти пенисы сконструированы, чтобы вырезать копуляторные пробки от предыдущих соитий. Крысы часто используют метод соревнования спермы, чтобы создать двойные пробки. Самки пустынной кенгуровой крысы (Dypodomys desertus) из пустынь юго-запада США умеют делать вторую пробку путем смешивания вагинального секрета с клетками эпителия; затем, скомбинировав после копуляции это с пробкой самца, самка может контролировать лучшее качество спермы для оплодотворения. Тем временем американская полевка (Microtus pennsylvanicus) может продуцировать спермы больше при каждой копуляции, если самец «унюхает» другого самца в окружении самки. Есть и иные примеры млекопитающих, использующих гениальные методы соревнования спермы.

Так что такое соревнование спермы у нас, приматов?

Мы уже обсуждали, как гориллы, шимпанзе и люди производят разное количество спермы в условиях разных поведенческих особенностей. У шимпанзе – самые большие тестикулы из всех приматов; они образуют промискуитетные сообщества; поэтому самцам требуется больше спермы, чтобы «выдавить» из соревнования самца, который был предыдущим. Гориллы и человек имеют тестикулы меньшего размера и меньше эякулируют, так как обычно спариваются только с одной самкой в течение ее цикла. Изучение морфологии спермы приматов показало, что средняя часть «хвоста» сперматозоида у приматов в системах, где много партнеров, толще и обладает большей мобильностью. Это доказательство того, что даже сперматозоиды меняют свою форму в результате изменения сексуального поведения.

Да, в книге Робина Бейкера и Марка Беллиса по войнам спермы есть серьезные противоречия, однако они высказали инновационные идеи. В своей статье 1993 года они предположили, что женский организм выработал метод «всасывания» в шейку матки семенной жидкости для увеличения шанса оплодотворения. Они предположили также, что в случае партнерской неверности женский организм меняет паттерн своего оргазма для создания благоприятствования «экстрапартнеру» (не прежнему своему партнеру), чтобы увеличить его шансы на успех оплодотворения перед прежним долговременным партнером. Это была очень спорная теория.

Чтобы проверить идеи Бейкера и Беллиса и другие поведенческие теории, доктор Гордон Галлап с коллегами из Университета Нью-Йорка отобрали выборку из 652 студентов. В их статье 2006 года сообщалось, что случаи «двойного акта» женщинами (случаи были признаны четырьмя студентками в группе) признаны статистически вероятными в изучении замещения спермы. Они также выдвинули гипотезу, что пенис может совершать движения, позволяющие замещать семя предыдущего партнера-соперника. Это исследование включало эксперимент на искусственных пенисах разной формы, вводимых в разные латексные вагины, чтобы попытаться научно протестировать возможность человеческого пениса вытеснять семя предыдущего партнера. Результаты показали, что, в самом деле, указанная цель частично достигается при определенных конфигурациях и размерах пениса.

Другое исследование человеческой спермы и ее конкуренции включало группу из 305 мужчин – студентов университета. Целью исследования было показать, что мужчины при риске неверности партнерши используют тактики ее удержания, такие, как укрывание партнерши от знакомства с соперниками, попытки удержать ее с помощью дорогих подарков. В таких экспериментах сходство с соревнованием спермы было «притянуто» при помощи серии анкетных вопросов, которые позволяли определить, какой рейтинг придавал мужчина своей партнерше в терминах физической привлекательности и личностных качеств. Предсказанные результаты теста оправдались; при слабой привязанности в паре мужчины в случае риска пытались крепче привязать к себе партнершу и уберечь ее от соперников.

И наконец, исследователи команды Университета Западной Австралии пытались критически осмыслить тот тезис, что конкуренция спермы – важное давление отбора на человека как сексуального партнера. Экспериментаторы рекрутировали 222 мужчины и 194 женщины для эксперимента по сексуальному поведению. Из эксперимента был сделан вывод, что 28 % мужчин и 22 % женщин имели секс вне сложившейся пары. Из эксперимента также был сделан вывод об ошибочности предположения, что имевшие «левый» секс мужчины обладают большими по размеру тестикулами, чем моногамные мужчины. Более значимо, что был сделан вывод: для сложившейся моногамной пары риск того, что ребенок будет зачат от «случайного» партнера, составляет около 2 % в нашем современном западном обществе, а это создает низкую конкуренцию спермы в сравнении с нашими родственниками-приматами.

Итак, хотя исследования показывают, что имеются механизмы соревнования спермы в человеческом обществе, реальность говорит о том, что у вида Человек разумный это определяется в первую очередь поведением партнеров (к примеру, то, как мы поступаем по отношению к партнерам), а не физиологией (например, размером пениса).

Из всех этих исследований стало ясно, что многое было впитано и перешло в нашей эволюции от сексуальных органов древних рыб через сперму и опосредованно – через брачное поведение или прямые физиологические процессы внутри женского организма. Но прямые ли это взаимосвязи с древними рыбами? Можем ли мы отыскать в себе реликтовые структуры, глубоко запрятанные в наших человечьих телах, что впервые возникли у первобытных панцирных рыб?

Глава 14. От класпера к пенису: это был долгий путь, детка

Если бы мне поручили выдать награду за лучшую идею всех времен, я бы вручил ее Дарвину, а не Ньютону, или Эйнштейну, или кому-либо еще. Идея эволюции путем естественного отбора одним махом объединяет все живое, его значение и цель существования с пространством, временем, причиной и последствием.

Дэниел Деннет

Последняя глава «Ужасной Красоты» Питера Ватсона, рассматривая все великие идеи XX века, провозглашает эволюцию важнейшей из всех: той, что изменила восприятие людьми самих себя. Идея эволюции превратила людей лишь в один из многочисленных видов, берущих свое начало в обширной и неразрывной цепи ДНК, простирающейся от первых микробов, что появились почти 4 млрд. лет назад, до невероятного разнообразия и красоты существ, живущих на планете сегодня.

Человеческое тело формировалось в течение последних 500 млн. лет, с момента появления первых рыб, с медленным приобретением все новых анатомических свойств, последовательность которых навсегда запечатлена в ископаемых останках. Это правдивое и беспристрастное откровение о нас самих. И в каждом из нас есть что-то, напоминающее о нашей связи с первыми панцирными рыбами и их необычными способами размножения.

Сегодня, чтобы узнать больше о нашем происхождении, мы можем прибегнуть к двум вещам. Во-первых, пойти на раскопки и найти окаменелости, которые откроют нам новые сведения о том, как примитивные наборы костей трансформировались из одного вида в другой. Находки вроде Tiktaalik или Materpiscis являют собой хорошие примеры, рассказавшие важные детали о ранних стадиях эволюции животных. Во-вторых, можно изучить эволюцию по сведениям, полученным из наших собственных генов. Наша ДНК, являющаяся, в сущности, крошечной частью гена, – настоящее сокровище прошлого для исследователя эволюции. Эта область науки зовется «эволюционной биологией развития». Она изучает развитие животных методом анализа стадий развития их зародышей, стараясь выявить соответствие генов процессам, за которые они отвечают.

Действительно большим прорывом современной эволюционной биологии стало открытие гомеобоксных генов (часто называемых хоксами), которые определяют последовательность построения организма. В сущности, они являются сочетанием инструментов и плана создания нашего тела и начинают работать, как только яйцеклетка оплодотворена и клетки начинают делиться.

Действительно значимые прорывы в науке часто отмечаются присуждением Нобелевской премии, и в 1995 году премия в области медицины досталась профессору Эдварду Льюису, Кристиану Нюссляйну-Фольхарду и Эрику Ф. Вишаусу «за открытие генетического управления ранними стадиями развития эмбриона», то есть хокс-генов. Они начали поиск загадочных генов-строителей в 1970-х. Чтобы выявить, за что отвечают определенные гены, они кормили дрозофил веществами, вызывающими генетическую мутацию. К началу 1980-х были обнаружены ключевые гены, отвечавшие за построение тела дрозофил. Эти гены были названы гомеобоксными, или хокс-генами. Эд Льюис установил, что хокс-гены распределены в хромосомах в порядке, соответствующем частям тела, за которые они отвечают. Ошеломляющим стал тот факт, что многие из генов, присутствовавших у дрозофил, были обнаружены и у других животных и играли у них схожую роль, отвечая за развитие тех же частей тела, будь то морские ежи, лягушки, мыши или люди. Это открытие стало великолепным примером общности происхождения всего живого.

Так каким же образом все это связывает нас с плакодермами? Так вот, в 1993 году Клифф Табин из Гарварда установил, что один из хокс-генов, названный им «hedgehog» («еж»), отвечал за развитие наших конечностей. Когда позже он обнаружил соответствующий «еж» и для курицы, немного отличавшийся от человеческого, Клифф назвал его «sonic hedgehog» в честь компьютерного персонажа. Ген «sonic hedgehog», сокращенно – «shh», отвечает за развитие конечностей позвоночных, в частности пальцев на наших ногах. После того как этот ген был найден у всех животных с пальцами на ногах, от лягушек до людей, другая группа исследователей под руководством профессора Нила Шубина смогла обнаружить тот же ген у рыб (которые, конечно, не обладают пальцами). Доктор Рэнди Дан и Нил Шубин также нашли его у акул и костных рыб. Суть их открытия заключалась в том, что, хотя ген «shh» и отвечает за развитие пальцев, он тем не менее вносит свой вклад в развитие конечностей как таковых.

В 2007 году группа Дана опубликовала в Nature статью, в которой говорилось, что после трансплантации ткани мыши с геном «shh» в плавник детеныша ската было обнаружено, что ген сыграл в его организме такую же роль, как и у мыши: у ската-мутанта выросли новые плавниковые хрящи разной формы, и его грудной плавник стал по своему строению напоминать руку.

Диаграмма показывает основные этапы развития мужской половой системы позвоночных, от двойных костных кластеров (у панцирных рыб) до одиночного пениса млекопитающих, некоторых птиц и рептилий. На протяжении эволюции пенис неоднократно утрачивался и затем вновь появлялся у различных видов, в соответствии с потребностями. Те же хокс-гены, что отвечают за построение кластеров у акул и древних панцирных рыб, видимо, отвечают и за создание наших половых органов. (Джон Лонг)

Из этих и других экспериментов в области эволюционной биологии мы знаем, что все конечности, вернее, все придатки, будь то конечности или плавники, нуждаются для развития в гене «shh». Этот ген найден у всех существующих сегодня челюстных рыб, акул и скатов, а значит, он восходит своими корнями к самому началу нашего развития, к той эпохе, когда конечности только начали появляться, когда их план уже существовал в глубине ДНК, но действовал еще слабо.

Совместное изучение эволюционной биологии и ископаемых свидетельств перевернуло наше понимание превращения рыб в первых наземных животных. Открытие хокс-генов смогло лучше объяснить почти симметричное строение пальцев рук и ног ранних тетраподов (в противоположность поздним тетраподам, у которых все пять пальцев были разного размера). Таким образом, время активации определенных генов можно привязать к найденным останкам.

Эволюционная биология – это область развития знаний, показывающая, как сведения о чем-нибудь столь отдаленном, как рыбы девона, могут помочь исследованиям в области восстановительной медицины, которые однажды принесут пользу человечеству. Доктор Катрин Буаверт, изучавшая плавники девонских рыб Panderichtys для своей докторской работы в Университете Уппсалы, сегодня – ведущий специалист по развитию зародышей и активации генов у акул в новом Институте австралийской восстановительной медицины при Университете Монаша. Проведенные ею исследования, показывающие время появления и активации хокс-генов у рыб, могут в будущем помочь ученым в создании искусственных конечностей, мышц и даже самой спинномозговой ткани. Такие исследования дают надежду на возможность в будущем лечения патологий генетическим восстановлением утраченных тканей или больных органов.

Другие гены, играющие важную роль в развитии конечностей, принадлежат к ряду Hoxd, точнее, к диапазону от Hoxd9 до Hoxd13. Важная статья о конечностях акул, написанная Ренатой Фреитас и ее коллегами из Университета Флориды, сообщает, что развитие началось с последовательной активации генов серии Hoxd13, которая запустила механизм построения конечностей от плечевого пояса вниз к средней части плавника, или, по-нашему, предплечью. Затем неожиданно началась вторая стадия развития (именуемая двуфазной активацией), в течение которой гены серий Hoxd13 и Hoxd12 перестроили концы плавника акулы. Фреитас и ее коллеги сделали вывод, что последовательный запуск генов, так же как и обнаружение новых ископаемых, дает ключ к разгадке всей цепи. Читая эту статью, я был поражен включенными в нее цветными снимками крошечных эмбрионов акул с класперами, подсвеченными краской и свидетельствующими о запуске генов. Кажется, Hoxd12 отвечает и за формирование класперов, а Hoxd13 особенно важен для завершения этого процесса, отвечая при этом и за запуск построения урогенитальной зоны клоаки.

Но каким образом это связано с человеком? Публикация по изучению биологии развития на мышах Мартином Кохом (2004) показала, что развитие генитальных туберкул – бугорков (бугорки, из которых развиваются генитальные органы) и конечностей запускается параллельно и одновременно геном Hoxd13. Автор заключает: «Конечности и внешние гениталии проходят много сходных морфологических процессов, и… одни и те же молекулярные механизмы могут работать и во время развития конечностей, и во время развития гениталий».

Это было открытием для меня. То был первый блок современных данных по биологии развития, который связал открытый мной класпер плакодермы и пенис млекопитающих. В то время как вещество, из которого сделаны гениталии, дифференцируется во время эволюции позвоночных, гены, «командующие» развитием, те же самые и могут быть прослежены также в развитии конечностей. Подобно тому как строится дом из кирпича, из дерева или соломы, пока план стройки действителен, будут строиться одни и те же структуры, даже если материал разный. Класперы и у плакодермы, и у акулы формируются из части развивающегося брюшного пояса, предназначенного однажды стать ногами млекопитающего.

И когда-то репродуктивные структуры ранних челюстных рыб были парными, как часть задних конечностей. После того как парные задние плавники преобразовались в ноги, класперы были утеряны, но вместо них из урогенитальной пластины образовались иные парные репродуктивные структуры, такие как гемипенисы ящериц и змей. В последующих эволюционных преобразованиях парные структуры стали бесполезными, поскольку требовался только один орган для спаривания. Так образовался единственный пенис как доминанта, так сказать, репродуктивных мужских органов позвоночных.

Конечно, утрата пениса тоже происходила в эволюции позвоночных, как у некоторых примитивных рептилий (гаттерия) и у большого числа летающих птиц (Воробьиные), когда по какой-либо причине превалировала иная репродуктивная стратегия. Как конечности могут быть потеряны несколько раз независимо в эволюции позвоночных (безногие ящерицы, червяги, змеи – все независимо друг от друга утеряли конечности) или несколько раз у многих видов единственного рода (как у австралийской ящерицы Lerista), так и потеря пениса не была ущербом для некоторых линий позвоночных.

Мы, люди, иногда сожалеем, что наши небольшие пенисы не выглядят так «отточенно», будто они прошли долгий путь эволюции, но на самом деле это был трудный путь развития, который сейчас можно проследить во времени к самому возникновению конечностей у всех позвоночных.

Итак, когда вы занимаетесь сексом, да еще с самым важным для себя человеком, и ощущаете все наслаждения этого процесса, предоставляемые нам анатомией, не сдерживайте себя и кричите от радости – от благодарности за все, что нам дано. И вспомните при этом нашу маленькую бронированную плакодерму.

Из-за странного поворота биологической судьбы мы сохранили наиболее интересную часть репродуктивной анатомии в наследство от нашей древней эволюционной истории, а иные животные продолжили жить и развиваться без нее.

Заключение. Величайшая тайна биологии

Мой рассказ о происхождении секса у позвоночных подходит к концу, но исследования продолжаются. Всё новые экспедиции обследуют каждый уголок Гоугоу в поисках ископаемых свидетельств, в надежде однажды найти то, что либо подтвердит существующие догадки, либо опровергнет их и породит совершенно новые. Такова наука: не имеет значения, кто прав, а кто нет; важно, в чем состоит эта правда и как она может помочь дополнить картину нашего понимания развития живого на земле.

Изучая материал для написания этой книги, я, как обычно, увлекся и стал искать следы прошлого, которые дают ключ к пониманию природы секса. Я наткнулся на увлекательные истории, к примеру, об открытии Антони ван Левенгуком сперматозоидов в 1677 году, что произошло случайно благодаря созданию более мощного микроскопа. А также о знаменитом датском ученом Николасе Стено (1638–1686), который, помимо принципа суперпозиции, то есть залегания более молодых геологических пластов поверх старых, обнаружил существование яичников в процессе изучения строения гигантской акулы.

Чем больше я искал в материале о сексе в истории живого, тем больше интересного находил – но это уже другая история.

Ключ к пониманию секса – оплодотворение. Сегодня мы хорошо знаем, что сперматозоиды запускают биологический процесс зарождения новой жизни, оплодотворяя яйцеклетку. И еще с Античности люди знали, что совокупление ведет к рождению ребенка. Но механизм этого явления оставался загадкой. Так, древние греки полагали, что «семенные частицы женщины» создавали зародыш, в то время как мужские – только обеспечивали зародыш питанием. Эта идея преобладала в течение более чем тысячелетия.

Фома Аквинский, плодотворный писатель и философ XIII века, считал, что действующей силой является особая пена в семени, обладающая энергией, данной не душой человека, но божественными созданиями. И все же в течение Средневековья боролись между собой сторонники двух концепций: спермисты и овисты. Первые полагали, что человек зарождается и формируется в самом семени мужчины, вторые – что это происходит в яйцеклетке, которой свыше дан зародыш будущего младенца, а сперма – лишь питание для зародыша.

В конце первого десятилетия XVIII века были проведены странные эксперименты по определению роли мужских и женских семян. Известный итальянский аббат Лаззаро Спалланцани придумал маленькие трусы, которые надел на лягушек перед спариванием. Конечно, в таком облачении самец лягушки не смог оплодотворить самку. Тогда он взял сперму с трусов самца лягушки, поместил ее в икру и обнаружил, что из нее развились маленькие головастики. Спалланцани также первым искусственно осеменил собаку, доказав таким образом, что мужская сперма необходима для оплодотворения. Но после серии точных экспериментов, в ходе которых им были сделаны прорывные открытия, он заключил, что маленькие анималкулы (так он называл сперматозоиды) не имели никакого отношения к оплодотворению.

На вопрос о том, что является величайшей тайной биологии, большинство отвечает – эволюция. Чарльз Дарвин написал книгу, представившую его теорию эволюции, в 1859 году, за 17 лет до того, как загадка оплодотворения, мучившая человечество в течение двух тысяч лет, была окончательно решена.

Не так давно я читал в различных университетах и колледжах США серию лекций по теории происхождения секса, основанной на наших находках. В конце лекции я задавал один вопрос: какой из величайших ученых впервые открыл тайну оплодотворения? Ни один из всех этих образованных людей не дал правильного ответа.

Мне показалось, что обо всем этом нужно рассказывать еще больше, от древних греков до современных исследователей, с их оплодотворением в пробирке. Кажется, мое неожиданное путешествие в мир секса еще не окончено.

И между прочим, имя этого гения, профессора биологии Берлинского университета и первооткрывателя механизма оплодотворения, – Оскар Хертвиг (1849–1922).

Примечания

1

Остракодовые – мелкие ракообразные с нечленистым телом.

(обратно)

Флибуста

Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности (fb2)

Джон Лонг
Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности

* * *

Введение. Секс, смерть и эволюция

Глава 1. Мачизм аргентинского селезня

Глава 2. Мать всех ископаемых

Глава 3. Единение птиктодонтид

Глава 4. Представляя доклад королеве

Глава 5. Палеозойские проблемы отцовства

Глава 6. Нашелся и отец

Глава 7. Погружаясь в девон

Глава 8. На заре древнего секса

Глава 9. Секс и одинокая остракода

Глава 10. Секс на пляже

Глава 11. Секс у динозавров и другие невероятные открытия

Глава 12. Мы не более чем млекопитающие

Глава 13. Война спермы: чего не могут рассказать открытия палеонтологии

Глава 14. От класпера к пенису: это был долгий путь, детка

Заключение. Величайшая тайна биологии

Примечания

1

Оглавление

Флибуста

Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности (fb2)

Джон Лонг Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности

* * *

Введение. Секс, смерть и эволюция

Глава 1. Мачизм аргентинского селезня

Глава 2. Мать всех ископаемых

Глава 3. Единение птиктодонтид

Глава 4. Представляя доклад королеве

Глава 5. Палеозойские проблемы отцовства

Глава 6. Нашелся и отец

Глава 7. Погружаясь в девон

Глава 8. На заре древнего секса

Глава 9. Секс и одинокая остракода

Глава 10. Секс на пляже

Глава 11. Секс у динозавров и другие невероятные открытия

Глава 12. Мы не более чем млекопитающие

Глава 13. Война спермы: чего не могут рассказать открытия палеонтологии

Глава 14. От класпера к пенису: это был долгий путь, детка

Заключение. Величайшая тайна биологии

Примечания

1

Оглавление

Джон Лонг
Утки тоже делают «это». Путешествие во времени к истокам сексуальности