Чтение онлайн

Так называемый факультативный партеногенез – одна из форм однополого размножения самок без участия самца. От других форм партеногенеза и бесполого размножения (агамогенеза) факультативный партеногенез отличается тем, что самки могут (но не обязаны) выбирать его в качестве альтернативы обычному половому размножению. При этом самки производят потомство, генетически отличающееся от них самих [50] , и этим факультативный партеногенез отличается от клонирования, при котором воспроизводятся полные генетические копии (реплики) родителей исключительно с целью ускоренного прироста популяции.

Партеногенез у некоторых пресмыкающихся и рыб был открыт десятки лет тому назад, но в 2007 году настоящий фурор произвели акулы, когда Чапмэн с коллегами провели анализы ДНК малоголовой молот-рыбы, родившейся в неволе {200} от самки, не имевшей контактов с другими особями того же вида свыше трех лет. На этот раз выяснилось, что никакой «заначки» мужской спермы, оставшейся с вольных времен, у матери не было, и приплод появился на свет безо всякого участия мужской ДНК. В том же году Чапмэн выявил подтвержденный случай партеногенеза у самки чернопёрой акулы [51] , проведшей в неволе и полной изоляции от других особей своего вида девять лет {201} . Правда, у этой чернопёрой акулы практически доношенный плод был обнаружен в матке при посмертном вскрытии, так что девственное рождение состояться не успело (но в данном случае и «почти» считается за доказательство). С тех пор занести свои имена в почетный список видов акул, способных производить потомство без участия самцов, успели еще акула-зебра [52] и белопятнистая кошачья акула [53] , у которых также были подтверждены случаи партеногенеза.

Тот факт, что партеногенез выявлен, по сути, на полюсах спектра разнообразия видов акул – от небольших донных яйцекладущих кошачьих до крупных живородящих чернопёрых, – свидетельствует, судя по всему, о том, что при необходимости способность к размножению без участия самца присуща, вероятно, всем акулам или даже всему классу хрящевых. Но до недавнего времени все случаи партеногенеза у акул наблюдались лишь в неволе – в институтских аквариумах и единожды в роскошном отеле в Дубае (что не удивительно; ведь если в Эмиратах крытые горнолыжные трассы с настоящим снегом построены посреди Аравийской пустыни, то завести при столичном отеле с золотыми ваннами дивную акулу, плодящуюся без участия самца, если в природе такие имеются, шейхам нужно всенепременно). Были сомнения, задействуют ли акулы подобную стратегию размножения в дикой природе. Дабы их рассеять, нам нужно было как-то заполучить ДНК и матери, и приплода, что представлялось практически нереальным в естественной среде обитания. У акул, знаете ли, самки отнюдь не домоседки и тем более не няньки своим детям. У них принцип такой: родить и сплавить. Поэтому очень трудно взять пробы генетических материалов матери и ее детей.

Так всё и было до недавнего времени, пока Фельдхайм и Чапмэн с коллегами не придумали инновационный метод прикладных генетических исследований, позволяющий выявлять партеногенез {202} в природных условиях [54] . Новым методом уже удалось достоверно установить минимум один вид, благополучно размножающийся партеногенезом в природных условиях, и это оказалась вовсе не акула, а гребенчатый пилорылый скат [55] , находящийся, между прочим, на грани полного исчезновения {203} .

Избыточный вылов и уничтожение человеком мангровых экосистем, где он обитает, в XX веке подчистую вымели гребенчатую рыбу-пилу из некогда достаточно широкого ареала обитания в теплых водах западной Атлантики. То, что этот вид относится к скатам, а не к акулам, не помешало человеку по достоинству оценить суп из его плавников, не уступающих по вкусовым качествам лучшим акульим, и привело к массовому браконьерскому лову гребенчатого пилорыла для поставки на азиатские рынки. Ну и, наконец, длинные рострумы (именные «рыла»), украшенные с торцов двумя рядами острых зубов, пользуются большой популярностью среди коллекционеров. Численность глобальной популяции гребенчатой рыбы-пилы по сравнению с 1960-ми годами снизилась на 95 %. При столь резком падении поголовья партеногенез этому виду может прийтись как нельзя кстати.

Начиная с 2004 года исследователи тщательно следят за состоянием популяции. За это время взяты пробы биоматериалов почти у двухсот промаркированных бирками и выпущенных обратно в естественную среду обитания особей. Всё это призвано помочь гребенчатым пилорылам с восстановлением поголовья. Например, Джим Гельсляйхтер, руководитель программы исследования биологии акул Университета северной Флориды, прилагает максимум усилий для того, чтобы рассчитать репродуктивный цикл изучаемых видов{204} по уровням содержания различных гормонов в пробах крови, собираемых в рамках его программы. Ведь, например, по высокому уровню тестостерона у самцов можно узнать время года, когда они производят сперму, а по высокому уровню эстрогена у самок – когда у них вызревают яйца. Способность самок некоторых видов акул складировать сперму на хранение, однако, подразумевает, что мужской и женский циклы гормональной активности могут быть и не синхронизированы, поэтому косвенное определение сроков наступления беременности и деторождения по гормональным признакам – задача с подвохом.

Гельсляйхтеру очень недостает надежного теста на беременность, скажем, той же рыбы-пилы. Увы, все усилия по созданию такового успехом пока не увенчались, и причина, по его словам, формулируется достаточно коротко: «Это как раз и отражает, насколько по-иному пластиножаберные регулируют работу систем своего организма. Не выходит просто взять и применить методы [диагностики], работающие на млекопитающих или даже других рыбах. Акулы устроены по-другому. Вот почему исследовать их – занятие улетное, но чертовски сложное». За неимением подходящей биохимии Гельсляйхтер стал использовать в полевых условиях портативный аппарат УЗИ-диагностики для обследования самок акул, отловленных в сезон спаривания. «Выгляжу с этим боекомплектом как настоящий охотник за привидениями, – шутит Гельсляйхтер. – Особенно в специальных антибликовых очках, в которых вынужден рассматривать экран на ярком морском солнце».

Поймав самку рыбы-пилы, ее прижимали к борту лодки, а Гельсляйхтер или кто-нибудь еще из его команды, перегнувшись через борт, щупом УЗИ-аппарата проверяли ее на беременность. Этот метод, в отличие от всяких тест-полосок, и на пластиножаберных работает безотказно: наличие или отсутствие беременности устанавливается гарантированно, а нередко и точное число детенышей в утробе удается визуально оценить. Вот только цена у этого оборудования, увы, кусачая: от $ 16 000 за комплект. Отсюда и крайне ограниченные выборки обследованных, и не оставляющая ученых заветная мечта всё-таки разработать простой и надежный биохимический тест на беременность акул и скатов.

Тем временем Чапмэн с коллегами, проанализировав образцы ДНК пилорылых скатов, взятые в рамках той же программы, успешно выявили семь особей (все самки), рожденных без участия отцов. Пять из семи дочерей партеногенеза оказались полными сестрами, а вот две другие родились еще от двух матерей-одиночек. То есть как минимум три самки в весьма немногочисленной популяции успешно практикуют альтернативную стратегию репродукции, вероятно, из-за нехватки самцов. А это означает, что и в утробах выявленных Гельсляйхтером с помощью УЗИ беременных самок также вполне могла оказаться «безотцовщина», что еще больше осложняет усилия по установлению сроков спаривания у этого вида. Тем более что оно, как выясняется, для них не обязательно.

Партеногенез стал бы для гребенчатого пилорыла спасительной соломинкой, которая поможет преодолеть пик демографических трудностей. А дальше и неуклонно усиливаемые, расширяемые меры по его охране и полный запрет на незаконную международную торговлю им начнут, будем надеяться, приносить долгожданные плоды. Способность к репродукции без участия самца может оказаться важным дополнительным подспорьем для поддержания общей численности популяции на уровне выше критического до той поры, пока вылов реально не пойдет на спад. В то же время партеногенез хорош в качестве палочки-выручалочки лишь в краткосрочной перспективе, а полагаться на него как на стратегию долгосрочного выживания крайне рискованно и неразумно. Ведь негативных последствий исключения самцов из круговорота репродукции избежать никак не получится.

Во-первых, размножение партеногенезом снижает уровень генетического разнообразия популяции по сравнению с обычным половым размножением с участием самца, поскольку особь следующего поколения наследует гены лишь одного родителя. Во-вторых, весь партеногенетический приплод оказывается одного пола – того, у которого две одинаковые половые хромосомы (у акул это самки). При регулярном партеногенезе демографический перекос в пользу одного пола из поколения в поколение будет только усугубляться, как и негативные последствия снижения генетического разнообразия, что снова поставит вид под угрозу исчезновения, только уже по внутривидовым, а не внешним причинам. Именно поэтому в царстве животных все без исключения виды, включая те, которые имеют альтернативную возможность размножаться бесполым путем, стремятся всё-таки прибегать к половому размножению для перемешивания генофонда популяции с целью не допустить генетического вырождения.