Как ни странно, женская репродуктивная система часто бывает враждебной для сперматозоидов. Никто не знает, почему это так. Казалось бы, ей полагается нежно заботиться и помогать сперматозоидам в достижении цели, однако вместо этого их на каждом шагу подстерегают опасность и предательство. Самки могут переварить сперму, вытолкнуть ее или просто собрать и удалить. Даже у тех видов, самки которых способны хранить в себе сперму многие годы, они сохраняют лишь малое число сперматозоидов. К примеру, пчелиная матка, спарившись с 17 партнерами, получит от них около 102 миллионов сперматозоидов — по 6 миллионов от каждого, однако сохранит всего 5,3 миллиона, необходимых для оплодотворения яиц. У тех же видов, которые не сохраняют сперматозоиды, их путь и вовсе напоминает кровавое побоище.
К примеру, у людей сперматозоиды начинают свою одиссею в кислой среде влагалища. Но кислота губительна для сперматозоидов (вот почему стратегически верно расположенный ломтик лимона представляет собой довольно эффективное, хотя и весьма несовершенное средство контрацепции). Лишь 10 % сперматозоидов сумеют прорваться через этот барьер и продолжить свой путь. Далее им предстоит преодолеть шейку матки — преграду, покрытую слизью, которая пропустит, в лучшем случае, 10 % путешественников. При этом слизь — лишь одна из угроз, поджидающих сперматозоиды в шейке. При первом же намеке на появление сперматозоидов белые кровяные клетки — солдаты иммунной системы — заполняют шейку и полость матки, уничтожая всех чужаков, которых сумеют обнаружить. У крольчих после часового секса в шейке матки собирается огромная армия белых кровяных клеток. У представительниц человечества эта армада начинает скапливаться уже через пятнадцать минут после начала полового акта, и через четыре часа в ней насчитывается уже около миллиарда бойцов. Вот почему к моменту, когда сперматозоиды достигнут фаллопиевых труб — места, где может находиться готовая к оплодотворению яйцеклетка, — их число упадет с бесчисленных миллионов всего лишь до нескольких сотен. Вот почему мужчина с 50 миллионами сперматозоидов в эякуляте — число, казалось бы, вполне достаточное — вероятнее всего, окажется бесплодным.
Измерить уровень враждебности среды куда сложнее, чем подсчитать сперматозоиды, поэтому мы не знаем, насколько он меняется у различных видов или у разных представительниц одного и того же вида. Лично я предполагаю, что повышение враждебности репродуктивной системы к сперме — это женский эволюционный ответ на увеличение числа сперматозоидов у мужчин. Таким образом, мужчины, у которых их больше, получают преимущество. У крольчих, к примеру, число сперматозоидов, достигающих каждого из промежуточных пунктов в репродуктивных путях, зависит от того, сколько их было на старте. Но чем же для женщин выгодна такая агрессивность репродуктивной системы? Если подумать, она кажется попросту вредной: ведь если агрессия превысит определенный уровень, яйцеклетки не будут оплодотворены и женщина не сможет родить ребенка. Один из возможных ответов: таким образом женщина добивается того, чтобы яйцеклетку оплодотворил самый качественный сперматозоид. Другой вариант — агрессивность изначально служила защитой от возможных инфекций. Мужчина, в свою очередь, всегда стремился пробиться через линии обороны. Действительно, в эякуляте людей и других млекопитающих содержатся вещества, которые подавляют женскую иммунную систему. Чтобы воспрепятствовать попыткам подавить иммунитет, женский организм, возможно, стал искать способы усилить свою иммунную защиту. Таким образом, вновь заработал бесконечный эволюционный цикл действий и противодействий.
Это возвращает меня к вопросу о том, зачем вашему мужу столько сперматозоидов. Австралийские славки живут и растят детей в парах, однако все же предпочитают свободную любовь. Они очаровательно непосредственны в своем сексуальном поведении, и самки наряду с постоянным партнером, как правило, имеют и постоянного любовника. Таким образом, конкуренция спермы среди них весьма высока. Часто ни один птенец из гнезда не является биологическим отпрыском того самого отца, который их заботливо взращивает. Возможно, и вы, пока муж гуляет где-то на стороне, позволяете себе небольшие шалости?
***
Дорогая доктор Татьяна,
Я узнал, что мне требуется три недели, чтобы выработать один-единственный сперматозоид. Возможно, это происходит потому, что хвост у него в двадцать раз длиннее всего моего тела. Мне кажется, это чудовищная несправедливость: ведь я всего лишь маленькая плодовая мушка, Drosophila bifurca. Нельзя ли сделать протез?
Ожидающий спермы из Огайо
Увы, рынка искусственных хвостов для сперматозоидов не существует в природе, так что вам придется постараться самому. Вы правы, это нечестно. Почему фруктовая мушка длиной три миллиметра — меньше тире, что стоит перед этой фразой, — вынуждена вырабатывать сперматозоид длиной 58 миллиметров? Человек куда крупнее вас, но обходится в тысячу раз более мелкими хвостатыми клетками. Если бы человеку пришлось соблюдать ваши масштабы, его сперматозоид был бы длиной с голубого кита. Интересно было бы взглянуть!
В отличие от эволюционных изменений численности сперматозоидов, эволюция их размеров и формы изучена крайне мало. С уверенностью можно сказать лишь то, что сперматозоиды оказываются проще и мельче, если оплодотворение происходит вне тела самки.
Для начала коснемся формы сперматозоидов. Обычно они похожи на головастиков с крупными головами и извивающимися хвостами. Однако у многих видов сперматозоиды заметно отличаются от описанной модели. Популярным эволюционным изобретением стали парные сперматозоиды, передвигающиеся исключительно в тандеме. Таковыми могут похвастаться американские опоссумы, водяные жуки, многоножки, домашние чешуйницы, некоторые морские моллюски. Крюкообразные сперматозоиды — тоже весьма модная штука. Коалы, грызуны, сверчки — у всех у них сперматозоиды оканчиваются крючками. Бессяжечники — мелкие тварюшки, родственные насекомым, — стали первыми в мире игроками в «Алтимат»
[2]
: их сперматозоиды по форме напоминают диски. У лангустов они похожи на фейерверк в форме «огненного колеса», а у некоторых земляных улиток — на штопор. У термитов сперматозоиды украшены подобием бороды, поскольку насчитывают около сотни хвостов, а у нематод они напоминают амеб и, вместо того чтобы плавать, ползут к цели. И это мы еще не рассматривали сперматофоры — упаковки со спермой, которые многие существа используют для доставки товара по назначению. После необычайно долгого акта любви гигантский осьминог, к примеру, выбрасывает сперматофор, похожий на бомбу длиной больше метра, внутри которой упаковано около 10 миллиардов сперматозоидов, и она взрывается в репродуктивных путях самки.
Поскольку все это многообразие форм развивалось у разных видов независимо, следует задуматься, какую пользу оно несет. К примеру, крючки могли бы помочь головастикам пробираться через репродуктивную систему самки, однако, насколько я знаю, подобного эффекта никто пока не сумел наблюдать. Какова же возможная выгода от иных форм? Здесь ваши догадки будут ничем не хуже моих. Однако, насколько мы знаем, форма сперматозоидов не имеет никакого отношения к женскому распутству. А вот размеры головастиков, возможно, имеют к нему отношение самое прямое. К примеру, у нематод крупные сперматозоиды скорее способны оплодотворить яйцеклетку, поскольку они ползут быстрее мелких, и головастикам соперника труднее оттолкнуть их с пути. Точно так же у корневых клещей — сельскохозяйственных вредителей — самец с крупными сперматозоидами скорее добьется оплодотворения, чем тот, у кого они мельче. Это и в самом деле общее правило: самцы тех видов, у которых самки неразборчивы в половых связях, не только вырабатывают больше спермы, но и производят более крупные сперматозоиды. Увы, оба показателя не могут возрастать бесконечно: в какой-то момент производство крупных сперматозоидов приводит к тому, что их число уменьшается. Поэтому у большинства видов стремление увеличить число мужских половых клеток одерживает верх над желанием сделать их как можно более крупными.
