Биологи доказывают, что простейшие организмы (тоже) занимаются сексом не только, чтобы размножаться. Так они «ремонтируют» ДНК и укрепляют иммунитет — рассказываем о новой гипотезе

Большинство биологов придерживаются теории о том, что секс появился и эволюционировал в природе исключительно для того, чтобы обеспечить генетическое разнообразие будущих поколений и сделать их более сильными и стойкими, чтобы они могли выжить. Группа исследователей выдвинула новую гипотезу о том, что на ранних этапах эволюции целью спаривания было не размножение. Например, простейшие организмы, такие как водоросли и инфузории-туфельки, «занимаются сексом», чтобы пережить неблагоприятные условия. После спаривания у самок некоторых насекомых укрепляется иммунитет, а у самцов крыс лучше работает и медленнее стареет мозг. «Бабель» пересказывает главные моменты новой гипотезы об эволюции секса, опубликованной в Quanta Magazine.

Секс — одна из самых сложных загадок в биологии. Ведь у спаривания как способа размножения масса недостатков: для этого нужны две особи, а в самом процессе они могут травмироваться или подхватить инфекцию от партнера. Чего не скажешь о бесполом размножении — клонировании самих себя. Несмотря на эти преимущества, бесполое размножение не является нормой. К примеру, среди растений этим способом размножаются менее одного процента видов, среди животных — лишь один из тысячи известных видов.

В 1932 году Нобелевский лауреат, генетик Герман Мюллер заявил, что нашел ответ на этот вопрос. Секс увеличивает генетическое разнообразие в будущих поколениях. Это позволяет потомкам приспосабливаться и выживать, делая их сильнее, быстрее и устойчивее к воздействию окружающей среды. Эту гипотезу выдвигали и ранее, но благодаря авторитету Мюллера она закрепилась в научном мире на долгие годы.

Кейтлин Макдоноу изучает эволюцию репродуктивных систем в Сиракузском университете и считает такую гипотезу неполной. «В исследованиях часто упускался из виду потенциал для извлечения непосредственной пользы от спаривания конкретной особью для самой себя». Теперь она и другие исследователи пересматривают теорию о том, как спаривание и связанные с ним клеточные и психологические процессы влияют на отдельную особь, а не на потенциальное потомство. Этот вопрос они уже частично затрагивали в своем прошлогоднем исследовании об однополом сексуальном поведении животных.

Биолог из университета Нью-Брансуика в Канаде Аврора Неделку изучает один из древнейших организмов — водоросли из рода Volvox. На протяжении большей части своей жизни эти водоросли живут с тем, что по человеческим меркам можно назвать половиной генома: у них есть только одна копия каждой хромосомы. В таком состоянии они обычно размножаются бесполым путем.

Но как только окружающая среда становится слишком теплой или в ней образуется нехватка азота, эти водоросли начинают, по сути, заниматься сексом. В результате у них появляются клетки с двумя наборами хромосом. Таким образом водоросли помогают друг другу «ремонтировать» поврежденные участки ДНК, а их оболочка становится тверже. Когда среда снова становится благоприятной, клетки возвращаются в исходное состояние, а водоросли прекращают спариваться.

Изучая эти водоросли, Неделку и ее коллеги предполагают, что «на ранних этапах эволюции целью спаривания было не размножение, оно возникло в ходе эволюционного процесса, по всей видимости, как средство для адаптивного реагирования на стресс».

Гипотезу о том, что в процессе эволюции спаривание помогало организмам переживать «тяжелые времена», поддерживает и биолог Франческо Катанья из университета Мюнстера. Он изучает простейшие одноклеточные организмы — инфузории-туфельки. Оказывается, под воздействием стресса они тоже начинают «заниматься сексом», только сами с собой. Катанья заметил, что те инфузории, что сами себя оплодотворили, переживали неблагоприятные условия среды лучше тех, которые этого не сделали.

Конечно, инфузории-туфельки и одноклеточные водоросли не млекопитающие. Но, вполне возможно, что косвенная польза от спаривания, не связанная напрямую с размножением — например восстановление ДНК, может быть у грибов, растений и животных.

Ученые обнаружили «массу неожиданных положительных сторон секса» и у других, более сложных организмов. Например, самки мухи-дрозофилы и полевых сверчков, которые спаривались, жили дольше тех, кто этого не делал. Биолог Эми Уортингтон из Крейтонского университета предполагает, что в этом большую роль играют гормоноподобные вещества простагландины, которые содержатся в семенной жидкости самцов. Простагландин вырабатывается не только у сверчков и насекомых, а у всех животных.

Леа Пайтер, профессор психиатрии и нейробиологии в Медицинском центре Векснера при государственном университете Огайо, вместе со своими коллегами доказала, что в процессе спаривания у самцов крыс происходит стимуляция участков мозга, отвечающих за иммунную систему. Это может означать, что спаривание помогает защитить их от инфекций. Спаривание также может влиять на качество работы их мозга и замедлять его старение.

Сторонники новой гипотезы об эволюции секса предупреждают, что это «сложный вопрос, требующий дальнейшего изучения», и предостерегают от любых параллелей с отношениями между людьми. Аврора Неделку говорит, что репортеры часто спрашивают, означают ли ее исследования одноклеточных водорослей, что именно стресс заставляет людей чаще заниматься сексом. В таких случаях она отвечает: «Нет, если только вы не одноклеточная водоросль».