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».