Занимательная физиология - Борис Сергеев

Памятуя эти обстоятельства, мы легко поймем всю бесплодность споров об уровне умственных способностей мужчин и женщин, которые одно время были так модны. Действительно, женщины более однообразны, более похожи друг на друга и, видимо, подарили миру несколько меньше гениальных личностей. Но зато, несомненно, среди женщин значительно меньше круглых идиотов, чем среди мужчин.

Таким образом, основная причина двуполости — невозможность иным путем обеспечить необходимого количества высококачественного потомства.

Вторая причина возникновения двуполости состоит в том, что она позволила эволюции идти более быстрыми темпами. Ведь при бесполом размножении «ребенок» как две капли воды похож на мать. Только в силу случайных, редких причин он может от нее отличаться, поэтому новые признаки при бесполом размножении животных появляются редко и медленно накапливаются.

Совсем иная картина, когда у ребенка есть и отец и мать. Он что-то наследует от одного, что-то от другого родителя. Это не серийное производство, каждый ребенок создается, так сказать, по индивидуальному проекту, и если он оказался удачным, то новые ценные качества очень скоро станут широко распространенными среди данного вида животных.

Брак и семья

Большинство животных нашей планеты размножается половым путем. У одноклеточных организмов основным содержанием полового процесса является обмен ядерным веществом между обеими брачующимися клетками.

Вот как это происходит у инфузории туфельки. Две решившие приступить к половому размножению инфузории тесно прижимаются друг к другу брюшными сторонами так, что их ротовые отверстия совпадают. Затем у обоих вступивших в контакт организмов многократно делятся ядра, претерпевая при этом ряд превращений, в результате которых у каждой туфельки остается лишь по два ядра, женское, стационарное, и мужское, блуждающее, число хромосом в которых уменьшено вдвое. Инфузории взаимно обмениваются блуждающими ядрами. Переместившееся ядро сливается со стационарным ядром инфузории-хозяйки, в результате чего у каждой туфельки образуется по одному новому ядру с полным набором хромосом.

В половом размножении одноклеточных могут участвовать два совершенно одинаковых на вид организма, как это бывает у инфузории туфельки, или явно не похожие друг на друга существа. У малярийного плазмодия, о котором уже шла речь, после ряда бесполых поколений, состоящих из одинаковых, как две капли воды похожих друг на друга спор, из которых развиваются также похожие друг на друга амебообразные существа, на 10–11-й день возникает половое поколение, состоящее из более мелких мужских и более крупных женских особей, которые размножаются уже половым путем.

У многоклеточных организмов есть особые половые клетки, слияние которых, или, правильнее, оплодотворение, и приводит к возникновению нового организма. Это сильно осложнило процесс размножения. Природе пришлось изобрести массу всевозможных приспособлений, чтобы обеспечить встречу мужских и женских половых клеток.

У большинства низших организмов она происходит на стороне, причем родители часто не прилагают никаких усилий, чтобы их половые клетки встретились. Нерадивым родителям, чтобы оставить потомство, приходится запасаться колоссальным количеством половых клеток, только в этом случае их можно выбрасывать просто на ветер, как поступают растения, рассеивая по белу свету свою пыльцу. У животных аналогичные процессы могут происходить только в воде, но, конечно, на значительно меньших пространствах.

Половые клетки не полагаются на случайные встречи. Обычно сперматозоиды — мужские половые клетки — способны двигаться самостоятельно, и иногда довольно быстро. Все же, чтобы большинство женских половых клеток оказалось оплодотворенным, количество мужских половых клеток должно значительно превосходить количество женских. Так размножаются медлительные морские звезды, усеянные колючками морские ежи и многие другие морские обитатели.

Половым клеткам колониальных животных, благодаря тому, что они живут все вместе, легче найти друг друга, но для этого они должны оказаться в воде одновременно. Но как животным сговориться между собой?

На этом уровне развития организмов понятен только химический язык. В половых клетках или вместе с ними в воду выбрасываются вещества, которые стимулируют выделение половых продуктов у животных того же и противоположного пола. Получив приказ, вся колония приступает к размножению. Почти одновременно на ограниченном пространстве накапливается большое количество половых клеток обоего пола. Только это и обеспечивает успешное оплодотворение.

Специалисты, занимающиеся промыслом устриц, давно овладели этим несложным языком. Они подсказывают устрицам, когда пора приступать к размножению. В благоприятное время года в воду на устричной банке одновременно выпускаются половые продукты, добытые от сотен или тысяч устриц. Это вызывает у свободно живущих устриц массовую яйцекладку и последующее оплодотворение выметанных яиц. Искусственно вызванная яйцекладка значительно повышает урожайность устричных угодий.

Животные, способные передвигаться, в брачный период собираются парами, группами или даже огромными стаями, как это бывает у рыб. Самцы всем своим поведением заставляют самку выметывать икру и тут же поливают ее молоками.

Еще более тесный контакт между самцом и самкой у земноводных. Как только наступит время для икрометания, самец лягушки находит себе подругу, крепко обхватывает ее передними лапками за талию и не отпускает, пока не будет отложена икра. Иногда встреча самца и самки происходит еще на берегу, вдали от подходящего водоема. Забавно наблюдать, как грузными прыжками спускаются к воде самки, неся на спине отцов своих будущих детей. Все время, пока самка откладывает икру, самец находится у нее за спиной. Это очень удобно, так как на выделившуюся икру тотчас извергается сперма.

У высших животных встреча половых клеток происходит внутри тела матери. Для этого у животных существуют особые приспособления — наружные половые органы. Чтобы обеспечить встречу половых клеток, самец и самка вступают в непосредственный контакт, который называется спариванием.

Спаривание у большинства животных бывает в строго определенное время года. Так происходит потому, что в остальные периоды жизни самки не имеют зрелых половых продуктов, их организм не подготовлен для размножения и не может обеспечить развития зародыша. Самцы теплокровных животных способны к спариванию в любое время года. Лишь у некоторых из них, например у самцов оленей, вне периода размножения зрелые половые клетки отсутствуют. Приуроченность размножения к определенному времени года вполне целесообразна, так как детеныши, рожденные в неблагоприятное для их развития время, неизбежно погибнут.

Есть животные, которые могут спариваться в любое время года, но продуктивно это закончится лишь в том случае, если и у самца и у самки в этот момент имеются зрелые половые продукты. Для человека таких периодов в году 13, но продолжительность каждого из них очень невелика, обычно не превышает суток. Следовательно, только в течение этих 13 дней женщина может стать матерью.

Не всегда внутреннее оплодотворение происходит в результате спаривания. У многих насекомых, у тритонов, аксолотлей, саламандр и других животных спаривания как такового не бывает. Самец откладывает сперматофор (небольшой мешочек, в котором находится сперма), и только затем он сам или самка засовывает его в половое отверстие. Часто вводится не весь сперматофор, а только его шейка, из отверстия которой сперматозоиды проникают в половые пути самки. Чтобы сперматофор не отвалился, существуют специальные приспособления — боковые отростки. С помощью этих отростков или особого клейкого секрета из придаточных желез самца сперматофор прочно прикрепляется к телу самки. Пустой сперматофор самки многих насекомых съедают.

Иногда все происходит еще проще. У некоторых насекомых сперма выбрасывается прямо наружу, потом с помощью ротовых придатков собирается самцом и вводится в половые органы самки.

Копулятивные органы самцов и половые отверстия самок могут находиться на различных частях тела, на лапках, на голове и т. д. Пауку крестовику в качестве копулятивного органа служит острие челюстного щупальца. Перед спариванием он плетет небольшую паутину и в нее выделяет сперму, после чего забирает особым выростом щупальца, как пипеткой, немного жидкости из выделенной им капли. Лишь после этого он может приступить к спариванию.

У улиток половое отверстие расположено на голове. У осьминога сперма содержится в одном из восьми щупалец, которое и вводится в половое отверстие самки при спаривании. Особенно интересно, что щупальце, наполненное сперматозоидами, может отделиться от тела осьминога и вести самостоятельный образ жизни.