Секс в океане или Тайна зарождения жизни
Не все диатомеи, конечно, столь злонамеренны, чтобы сеять смерть и панику среди мирных обитателей морских вод. Некоторые ограничиваются практическими шутками вроде превращения тех, кто ими питается, в особей противоположного пола. Например, самцы одного вида креветок от избытка диатомей в рационе {126} досрочно превращаются в самок. В обычном режиме, когда этих коварных одноклеточных в планктоне нет, креветка, изначально вызрев самцом, проводит в этой ипостаси около года, прежде чем преобразиться в самку. Но если личинки креветок в первые дни жизни массово поглощали диатомей, такая диета блокирует их развитие по мужскому сценарию и сразу же запускает у особей процесс формирования женских гонад и гениталий. Что за дьявольское биохимическое зелье производят водоросли, неизвестно, не говоря уже об их мотивации, если таковая имеется. Действительно, какая одноклеточным разница, самец или самка их поглотит и переварит? Так что, вполне вероятно, скоропостижная смена пола у креветок – побочный эффект, а вырабатывают водоросли это вещество либо для какого-то иного целевого воздействия на другие, нежели креветка, виды фауны, либо и вовсе для каких-то неведомых нам внутривидовых нужд самих диатомей. В любом случае эффект запуска смены пола под влиянием рациона питания показывает, насколько зыбка грань между полами и высока склонность к трансформации у некоторых видов морской фауны. И эту их гибкость некоторые особо изобретательные представители других видов научились эксплуатировать.
Доктор Алекс Форд из Портсмутского университета в Англии с особым энтузиазмом исследует именно случаи сбоев в работе механизмов «полового самоопределения» у особей различных видов. В последние годы что-то явно не так пошло у одного из видов рачков-бокоплавов, обитающих у берегов Шотландии. Внешне бокоплавы похожи на креветок, только как бы сплющенных с боков створками лифта. Это жизненно важный источник пищи для водоплавающих птиц и хищных рыб, и обычно соотношение полов в демографическом профиле популяции именно у этого вида сбалансировано строго поровну.
Форд же обнаружил {127}, что численное равенство полов у них соблюдается не повсеместно: в некоторых популяциях самок оказывается в 3–4 раза больше, чем самцов. К тому же у множества самцов-бокоплавов там наблюдались женские признаки, а у самок – мужские. Научиться отличать самцов от самок у этого вида несложно: у самцов на теле имеется похожий на бородавку характерный нарост, а у самок ноги оснащены специальными захватами для удержания яиц. У обнаруженных Фордом «обоеполых» особей часто присутствовало и то и другое. Мало того, и во внутренних половых органах – гонадах – тоже нередко наблюдалась откровенная путаница.
В сочетании с многократным преобладанием самок в популяции эти выраженные признаки гермафродитизма и подсказали Форду ответ на вопрос, что, собственно, происходит. В мире ракообразных паразиты устраивают хозяевам вещи похлеще банального желудочно-кишечного расстройства; заражение паразитами может повлечь за собой смену пола. И всю эту подлость паразиты устраивают хозяевам ради собственного размножения посредством передачи себя-любимых по наследству новому поколению хозяев – так называемое вертикальное инфицирование.
Нам привычно кажется, что паразиты передаются от хозяина новой жертве через кровь, кожный контакт и т. п. Но так происходит не всегда. Некоторые виды паразитов внедряют свои споры в яйца самки-носителя. Гениальная простота (в понимании паразитов): следующее поколение хозяев оказывается автоматически зараженным еще до рождения – прямо в утробе матери, на стадии вызревания икры. Жертвы вылупляются уже инфицированными. Одна беда: паразитам, за разившим бокоплавов-самцов, продолжение рода не светит: нет в организме хозяина яиц, куда можно было бы пристроить споры собственного потомства. Тупик? Ничуть. Дабы не пресекся их род, паразиты с вертикальной передачей исхитряются превращать самцов в самок.
Когда Форд пристально и всесторонне рассмотрел демографическую ситуацию в различных прибрежных популяциях бокоплавов, то обнаружил в тех из них, где наблюдаются аномалии, массовое заражение особей грибковыми паразитами под названием микроспоридии, которые умеют изменять на женский пол не только своих хозяев, но и их потомства. Внедрив спору в оплодотворенное яйцо, этот самореплицирующийся паразит заставляет зародыш развиваться по женскому сценарию, а в результате демография всех последующих поколений устойчиво перекашивается в сторону всевозрастающего преобладания самок.
На самом деле Форд выявил у бокоплавов две паразитарные инфекции {128}, но второй вид паразитов на пол носителей влияния не оказывает. Как именно вторая инфекция влияет на рачков, Форд как раз сейчас и пытается выяснить. Но паразиты – лишь один из факторов, сказывающихся на динамике изменения пола бокоплавов. Форд объясняет, что на пол этих рачков (а также многих рептилий и рыб) влияет еще и экология. Температура воды или песка (как в случае морских черепах), параметры освещенности (в частности, среднесуточная продолжительность пребывания под прямыми солнечными лучами) или количество пищи в воде – от всех перечисленных факторов также может зависеть итоговый пол народившихся особей многих видов рыб и ракообразных. Обусловливать пол могут и феромоны, как у выстраивающихся в многоярусные штабеля колоний улиток-крепидул и даже устриц. Но далеко не всегда это биохимическое влияние на половую принадлежность производится естественной органикой. Всё чаще в ход жизни морской фауны вмешиваются антропогенные загрязнители прибрежных вод и даже открытого океана, и тяжелее всего в таких условиях приходится видам с чутко переналаживаемой под внешними воздействиями половой системой.
Ранее проведенные исследования {129} показали, что некоторые общеизвестные и широко распространенные загрязнители водной среды, в частности химические вещества, нарушающие работу эндокринной системы, так называемые эндокринно-деструктивные химикаты (ЭДХ), могут вызывать эффект феминизации – формирование вторичных женских признаков у генетических самцов – у множества представителей морской фауны: от крабов до моллюсков и морских ежей. Печально знаменитый пример {130} – отрастание по всему миру пенисов у самок улиток, наблюдавшееся в 1990-х годах. В данном случае репродуктивные последствия были весьма плачевными: яйцеводы самок оказывались заблокированными аномально разросшимися мужскими шлангами, что приводило к невозможности отложить созревшие яйца и гибели особи. Не удивительно, что многие колонии морских улиток обрушились и погребли под своими руинами целые гидробиологические экосистемы, в которых улитки служили важной кормовой базой. После жарких дискуссий о возможных первопричинах коллапса было установлено, что вышеописанное уродство обусловлено воздействием трибутилолова (TBT), входящего в состав краски для подводной части морских судов и оказавшегося на поверку смертельно опасным для улиток ЭДХ.
Механизм работы ЭДХ заключается в «замещении» собой естественно вырабатываемых гормонов и, как следствие, нарушении внутреннего гормонального цикла организма. Помимо вышеупомянутого трибутилолова к ЭДХ относятся бисфенол A (BPA), фталаты, полихлорированные бифенилы (PCB) и множество других продуктов органического синтеза. Опаснейшие для морской фауны химикаты присутствуют в самых разнообразных продуктах человеческой жизнедеятельности: от промышленных отходов до потребительских товаров, в том числе и в пестицидах, и в средствах личной гигиены, и в противозачаточных препаратах. И всё это в буквальном смысле мутным потоком сливается в море даже через самые современные водоочистные станции, поскольку на молекулярном уровне они ничего не отфильтровывают.