Мара Хардт - Секс в океане или Тайна зарождения жизни [оптимизированы иллюстрации]

Поэтому, если бы звездчатые кораллы двух видов нерестились одновременно, у спермы франков было бы преимущество: они взвинтились бы на всю катушку и сумели оплодотворить не только подавляющее большинство яйцеклеток собственного вида, но и множество яйцеклеток дольчатых, которые, судя по всему, не столь избирательны. Но и некоторые яйцеклетки франка, попав в гущу спермы одних дольчатых, вероятно, перед соблазном перекрестного оплодотворения не устояли бы. Таким образом, раздельные часы нереста, наряду с врожденными предпочтениями, также уберегают два этих вида от перемешивания генов.

Но как коралловые полипы столь точно синхронизируют свои репродуктивные часы? Эксперименты с мусорными мешками подтвердили гипотезу, что их встроенный хронометр запускается заходом солнца. Теперь рабочая версия теории запуска нереста такова: нужный календарный месяц колония определяет либо по продолжительности светового дня, либо по господствующим ветрам; дату нереста – по лунному циклу; и, наконец, заход солнца дает сигнал к началу выталкивания по направлению к горлу полипа сгустка гамет. А вот сенсорика, при помощи которой кораллы все эти световые и/или погодные изменения улавливают, до сих пор остается тайной за семью печатями. Ведь не нужно забывать, что у полипов нет ни глаз, ни мозга.

И устрицы, подобно кораллам, выверяют время размножения по комплексу факторов. Как уже отмечалось, сезонные изменения, приводящие к обилию фитопланктона, обеспечивают двустворчатым достаточное питание для запуска процесса вызревания гонад в половых железах. Критически важным фактором является и температура воды: потеплев, она разогревает устриц, помогая им лучше усваивать и перерабатывать эти питательные вещества, и процесс вызревания яиц и спермы резко ускоряется. Далее, когда гонады близки к созреванию, устрицы выпускают биохимические сигналы, будто проверяя, как там дела у соседей. Дело в том, что при помощи таких феромонов устрицы устраивают, по сути, «перекличку» в масштабах всей рифовой популяции, объясняет Джулиана Хардинг, специалист по их репродукции из университета Костал Каролина. Получив сигнал о созревании от других устриц, они, если обоюдно готовы к началу сезона, выпускают ответный биохимический сигнал: «Вас поняли. У нас гаметы также созрели и готовы к отгрузке».

Важны и приливные течения, и геометрия самогоˊ устричного рифа, ведь устрицы полностью обездвижены и вынуждены всецело полагаться на водные потоки и при обмене биохимическими сообщениями, и при передаче гамет по цепочке между соседями. Наконец, устрицы предпочитают заниматься сексом строго в определенное время суток, а именно на закате или рассвете, когда боковое освещение мешает хищникам, способным пожрать их икру, как следует рассмотреть потенциальную добычу. Едва все необходимые и благоприятные факторы совпадут по времени, говорит Хардинг, устрицы приступают к делу.

«Когда реально начинается нерест, – рассказывает она, – то, я сама была тому свидетельницей, происходит нечто похожее на „волну“, которую запускают болельщики по периметру трибун стадиона. Одна группа устриц выпускает гаметы, сразу же следом за ней соседняя, затем следующая, и следующая, и так далее по цепочке».

У кораллов, вероятнее всего, время фактического запуска нереста также обусловливается генетическими факторами и плотностью колонии {239} 239 … генетическими факторами и плотностью колонии … – Don R. Levitan et al., «Genetic, spatial and temporal components of precise spawning synchrony in reef building corals of the Montastraea annularis species complex», Evolution 65(5) (2011): 1254–1270. , то есть происходит не без влияния соседних полипов, что помогает достигнуть полной синхронности выметывания гамет. Коралловые полипы, не следует об этом забывать, обладают еще и совершенно милой архаичной способностью размножаться, кроме того, почкованием, производя собственные полные генетические клоны, – и численность собственной колонии родители наращивают именно этим доисторическим способом. Изредка кусок кораллового рифа вместе с частью колонии откалывается и образует дочернюю колонию по соседству, причем генетически она оказывается идентичной части родительской колонии, оставшейся на месте раскола, а это уже весьма похоже на вегетативное размножение деревьев.

Генетические клоны, выметывающие гаметы в непосредственной близости друг от друга, синхронизуют нерест еще и на уровне единого генетического кода. Но этот механизм работает в пределах максимум нескольких метров, а на больших расстояниях фактор генетической идентичности роли играть уже не может, и полипы обеспечивают синхронизацию какими-то иными методами. Пока что никакого биохимического соединения-сигнализатора не найдено, но высока вероятность, что нерестящиеся полипы, подобно устрицам, испускают некие особые феромоны в адрес соседних колоний с целью синхронизации нереста. Тем более что подобные механизмы биохимической сигнализации обнаружены у других обездвиженных видов, включая морских ежей и абалонов.

Закат. Луна в нужной фазе. Вещества. Любовь с ближайшими соседями. Прямо Вудсток какой-то, можно подумать. Ничуть, конечно! Нерест кораллов – это не праздник свободного секса, а строго регламентированное репродуктивное мероприятие с казарменной дисциплиной. В отличие от устриц, которые могут себе позволить дымить гаметами хоть весь сезон размножения, кораллам на всё про всё отводится одна-единственная ночь, а в той ночи – единственная минута. Они не могут себе позволить ни пускать на морской ветер драгоценное семя, рискуя утопить его в синеве глубин, ни рисковать его скрещиванием с пометом другого вида. Безупречная, с минутной точностью пунктуальность для них воистину обязательна.

Как и достаточное число и плотность полипов. Тут-то мы и начали пускать под откос естественный процесс самовоспроизводства коралловых рифов. Поскольку полипы обездвижены, они не могут компенсировать падение популяции за счет уплотнения, как мобильные виды фауны. А с падением плотности коэффициент успешного оплодотворения падает не только по причине общего снижения численности вида, но и потому, что в разреженной популяции колониям не удается синхронизировать время нереста между собой.

Когда полипы на рифах вдобавок заболевают и начинают интенсивно вымирать, удар по коралловым колониям выходит вдвойне сокрушительным. А полипы в последнее время болеют и вымирают чуть ли не массово.

В глобальном масштабе экосистемы коралловых рифов вошли в число лидеров по степени серьезности угрозы их существованию: мы уже безвозвратно потеряли 10 % рифов, а в ближайшее десятилетие, как ожидается, лишимся 30 % колоний. В 2012 году в списке вымирающих и находящихся под угрозой вымирания видов значилось 66 коралловых полипов, включая всех звездчатых. На Большом барьерном рифе площадь кораллового покрова сократилась вдвое за последние 27 лет, а на Карибских рифах за то же время и вовсе сохранилось в среднем 15–20 % коралловых покровов.