Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №5 - Смолин

У перекрестноопыляющихся растений связующим звеном является количество пыльцы, попадающее на женский цветок. Чем больше пыльцы, тем больше женских потомков, и наоборот.

Почему мужчины отличаются от женщин (половой диморфизм)

У одних видов самцы почти неотличимы от самок, тогда как у других, в том числе человека, они имеют различия по ряду признаков. Различие средних значение по любому признаку мужского пола и женского называется половым диморфизмом (рис. 3).

Рис. 3. Распределение фенотипов в нестабильной среде

Половой диморфизм — еще одна характеристика раздельнополой популяции, кроме соотношения дисперсий и численности полов.

Через изменение этих трех характеристик плавно регулируется степень изменчивости популяции. В оптимальных условиях стабильной среды, когда нет необходимости что-либо менять, усиливаются консервативные тенденции: снижается рождаемость мальчиков, уменьшается дисперсия полов (уменьшается их разнообразие) и уменьшается половой диморфизм новорожденных. В экстремальных условиях, когда от популяции требуется высокая пластичность, рождаемость мальчиков увеличивается, увеличивается дисперсия признаков (сначала у мальчиков, потом у девочек), возникает или растет половой диморфизм. Таким образом, эти три параметра могут служить своеобразным индикатором состояния экологической ниши.

За последнее десятилетие в Каракалпакии рождаемость мальчиков возросла на 5 %. Печальное наблюдение. Видимо, это реакция популяции на экстремальные изменения среды в связи с гибелью Аральского моря.

Мужчины — авангард эволюции

Попробуем схематически изобразить процесс эволюции какого-либо признака в филогенезе, то есть в его историческом развитии. Допустим, что существует некий стабильный признак, по которому нет полового диморфизма, то есть он одинаково представлен и у одного, и у другого пола. Но вот произошли какие-то изменения в среде, и под их воздействием признак начал меняться (рис. 4).

Как мы уже выяснили, первым реагирует мужской пол. Изменения сначала происходят только у него. Сначала увеличивается дисперсия признака, поскольку для отбора необходимо разнообразие. Затем под давлением среды начинает меняться и среднее значение признака. Женский пол остается некоторое время (может быть, много поколений) неизменным. В этот период эволюции популяции появляется и растет половой диморфизм по данному признаку. Образно выражаясь, мужской пол ведет "авангардные бои" за новые эволюционные позиции, а женский остается на месте.

Затем перемены затрагивают и женский пол. У него также начинают расти дисперсия и скорость эволюции, достигая их значения для мужского пола. На этой фазе эволюция идет параллельно у обоих полов. Половой диморфизм доходит до своего максимума и остается постоянным.

Когда у мужского пола признак достигает нового стабильного значения, у женского он еще продолжает меняться. На этой стадии дисперсия и скорость эволюции больше у женского пола (женский пол ведет "арьергардные бои").

Таким образом, фазы эволюции признака у разных полов сдвинуты во времени: у мужского они начинаются и заканчиваются раньше, чем у женского. При этом половой диморфизм это своего рода дистанция между полами на пути эволюции признака. Смысл ее состоит в том, чтобы проверить эволюционные "новости" на мужском поле прежде, чем передать их женскому. Отсюда миссия мужского пола — поиск и пробы. Он является той оперативной частью системы, которая делает находки, но неизбежно при этом чаще совершает ошибки. В консервативную, женскую, часть системы должны попасть только находки. Поэтому миссия женского пола — сохранение и закрепление находок. Это придает ему черты совершенства, которые, однако, оплачиваются неизбежной эволюционной инерционностью, тогда как новаторство и прогрессивность мужского пола сочетаются с его несовершенством.

А теперь можно сделать ряд важных выводов.

Половой диморфизм существует только во время эволюции признака: появляется с ее началом, сохраняется, пока она идет, и исчезает, как только эволюция заканчивается. Значит, если половой диморфизм отсутствует, то признак стабилен и эволюция по нему не идет, а если он существует, то признак находится на "эволюционном марше". То есть, наличие полового диморфизма может служить критерием эволюции признака.

По половому диморфизму можно определить направление эволюции признака: как правило, он меняется от женской формы к мужской.

Наконец, можно судить о фазе эволюционного процесса: только он начался или уже завершается. На это указывает соотношение дисперсий признака у мужского и женского пола. Таким образом, получаем своего рода хронометр эволюции.

Половой диморфизм — "последние новости" эволюции

Все признаки можно разделить на три группы по степени различия между полами. К первой группе отнесем те признаки, по которым между мужским и женским полом нет никакой разницы. К ним относятся качественные признаки, которые проявляются на уровне вида — общий для обоих полов план и принципиальное строение тела, число органов и многие другие. Половой диморфизм по этим признакам в норме отсутствует. Но он наблюдается в области патологии. У девочек чаще проявляются атавистические аномалии (возвраты или остановки развития), а у мальчиков — футуристические (поиск новых путей). Например, среди 4000 новорожденных детей с тремя почками девочек было в 2,5 раза больше, чем мальчиков, а среди 2000 детей с одной почкой было примерно в 2 раза больше мальчиков. Напомним, что у наших далеких предков в каждом сегменте тела имелась пара выделительных органов — метанефридиев. Следовательно, три почки у девочек — это возврат к предковому типу (атавистическое направление), а одна почка у мальчиков — футуристическая тенденция. Такая же картина наблюдается среди детей со сверхнормативным числом ребер, позвонков, зубов и т. д., то есть органов, претерпевших в процессе эволюции уменьшение числа — среди них больше девочек. Среди же новорожденных с их нехваткой больше мальчиков.

Сходная картина наблюдается и в распределении врожденных пороков сердца и магистральных сосудов. У девочек преобладают элементы, свойственные сердцу эмбриона или филогенетическим предшественникам человека: открытое овальное отверстие в межпредсердной перегородке, незарастающий Боталлов проток (сосуд, соединяющий у плода легочную артерию с аортой) и др. "Мужские" пороки чаще бывают новыми, ни у эмбрионов, ни в филогенезе они не имеют аналогий — это разного рода стенозы (сужения) и транспозиции магистральных сосудов.

Итак, на уровне видовых признаков половые различия проявляются в области патологии.

Теперь рассмотрим вторую группу признаков — тех, которые встречаются и у мужского пола, и у женского, но распределены в популяции с разной частотой и степенью выраженности. Это количественные признаки: рост, вес, размеры и пропорции, многие морфофизиологические и этолого-психологические признаки. Половой диморфизм по ним проявляется как отношение их средний значений. Именно этот половой диморфизм служит "компасом" эволюции признака.

Например, эволюция большинства позвоночных сопровождалась увеличением их размеров. Многие же виды насекомых и паукообразных, наоборот, мельчали. Можно предсказать, что у крупных позвоночных самцы должны быть крупнее самок, а у мелких насекомых