Мужнины, женщины или два в одном?
Половая принадлежность — дело тонкое. Это не просто вопрос определения того, является человек мужчиной или женщиной, здесь есть некие нюансы. Впрочем, мы редко ошибаемся в своих оценках.
Однако когда речь заходит о размножении, а не о взаимоотношениях, в природе все еще проще. Для продолжения рода нужны мужчина, женщина и немного удачи. Правда, есть животные, например тля, занимающиеся партеногенезом — непорочным зачатием, и некоторые из них меняют пол в течение своей жизни. Но это исключения, и их не так уж много. Поэтому вполне естественно предположить, что то же самое относится и к растениям: чтобы произвести семена, вам нужны мужские и женские цветки и их уединение. Если у цветка есть пыльники, он тычиночный (мужской), если у него есть завязь, он пестичный (женский), так в чем проблема?
Вот в чем соль: как вы помните из описания цветков и объяснения принципа их функционирования, есть цветки, обладающие как мужскими, так и женскими органами. Растения, несущие такие цветы, являются гермафродитами, поэтому здесь возможна масса вариантов. Есть гермафродиты, которые являются самцами и самками в одном и том же цветке, есть однодомные растения, которые производят отдельно тычиночные и пестичные цветки на одном и том же растении (моноэцичные растения). Есть двудомные растения, которые имеют тычиночные и пестичные цветки на двух отдельных растениях (диэцичные растения), андромоноэцичные растения, которые несут как обоеполые, так и тычиночные цветки на одном и том же растении, гиномоноэцичные растения — у них есть и обоеполые, и пестичные цветы на одном и том же растении. Таким образом, получается по меньшей мере пять возможных комбинаций.
Рассуждая с точки зрения животного, которое может быть только самцом или самкой, вы можете подумать, что растения потакают своим желаниям, но при этом ожидаете, будто они будут довольствоваться своими семью или более полами. Действительно, большинство из них так и делают. Но большинство — это еще не все, среди представителей флоры есть действительно странные экземпляры. Рассмотрим случай папайи, грушевидного плода с оранжевой мякотью и черными семенами. Как показано на рисунке, плоды папайи растут гроздьями на красивом, но довольно обычном дереве. Она родом из тропической Америки, но выращивается в теплом климате во многих частях мира — в коммерческих целях и в частных садах. И конечно, вы можете купить ее в некоторых супермаркетах.
Папайя (Carica papaya), родом из тропической Америки, также выращивается в других местах и может выбирать из тридцати одного варианта гендерной принадлежности
Деревья папайи давно решили, что они не собираются обходиться таким ограниченным выбором предсказуемых сексуальных отношений. Итак, есть деревья папайи с тычиночными цветками, деревья папайи с пестичными цветками и деревья папайи с обоеполыми цветками. Некоторые деревья придерживаются своего выбора и проводят всю свою жизнь как мужчины, женщины или гермафродиты. Но есть и другие — те, что любят все усложнять. Дерево папайи может иметь композиции из тычиночных и обоеполых или пестичных и обоеполых либо все три вида цветков: тычиночный, пестичный и обоеполый (тримоноэцичные растения).
Это дало бы вам приличное количество комбинаций, но и этого недостаточно, чтобы удовлетворить экзотические пристрастия папайи. Можно сказать, что ей очень трудно принять решение. Так и было бы, если бы дерево обладало разумом. Может, пора звать на помощь гендерного консультанта?
Большинство растений приспосабливаются к полу, который им дан, но только не папайя. Мужские деревья папайи могут начать производство обоеполых цветков. Садоводы, которые купили и посадили папайю только для того, чтобы обнаружить, что она мужская и не приносит плодов, могут исправить ситуацию, хорошенько ударив ее клинком. Если вы не можете вспомнить, где вчера оставили свою саблю, возможно, несколько взмахов лопатой помогут вам сделать свое дело. Есть и гермафродитные деревья папайи, которые внезапно решают выпустить пестичные цветы, а также деревья с обоеполыми и тычиночными цветками, которые начинают производить пестичные цветки вместо тычиночных.
Видите ли, все дело в хромосомах. Подобно позвоночным животным, растения имеют половые хромосомы X и Y и наследуют по одной хромосоме от каждого родителя. Все просто: XX — женский пол, XY — мужской. Однако папайя — большой оригинал, она обладает третьим типом хромосомы, обозначаемым как Y2. Добавьте Y2-хромосомы в смесь X и Y, и неизбежным результатом станет перемена половых различий. Таким образом, если мужское дерево спаривается с гермафродитом, то полученные семена производят равное количество гермафродитов, мужских и женских деревьев, а если женское дерево спаривается с гермафродитом, то среди потомства нет мужских деревьев, только женские и гермафродитные. Каково, а? Когда вы проработаете все возможные варианты перестановок, то обнаружите, что папайя имеет 31 пол на выбор. Этого более чем достаточно для любого организма.
«Когда вы проработаете все возможные варианты перестановок, то обнаружите, что папайя имеет 31 пол на выбор».
Как вы уже поняли, гермафродиты и однодомные растения способны к самооплодотворению. Это удобно, потому что опылители могут пройти мимо, не впечатленные предлагаемыми лакомствами, а ветер и вовсе явление ненадежное — может рассеять пыльцу в неверном направлении и на много километров от генетически совместимого женского растения. Таким образом, самооплодотворение — это полезная запасная стратегия, и она работает. Группа экологов под руководством Дены Гроссенбахер из Университета Миннесоты изучила данные о географическом распределении растений из сотен видов в двадцати родах и пятнадцати семействах и обнаружила последовательную закономерность. Селферы — виды, размножающиеся самооплодотворением, — встречаются на бóльших расстояниях, чем виды, которым требуется партнер.
Селферы также обосновываются в более высоких широтах, чем родственные им «парные» растения, и разница в размерах их ареалов со временем продолжает увеличиваться, поскольку селферы и близкородственные им сторонники традиционных отношений эволюционно разошлись.
Так что самооплодотворение работает, но у него есть один серьезный недостаток. Повторное скрещивание — это вредно. Исследователи обнаружили, что после примерно четырех поколений самооплодотворения растения вырождаются и производят меньше семян, а скрещивание с другими экземплярами сразу же восстанавливает их размер и продуктивность. Следовательно, большинство растений используют самооплодотворение с осторожностью и держат в рукаве запасной план.
Гермафродит первоцвет нашел гениальное решение. В следующий раз, когда зацветет примула, найдите минутку и изучите ее цветки — и вы обнаружите, что при ближайшем рассмотрении они вовсе не такие одинаковые, как кажется издалека. Посмотрите на цветок, и вы заметите, что лепестки соединены у основания, где образуют трубку. В центре вы можете увидеть зеленую дискообразную структуру с желто-оранжевым клубком под ней. Зеленый диск наверху — это рыльце, структуры под ним — пыльники. Рыльце немного похоже на булавочную головку и имеет примерно такой же размер. Кроме того, в центре лепестков вы можете увидеть желто-оранжевые пыльники. Этот тип соцветия называется зонтиковидным.
Как же это работает? Насекомые садятся на первоцветы в поисках нектара — он находится на дне трубки у основания цветка, поэтому когда «десантник» высаживается, он должен дотянуться до самого дна своим длинным хоботком. Если насекомое садится на булавочное соцветие, то уже прилипшая к его хоботку пыльца (после последнего приема пищи) окажется в верхней части рыльца. Тогда насекомое получит больше пыльцы на хоботке из пыльников на полпути вниз. Если оно выберет мутовчатый цветок, пыльца на конце его хоботка находится в правильном положении для встречи с рыльцем на полпути вниз, и к середине хоботка прилипнет больше пыльцы. Чарльз Дарвин стал первым ученым, заметившим это различие в цветках примулы, и он также отметил, что пыльцевые зерна из булавочных цветков меньше, чем из мутовчатых.
