Groza hermafrodytycznego ślimaka

29 marca 2019
Blog szalonych naukowców

Czasami człowiek włącza telewizor i uwierzyć nie może… Miałem tak ostatnio, obejrzawszy w programie informacyjnym relację o aferze spowodowanej przez książkę dla dzieci o ślimaku, który mimo że idzie do szkoły, pozostaje pod względem wielu cech ślimakiem. Będąc zaś ślimakiem, nie jest człowiekiem. Nie jest wobec tego ani chłopcem, ani dziewczynką. Zdaje się, że sprawa rzeczonego ślimaka dotarła aż do kuratorium.

No dobrze, ale to ślimak nie może być chłopcem ani dziewczynką? Ano nie może. Ślimaki to obojnaki, inaczej mówiąc, są hermafrodytami. Trudne słowo z mitologii greckiej. Hermafrodyta był synem Hermesa, boga kupców i złodziei, oraz Afrodyty, bogini miłości i piękna. W tym pięknym młodzieńcu zakochała się nimfa imieniem Salmakis. Uprosiła bogów, by pozwolili jej połączyć się z jej ukochanym w jedno ciało. Tak więc stali się jedną osobą w ciele o cechach męskich i żeńskich zarazem. Od tego czasu o obojnactwie mówimy w przypadku organizmów o cechach obu płci.

Bardzo taka definicja trąci antropocentryzmem. Człowiekowi wydaje się oczywiste: dwie płcie. Mężczyzna i kobieta. Mars i Wenus. Niebo i Ziemia. Jin i jang. A co na to biologia?

Zastanówmy się najpierw, czym w ogóle jest płeć. W medycynie określa się około dziesięciu różnych rodzajów płci (genetyczna, chromosomalna, chromatynowa, gonadalna, hormonalna, anatomiczna, morfologiczna, psychologiczna, kulturowa, prawna, do tego osobno orientacja seksualna), ale uprośćmy sprawę i załóżmy, że one do siebie pasują. Czym byłaby więc płeć w ogólności? Aby odpowiedzieć na to pytanie, zadajmy kolejne, łatwiejsze: po czym się właściwie płeć rozpoznaje?

Macierzyństwo? Kobieta zachodzi w ciążę, ale u konika morskiego ciążę przechodzi samiec. Co łączy samicę człowieka, konika morskiego i pszczoły? Produkcja komórek jajowych. Przynajmniej w założeniu. Co charakteryzuje samce? Produkcja plemników.

Dawno, dawno temu, zanim grupa Opisthoconta dała początek zwierzętom, w tym także zdolnym oburzać się, organizmy eukariotyczne rozmnażały się przez podział czy pączkowanie. Dzisiaj z powodzeniem stosują taką strategię parzydełkowce, jak stułbia. Na jednej stułbi wyrasta druga stułbia, identyczna pod względem genetycznym. Jednak ewolucja przebiega znacznie sprawniej, kiedy geny się tasuje. Powstają nowe, lepsze kombinacje. Organizm o dwóch kopiach genu w komórce tworzy gamety o jednej tylko kopii każdego genu. Dwie takie gamety łączą się ze sobą, tworząc nowy organizm o dwóch kopiach genów.

Rozmnażanie z udziałem gamet nazywamy rozmnażaniem płciowym. Nazwa jest trochę myląca, bo jak widać – nie wymaga ono w ogóle istnienia płci. Nie wymaga też istnienia plemników ani jaj, gamety mogą być takie same.

Pierwotnie istotnie tak było. Jednak ciut większe gamety, lepiej wyposażone w materiał zapasowy, miały większe szanse przeżycia. Dobór naturalny powodował więc coraz większe, coraz lepiej wyposażone gamety. W końcu miały one tyle zapasów, że były w stanie rozwijać się dalej, nawet jeśli druga gameta, z którą by się połączyły, nie wniosłaby (w kwestii zapasów) absolutnie nic. Czy trudno jest wyprodukować gametę bez zapasów? Wydaje się, że łatwiej niż tę z zapasami. A na pewno taniej. Na pewno też powstawały gamety chudsze, o mniejszej ilości zmagazynowanego pożywienia.

Gamety z małą ilością lub bez materiału zapasowego, wiozące tylko DNA, miały jedną przewagę: były szybsze. Wielka komórka średnicy 0,1 mm (tyle liczy ludzkie jajo) potrafi głównie czekać. Szybka gameta bez zapasów ją znajdzie. Więc jajo nie musi ruszać się samo. Może być jeszcze większe, a plemniki jeszcze szybsze. Dobór działał będzie w odmiennych kierunkach. Tak powstały plemniki i komórki jajowe.

W przypadku ślimaka winniczka (Helix pomatia) każdy osobnik produkuje i jaja, i plemniki. Kiedy spotkają się dwa winniczki skłonne dać początek nowemu pokoleniu, kopulują czule i wymieniają plemniki. Każdy przekazuje plemniki koledze (kochankowi?). Każdy z nich zachowuje się jak samiec (wysyła plemniki) i samica (przyjmuje je). Taki sposób rozrodu jest powszechny wśród organizmów żywych.

W przypadku niektórych organizmów przystosowanie poszło dalej. Zapłodnione jaja zostawione na pastwę losu mają niewielką szansę na rozwój. Płazy zostawiają ich tysiące, bo większość z nich zostanie pożarta. A gdyby tak jeden z osobników zajął się jajami? A najlepiej gdyby pozostały w jego organizmie, gdzie ryzyko pożarcia ich jest minimalne? No a skoro jeden osobnik wkłada w opiekę nad nimi dużo energii, to drugiemu opłaca się nie wkładać w nią również dużo, ale zainwestować w kopulacje z jak największą liczbą osobników opiekujących się potomstwem.

Część osobników rozwija przystosowania do opieki nad dziećmi, a część do znajdywania tych pierwszych. Tak powstały samce i samice. Płeć stanowi w tym ujęciu zespół przystosowań do tworzenia określonego rodzaju gamet.

Ale dlaczego to samicom przypada trud opieki nad dziećmi, posunięty u łożyskowców do niemożliwości? Samice produkują duże, zasobne w materiał odżywczy gamety. Po spożyciu jaja przez drapieżnika to one tracą energię zainwestowaną w ten materiał. Samiec traci niewiele – plemniki są tanie i – wbrew poglądom starożytnych i średniowiecznych mędrców – w większości przeznaczone na zmarnowanie. Ma ich być dużo, to któryś znajdzie jajo. Samice – oczywiście nieświadomie – stosują strategię na jakość, samce – na ilość. Zdaje się, że stereotypowe poglądy na zachowania mężczyzn i kobiet mogą pasować do tego systemu.

Biologia nie zna pojęcia sprawiedliwości. Osobnik naznaczony trudem tworzenia jaj obarczany jest dalszym trudem opieki nad nim (wyjątki typu konik morski to już byłby temat na odrębny wpis). Wygląda to wszystko okropnie. Nic dziwnego, że ten obmierzły ślimak tak przestraszył dyrekcję szkoły i pracowników kuratoriów.

Ilustracja: Kopulujące winniczki. Aconcagua, Wikimedia Commons, na licencji CC BY-SA 3.0