Камикадзе-сперматозоиды и четырёхголовые пенисы: скрытые способы победы в брачной игре

Помимо прямой борьбы за партнёра, в животном мире широко распространена конкуренция сперматозоидов (sperm competition), когда половые клетки двух или более самцов соперничают внутри репродуктивного тракта самки за оплодотворение яйцеклеток.

ДНК-дактилоскопия показала, что даже у «моногамных» видов птиц, образующих пары, потомство часто бывает от других самцов. У около 90% видов птиц встречаются внепарные птенцы (extra-pair young), и в среднем 11% всего потомства происходит от внепарных спариваний. У некоторых видов, например, великолепного расписного малюра, этот показатель может достигать 76%.

Чтобы повысить шансы на отцовство, эволюция создала множество приспособлений. Вот пять из них:

1. Когда размер имеет значение

Чем больше сперматозоидов производит самец, тем выше его шансы. У более полигамных видов размер семенников больше. Например, у моногамных горилл семенники весят 30 г, а у полигамных шимпанзе — 120 г. Для сравнения, человеческие семенники весят около 50 г.

2. «Поезда» из сперматозоидов

Более длинные сперматозоиды обычно плавают быстрее. У лесной мыши сперматозоиды имеют крючки, чтобы цепляться друг за друга. Они образуют агрегации или подвижные «поезда» из сотен или тысяч клеток, что значительно увеличивает их подвижность.

3. Сперматозоиды-камикадзе

Около 20% сперматозоидов могут быть аномальными (с двумя головками, без головки и т.д.). Эти «камикадзе» не способны к оплодотворению, но, возможно, мешают сперматозоидам конкурентов, блокируя их путь или атакуя ферментами. У некоторых улиток аномальные сперматозоиды действительно содержат ферменты, способные разрушать сперму.

4. Профилактическое поведение

Многие самцы после спаривания закупоривают половое отверстие самки копулятивной пробкой (copulatory plug), чтобы предотвратить последующие спаривания. Например, самцы европейских карликовых пауков выделяют секрет, который затвердевает. Чем дольше спаривание, тем больше пробка. Мелкие свежие пробки конкуренты могут удалить, а вот с крупными — вряд ли будут связываться.

5. Щётки и кнуты

Самцы стремятся быть последними в очереди, так как у последнего партнёра обычно больше шансов на отцовство. Это привело к эволюции причудливых пенисов. Например, у ехидны (яйцекладущего млекопитающего) пенис имеет четыре головки, хотя эякулируют только две за раз.

У некоторых видов пенисы имеют особую форму, чтобы плотно упаковывать сперму в углы репродуктивного тракта. Другие вооружены шипами, щётками или крючками, чтобы выскрести сперму предыдущих самцов или стимулировать самку к её высвобождению. Самые сложные пенисы — у стрекоз (Odonata), некоторые из которых даже имеют кнутовидные жгутики (flagella) для удаления чужой спермы. Эти методы эффективны: даже человеческий пенис способен удалить до 90% спермы из половых путей.

Многие рептилии, скаты и акулы имеют два «пениса» (у акул они называются птеригоподиями, или claspers). Птеригоподии имеют крючки для фиксации и связаны с сифональными мешками, заполненными морской водой, которые под давлением впрыскивают сперму. Есть теория, что один из птеригоподиев может работать как «струйная мойка», вымывая сперму предыдущих самцов, но доказательств мало, так как спаривания акул наблюдают редко.

Ясно одно: животные эволюционировали невероятными способами, чтобы выиграть соревнование за оплодотворение.