Ewolucja nie stworzyła katalogu zachowań, które pasują wyłącznie do jednej płci

Maria Hawranek: Mówi Pani często, że owady przełamują wiele barier w seksie, które mają ludzie. Choćby ważki.

Marlene Zuk: Niektórzy ludzie zarzucają mi, że nie ma czegoś takiego jak bycie samcem i samicą, bo płciowość to spektrum. Ale pod wieloma względami stoi to w sprzeczności z tym, co przyroda, a szczególnie owady, nam pokazują.

To znaczy?

Mamy binarność, która wyewoluowała – istnieją samce i samice. Ale ewolucja nie stworzyła katalogu zachowań czy nawet struktur, które pasują wyłącznie do jednej płci. Jeśli jesteś samcem, to jesteś płcią produkującą plemniki, ale nie oznacza to wcale, że zawsze jesteś bardziej rywalizującą płcią albo tą, która nie opiekuje się potomstwem, albo że koniecznie jesteś tą płcią, którą zawsze zdobi więcej ornamentów.

Płeć jako taka nie jest spektrum – jesteś albo samcem, albo samicą. To oczywiście co innego niż mówić, że istnieje spektrum zachowań kojarzonych z każdą z tych płci. Gdybyśmy lepiej rozumieli ten podział, zaoszczędzilibyśmy sobie wiele nieporozumień.

To właśnie fascynuje mnie w przyglądaniu się owadom – że zmuszają nas do refleksji nad tym, co do tej pory uważaliśmy za właściwe dla porządku natury. Ważki rzeczywiście są tego doskonałym przykładem. Samce szukają samic, by z nimi kopulować. Jeśli samiec ją znajdzie, a samica wykaże chęci, to złapie ją, oczyści jej drogi rodne z nasienia poprzednika – ich niezwykłe penisy wyposażone w haczyki, kolce i czerpaki przypominają szwajcarskie scyzoryki – i następnie złoży swoją spermę. Oczywiście między samcami toczy się rywalizacja i jedne odganiają drugich od samic. A co się stanie, jeśli niektóre samce nie będą wyglądać jak samce? Nie będą odganiane.

Czyli mamy samce wyglądające jak samice.

Dobór naturalny doprowadził do powstania samca, który go nie przypomina – nie ma charakterystycznych dla samców kolorów – ale nadal nim jest, czyli produkuje spermę i zapładnia. Dzięki temu samce przypominające samice mają swobodniejszy dostęp do samic – mogą z nimi spółkować bez przyciągania uwagi innych samców, chcących walczyć o ich względy. Czyli robią to, co zawsze robią samce, ale nie wpisując się w założenia, które mają ludzie.

Dobrze rozumiem, że niektóre samce wyglądają jak samice, a inne pozostają dalej ubarwione w typowy sposób? Ewolucja nie zdecydowała, która ścieżka jest bardziej owocna?

Najbardziej interesujące jest to, że ewolucja nie może się zdecydować! Gdyby miała podjąć taką decyzję, zrobiłaby to już dawno temu. Ten przykład wspaniale pokazuje kolejne wyzwanie, które przed nami stoi – próbę zrozumienia, jak jest utrzymywane zróżnicowanie wewnątrzgatunkowe. Nie ma jednego najlepszego sposobu na działanie, mogą być dwa, trzy lub kto wie ile, i wszystkie mogą przetrwać ze względu na relacje, w jakich z sobą pozostają.

Nie da się rozstrzygnąć, która strategia jest lepsza, tak jak nie da się odpowiedzieć na klasyczne pytanie, czy lepiej być drapieżcą czy ofiarą. Każdy z tych stylów życia ma swoje wady i zalety.

Inny interesujący przypadek to chrząszcz trojszyk ulec. Samce czasem spółkują z innymi samcami. Bywa, że później samiec przystępuje do kopulacji z samicą i w efekcie zapładnia ją dwoma rodzajami nasienia – swoim i cudzym. Bardzo się to kłóci z kolejnym ludzkim przekonaniem o zbędności homoseksualizmu jako ścieżki ewolucyjnej.

Powinniśmy tu mówić o zachowaniach homoseksualnych, a nie homoseksualizmie czy orientacji homoseksualnej. Bo nie wiemy, co dzieje się w głowach tych zwierząt, możemy tylko obserwować ich zachowanie.

W zeszłym roku opublikowałam z Jonem Richardsonem artykuł o zachowaniach homoseksualnych owadów. Samcom świerszczy prezentowaliśmy cztery rodzaje osobników: samice, samców, młodych, których płci nie mogliśmy rozróżnić, oraz małe plastikowe chrząszcze. Okazało się, że reagują na wiele różnych osobników, z wyjątkiem plastikowych.

Zaproponowaliśmy, by do opisu ich zachowania wykorzystać pojęcie filtra kopulacyjnego (mating filter). Ten filtr może mieć różne właściwości: jeśli jest szeroki, to osobniki próbują się zalecać do wszystkiego, co choć trochę przypomina potencjalnego partnera. Dzięki takiemu podejściu nie lądujemy w myśleniu: oto mamy wielką ewolucyjną zagwozdkę, skąd się wzięły biseksualne ślimaki. Nie wydaje mi się, żeby to była produktywna ścieżka myślenia.

Kiedy myślisz o osobnikach łączących się w pary, to podstawą jest, by kojarzyły się z partnerami należącymi do tego samego gatunku – inaczej zazwyczaj nie będzie płodnego potomstwa lub też potomstwa w ogóle. Sposób, w jaki osobniki rozpoznają gatunki, i co się dzieje, gdy ta identyfikacja się załamuje, to wielki obszar badań. Ale kluczowe jest to, że osobniki kierują się pewnymi charakterystykami. I gdy ich filtr uwzględnia większą różnorodność, to może dojść do błędu.

Możemy to pokazać na przykładzie?

Powiedzmy, że będziesz spółkować z niebieskimi osobnikami. Ale w przyrodzie są też inne niebieskie przedmioty. Zwykle, gdy będziesz spółkować z kolorem niebieskim, będzie to przedstawiciel twojego gatunku – ale czasem zobaczysz coś niebieskiego, co jest przedstawicielem innego gatunku. Wiele osób słyszało o chrząszczach próbujących spółkować z butelką po piwie, bo jej dno ma kształt i kolor przypominający samicę chrząszcza. Ludzie myślą: to żałosna i śmieszna pomyłka. Z pewnością w tym kontekście jest to błąd. Ale wyobraźmy sobie chrząszcza odrzucającego samice, które trochę odbiegają od normy. Gdyby ciągle tak robił, nieustannie traciłby szanse na kopulację. To dopiero byłby błąd! Mówi się w tym kontekście o zasadzie czujnika dymu: lepiej parę razy odpowiedzieć na fałszywy sygnał niż raz przeoczyć ten prawdziwy.

Z drugiej strony są takie pasikonikowate, które składają samicom kosztowne prezenty ślubne. Gdy samice je spożywają, one spokojnie z nimi kopulują. Te samce z kolei dokonują bardzo wyrafinowanej selekcji. Czyli znowu: różnorodność?

Dokładnie tak! Przyroda nam pokazuje, że bycie samcem wcale nie oznacza, że spółkujesz z czym się da. Nadal jesteś samcem, nawet jeśli produkujesz gigantyczny prezent ślubny – spermatofor – który waży tyle, co jedna trzecia twojego ciała. Nadal jesteś samcem i nadal produkujesz spermę. I w tym przypadku dobór naturalny będzie wspierał te samce, które bardziej uważnie wybiorą samice, niż te, które dadzą spermatofor pierwszej z brzegu, bo to te wybredne spłodzą więcej dzieci.

Co ciekawe, samice nie są biernymi adresatkami zalotów. Ewolucja stworzyła mechanizmy, które pozwalają im nawet po kopulacji wpływać na ich reprodukcję.

U ludzi sprawa jest prosta: jest kopulacja, dochodzi do zapłodnienia albo nie. Jeśli tak, będzie z tego jedno, może dwoje dzieci. Ponieważ owady mogą spółkować wiele razy i mogą przechowywać spermę wielu różnych samców i to nawet przez długie lata – jak królowe pszczół czy termitów – otwierają się przed nimi niewyobrażalne dla nas opcje.

Samice mogą wybierać spermę. Wspomniany w Pani książce „Seks na sześciu nogach” badacz Randy Thornhill nazwał to „tajnym wyborem samicy”. Przytacza też Pani badanie Tatyany Fediny, która obserwowała kopulację samców trojszyka z martwymi samicami, samicami sparaliżowanymi i samicami zdrowymi. Unieruchomienie mięśni samicy spowodowało zmiany w zakresie rozkładu liczebności plemników trafiających do różnych części układu rozrodczego. Jeśli mogła kopulować z dwoma samcami, ojcem większej liczby potomstwa zawsze pozostawał większy z nich, niezależnie od kolejności, w jakiej kopulowali. Asymetria musi być efektem działania samicy.

Załóżmy, że samica spółkuje z pięcioma samcami, ale jej potomstwo nie jest między nich równo podzielone – przeważać będzie potomstwo jednego lub dwóch – i będzie to zależeć nie tylko od rywalizacji plemników, ale też od jej działań, oczywiście nieświadomych. Uwielbiam owady, bo stawiają nas przed wyzwaniem zaprzestania wymyślania historii, które opierają się na założeniu, że owady to maleńcy ludzie. Nie możesz powiedzieć: ach, samicy bardziej podobał się Joe niż Greg, więc skorzysta ze spermy Joego i podejmuje w tym obszarze świadomą decyzję. To absurdalne myśleć, że coś takiego mogłoby się wydarzyć u ludzi, a co dopiero u owadów, u których mózg jest wielkości ziarenka maku. Jak niesamowita jest ewolucja tworząca tak złożone zachowania!

Owady przełamują również stereotypy dotyczące rodzicielstwa – znamy przypadki dzieciobójstwa i kanibalizmu. Ale są też takie, które troskliwie opiekują się potomstwem. Nawet ojcowie.

Kandydatką na idealną matkę mogłaby być samica skorka. Po złożeniu jajeczek pozostaje przy nich, usuwa z nich grzyby i wszystkie zanieczyszczenia, a także chroni przed rabusiami. Gdy się wylęgną młode, mama udaje się na polowanie, by zdobyć mszyce lub inne bezkręgowce. U niektórych gatunków matka częściowo trawi pokarm i dopiero potem go zwraca żebrzącym młodym.

Wśród kandydatów na idealnych rodziców wymieniłabym też chrząszcze zwane grabarzami pospolitymi. Najpierw szukają padliny, by stworzyć zapasy dla swoich przyszłych młodych. Jeśli pierwszy przy padlinie pojawia się samiec, wysyła chemiczne sygnały zapachowe zapraszające samicę. Usuwają z truchła resztki piór, futra i lepią kulkę. Pokrywają ją specjalną wydzieliną, chroniącą przed pleśnieniem. Następnie wykopują dołek i toczą do niego kulkę. Po wykonaniu tej pracy para kopuluje i samica składa jaja tuż przy zakonserwowanej padlinie. Młodziutkie larwy żebrzą o pokarm, a rodzice w odpowiedzi podają im po odrobinie przygotowanych wcześniej zapasów.

Niezłym tatą wydaje się też pluskwiak z rodziny Belostomatidae. Samce pozwalają samicom przyklejać sobie na plecach jaja i noszą je do czasu, aż młode się wylęgną. Z kolei biedronki, jak wiele owadów, oprócz normalnych jaj produkują też tzw. jaja troficzne, niezapłodnione, które mogą stanowić zapas pożywienia dla żarłocznych larw.

Arystoteles nie mógł pojąć, że pszczoły żołnierki są samicami. Zna Pani bardziej współczesne przykłady tego, jak nasze uprzedzenia utrudniają nam zrozumienie owadów?

Opowiem może o jednym z uprzedzeń, które, jak sądzę, naprawdę obaliliśmy. To założenie, że owady są jak roboty, nie są w żaden sposób inteligentne i nie potrafią uczyć się złożonych rzeczy. Interesuje mnie to, co ludzie sądzą o inteligencji jako takiej i jej ewolucji – piszę o tym trochę w mojej ostatniej książce. Teraz jest trochę tak, że co chwilę mamy zwierzę-bohatera miesiąca. Pojawiają się badania, które mają dowodzić jego inteligencji, i nagle wszyscy się tym ekscytują: kruki, papugi, szopy. A jednocześnie ludzie mają przekonanie, że mrówki, pszczoły czy karaluchy nie mogą być inteligentne. 

Tymczasem pszczoły potrafią liczyć.

Potrafią nauczyć się wielu rzeczy – np. rozpoznawać ludzkie twarze i rozwiązywać zagadki. Niedawno czytałam artykuł o bawiących się trzmielach, w którym postawiono pytanie: czy mają świadomość?

Czasem porównuję to do takiego wyobrażenia: mamy kosz, w którym sami jesteśmy, i wkładamy do niego kolejne gatunki. Oczywiście są tam już szympansy, delfiny, kruki i papugi. Jakiś czas temu pojawił się w „New York Timesie” tekst o sępach – więc dorzucamy sępy. I tak dalej. W efekcie będziemy mieć kosz pełen zwierząt, o których zdecydowaliśmy, że robią rzeczy jak ludzie. I co w związku z tym? Ludzie chcą postrzegać zwierzęta jako robiące coś jak ludzie, tymczasem coraz bardziej zdajemy sobie sprawę z tego, że granice między ludźmi a zwierzętami do nich podobnymi lub niepodobnymi są bardzo nieostre. Dlatego owady stanowią doskonały obszar badań. Ich mózgi są tak małe, ich układ nerwowy nie jest tak złożony jak kręgowców, a jednak potrafią robić naprawdę złożone rzeczy.

Mają swoją własną prozę życia – i własne problemy do rozwiązania.

W swoich wykładach opowiadam o tym, jak myślimy o inteligencji zwierząt i jak określamy, czy są inteligentne. Robimy to np. poprzez test lustrzanego odbicia. I wciąż trwa debata na temat tego, które zwierzęta to potrafią, a które nie. Ale co to właściwie pokazuje? Naukowcy sprzeczają się, czy ten test mówi nam coś o samym mózgu, czy nie. Kolejne kryterium, które stosują naukowcy: używanie narzędzi. Niedawno odkryto, że mrówki potrafią używać narzędzi. Piją słodką wodę i kiedy to robią, zwykle dryfują po powierzchni wody. Ale jeśli do tej wody dodać mydła, co obniży napięcie powierzchniowe, zaczynają tonąć. Żeby tego uniknąć, tworzą z piasku syfony i filtrują słodką wodę, by mogły się jej napić. Autorzy tego badania stwierdzili, że to zachowanie świadczy o wysokich zdolnościach poznawczych. Co to znaczy? Nie jestem pewna.

Poznałam australijskiego filozofa, Petera Singera, działacza na rzecz praw zwierząt. Pierwsze, o co mnie spytał, gdy dowiedział się o moich badaniach, to czy sądzę, że świerszcze są świadome. Ludzi kwestia świadomości ogromnie zajmuje, a ja nie zajmuję się tym wcale, podobnie jak kwestią wolnej woli. Świadomość to mglisty obszar nawet w badaniach człowieka.

Z kolei pewien psycholog stwierdził, że to, jak szybko dany organizm się uczy, o niczym nie świadczy, bo pszczoły miodne mogą się nauczyć kolorów bardzo szybko, ich osiągnięcia tutaj przekraczają możliwości kręgowców, zatem to nie może być wskaźnikiem inteligencji – przecież pszczoły miodne nie mogą być mądrzejsze od ludzi.

Powinniśmy zatem podejść do owadów z większą pokorą.

Uważam, że nie powinniśmy oczekiwać, że inne gatunki będą usprawiedliwiać swoje istnienie. Nie każde zwierzę musi do nas machać: hej, to ja, zobacz, jaki jestem przydatny! My nie musimy się tłumaczyć ze swojej pożyteczności innym gatunkom – może gdybyśmy musieli, życie na Ziemi wyglądałoby inaczej. Wydaje mi się, że zbyt często działania na rzecz ochrony przyrody idą pod tym względem zbyt daleko, np. kładąc tak wielki nacisk na zapylanie. Oczywiście, zapylanie jest niezbędne do życia w formie, w jakiej je znamy. Ale nie wszystkie owady są zapylaczami i nie wszystkie muszą nimi być. Zresztą fakt, że zapylają, choć cudowny w skutkach, nie jest powodem ich istnienia.

Zastanawiała się Pani kiedyś, jak by to było, gdyby ludzie podążali ścieżką ewolucyjną bardziej zbliżoną do owadów?

Ale ludzie to tylko jeden gatunek! Jak porównać życie jednego gatunku do dziesięciu milionów lub więcej? Do którego owada? Czy to możliwe, że byłoby 10 milionów gatunków istot ludzkich, na tyle podobnych, byśmy wciąż uważali je za ludzi? Naprawdę, owady to nie mali ludzie. Ale oczywiście gdyby chcieć odpowiedzieć na to pytanie, trzeba by powiedzieć, że musielibyśmy być o wiele, wiele mniejsi – istoty o szkielecie zewnętrznym nie mogą być duże.

Dwie dekady temu była Pani na Hawajach razem z mężem. Wpadliście na samce pacyficznych świerszczy polnych, które nie mogły wydawać dźwięku godowego. Założyła Pani wówczas, że to adaptacja służąca unikaniu pasożytów – co zostało potwierdzone. Wciąż jednak nie wiem, jak świerszcze rozwiązują dylemat: brak dźwięku chroni przed zarażeniem pasożytem, ale uniemożliwia przywołanie samicy. Jak radzą sobie z utratą sygnału seksualnego?

Samce niezdolne do wykonania pieśni trzymają się blisko samców grających i przechwytują nadlatujące do nich samice. To dla mnie niesamowite, jak szybko pojawiła się ta strategia.

Jak nieme samce je przechwytują?

Mówiłam, że owady nie są jak roboty – ale jednak są dość proste. Gdy przypominam moim studentom: „pamiętajcie, to tylko świerszcze”, to wywracają oczami. Ale chodzi mi o to, że one nie siedzą i nie analizują swoich działań. Jeśli samica usłyszała samca, uruchamia się u niej cała seria neurobiologicznych odpowiedzi, które mają związek z jej układem ruchu, układem rozrodczym i wieloma innymi. Czyli usłyszała samca, podchodzi, wpada na jakiegoś i nie będzie się zastanawiać: czy to właśnie ten, którego usłyszałam? Po prostu skorzysta z okazji. Szczególnie, jeśli przebywa w środowisku, w którym nie ma zbyt wielu samców śpiewających. A samiec niemy znajdzie się blisko samca śpiewającego, to zwiększy szanse na taką sytuację. To jest część jego wewnętrznego algorytmu.

Niedawno odkryliśmy coś ogromnie ciekawego, ale jeszcze nie wiem, jak to rozumieć. Otóż różne typy samców, które nie potrafią wzywać samic, płodzą więcej potomstwa niż samce śpiewające. Musi być za to odpowiedzialne pewne białko, które samiec produkuje razem ze spermą, odpowiadające albo za ilość plemników albo za ich przyczepność, ale mechanizm tej zależności pozostaje na razie niezrozumiały. Jak zawsze – myślisz, że znalazłaś odpowiedź na jakieś pytania, tymczasem pojawia się dwadzieścia nowych pytań.

Czy tylko świerszcze pacyficzne wykazują tę adaptację braku wykonywania śpiewu?

Z tego, co wiemy – tak. I tylko występuje ona u tych żyjących na wolności, gdzie obecność much wprowadza bardzo silną selekcję. Wystarczyło mniej niż 20 pokoleń, by ta adaptacja zmieniła genotyp, fenotyp i zachowanie tego gatunku.

Myśli Pani, że kiedyś nie będą w ogóle wydawać sygnału dźwiękowego? Czy będzie występowała różnorodność, jak u ważek – jedne samce będą przywabiać samice dźwiękiem, inne nie?

Tego chcemy się dowiedzieć. I dlatego to taki ciekawy system do przyglądania się. Jestem też ogromnie zadowolona, że inni ludzie postanowili zbadać świerszcze pacyficzne od stron, które mi nie przyszły do głowy. Nathan Bailey, który pracował w moim zespole, przyszedł do mnie i powiedział: sądzę, że środowisko akustyczne, w jakim przebywają, wpływa na zachowanie samców, że to nie jest kwestia zupełnie innego zestawu genów, tylko pewnej elastyczności. Zaproponował, by hodować je w warunkach słuchania pieśni i jej braku. Ja odpowiedziałam: to absurdalny pomysł! Nie wyobrażałam sobie, żeby to miało mieć jakikolwiek wpływ. Ale mnie namówił. I okazało się, że to była jedna z najlepszych ścieżek badawczych, która ogromnie dużo nas nauczyła.

Świerszcze uczą się pieśni z otoczenia?

Nie, nie uczą się pieśni. Skłaniałabym się ku twierdzeniu, że większość zwierząt jest elastyczna, a środowisko aktualne lub to, w którym wzrastały, uruchamia w nich określone ścieżki zachowania. Możemy o tym myśleć jako o wewnętrznym algorytmie. Sądzimy, że w przypadku świerszczy jest tak: jeśli wzrastają w otoczeniu dźwięków pieśni, oznacza to, że jest wiele potencjalnych partnerów w okolicy i wielu potencjalnych rywali, generalnie gęstość populacji jest odpowiednia. Mógłby się też znaleźć w cichym środowisku – może to tylko zły habitat? A może niedawno przeszła burza? Nie słyszysz wiele, czyli nie ma wielu potencjalnych partnerek, ale też rywali. Powiedzmy, że jako samica świerszcza masz taki wewnętrzny algorytm: jeśli wokół jest cicho, powinnam być bardziej akceptująca wobec samców, które nie śpiewają. Nie będąc wybrednymi, zwiększają szansę na znalezienie partnera. A to wskazywałoby na istniejącą wcześniej elastyczność w zachowaniu. Czyli świerszcze nie uczą się w miarę dorastania, tylko mają wgraną taką wewnętrzną zasadę. To bardzo częste u zwierząt.

Jeśli zwierzęta dorastają wśród drapieżników, rozwiną inne zachowania lub nawet struktury niż te, które dorastają bez nich. To zjawisko nazywa się plastycznością fenotypową i jest to bardzo dobrze rozumiany w biologii koncept. I z jednej strony to niesamowite, że świerszcze straciły możliwość wzywania samic – ale jednocześnie właśnie tak działa biologia.

Rozmawiała Maria Hawranek

Prof. Marlene Zuk pracuje na Uniwersytecie Minnesoty. Bada mechanizmy selekcji naturalnej, zachowania zwierząt, głównie owadów, oraz ich interakcje z pasożytami. W 1982 r. wspólnie z Williamem Hamiltonem zaproponowała koncepcję, zgodnie z którą ornamenty płciowe samców są uczciwym sygnałem świadczącym o ich odporności na pasożyty. Doktor honoris causa Uniwersytetu w Uppsali i Uniwersytetu w Jyväskylä. Popularyzatorka nauki, autorka wielu książek, m.in. „Riddled with Life: Friendly Worms, Ladybug Sex, and the Parasites That Make Us Who We Are” czy „Dancing Cockatoos and the Dead Man Test: How Behavior Evolves and Why It Matters” (2022). W Polsce w 2012 r. ukazała się książka „Seks na sześciu nogach. Kto bzyka w trawie”.