Вальтер Маріо Штейн / Shutterstock

Природа сповнена тваринами, які допомагають одне одному. Класичним прикладом є meerkat співпраця. Коли група шукає їжі, одна особа прямує до точки спостереження і стежить за хижаками. Цей безкорисливий індивід відмовляється від дорогоцінного часу на годування для блага інших, приклад того, що біологи називають альтруїзмом.

Але чому тварини повинні бути добрими один до одного? Зрештою, теорія еволюції Чарльза Дарвіна шляхом природного відбору полягала в “природний відбір”, З організмами, які найкраще здатні вижити і розмножуватися, залишаючи найбільше потомства в наступному поколінні.

Останні кілька років з'явилися дослідження одного з можливих пояснень альтруїзму, особливого типу гена, який спочатку пропонувався як гіпотетичний мислительський експеримент у книзі Річарда Докінза 1976 року, Егоїстичний ген. Відкриття реальних прикладів цих так званих "генів зеленої бороди" у мікробів допомагає змінити наше уявлення про походження альтруїзму.

Сам Дарвін бачив проблему в ідеї виживання найсильніших, видатно підкреслюючи присутність робочих мурах і бджіл, які не розмножуються, а натомість допомагають вирощувати потомство королеви як "особлива складність»За його теорію.

Проблема пояснення, чому тварини поводяться альтруїстично, жертвуючи власною репродукцією, щоб допомогти іншим, залишалася помітною проблемою ще довго після смерті Дарвіна. Рішення вийшло з «еволюційного погляду гена», що описується в «Егоїстичному гені». Еволюція насправді не стосується виживання найсильнішого організму, скоріше, це виживання найсильнішого гена, при цьому природний відбір надає перевагу генам, які найкраще можуть зробити свої копії в наступному поколінні.

Кооперативні мурахи: особлива складність. IanRedding / Shutterstock

Альтруїзм у мурах і бджіл може еволюціонувати якщо ген, що викликає альтруїзм у працівника, допомагає іншій копії цього гена в іншому організмі, наприклад, у королеви та її нащадків. Роблячи це, ген забезпечує свою репрезентацію в наступному поколінні, навіть незважаючи на те, що організм, в якому він мешкає, не відтворюється.

Егоїстична теорія генів Докінза вирішила особливу складність Дарвіна, але вона породила ще одну. Як ген може розпізнати, якщо інша особина також має його копію? Здебільшого ген насправді не повинен розпізнавати себе, йому потрібно лише допомогти його родич.

Брати і сестри діляться приблизно 50% своїх генів, половина від кожного з батьків. Отже, якщо ген альтруїзму може змусити людину допомогти своєму братові чи сестрі, він "знає", що є 50% шансів, що він допомагає своїй копії. Це саме такий альтруїзм еволюціонував у багатьох видів. Але є й інший шлях.

Щоб підкреслити, як ген альтруїзму міг еволюціонувати без спрямування допомоги на родичів, Докінз запропонував свою “зелена борода”Думковий експеримент. Він уявив собі ген з трьома ефектами. По-перше, йому потрібно було викликати видимий сигнал (як зелена борода). По-друге, йому потрібно було дати можливість розпізнавати сигнал в інших. Нарешті, йому потрібно було мати можливість спрямовувати альтруїстичну поведінку переважно на тих, хто демонструє сигнал.

Більшість людей, включаючи Докінза, розглядали зелену бороду лише як фантазію, а не як опис будь-яких справжніх генів, знайдених у природі. Основними причинами цього є ймовірність того, що один ген зможе володіти всіма трьома властивостями.

Незважаючи на те, що це здається фантастичним, проте останнім часом відбувся вибух відкриттів справжніх зеленоземів. У таких ссавців, як ми, поведінкою керує (здебільшого) мозок, тому важко уявити ген, який робить нас альтруїстами, а також контролює сприйнятливий сигнал, як зелена борода. Але у мікробів все інше.

Dictyostelium discoideum Бруно в Коломбі / Вікіпедія

Зокрема, протягом останнього десятиліття дослідження соціальної еволюції здійснило подорож під мікроскопом, щоб пролити світло на захоплюючу соціальну поведінку бактерій, грибів, водоростей та інших одноклітинних організмів. Яскравим прикладом є соціальна амеба Dictyostelium discoideum, одноклітинний організм, який реагує на брак їжі, утворюючи групу з тисячами інших амеб. У цей момент деякі організми будуть альтруїстично жертвувати собою, щоб сформувати міцну ніжку, допомагаючи іншим розійтися і знайти нове джерело їжі.

Тут набагато простіше для одного гена виступати в ролі зеленої бороди, що справді є саме те, що відбувається. Ген, який сидить на поверхні клітин, здатний прилипати до копій себе на інших клітинах і виключати клітини, які не збігаються з групи.

Це дозволяє гену гарантувати, що жертва клітини для формування стебла не даремна, оскільки клітини, яким він допомагає, матимуть копії гена. Є також більше прикладів, кілька у морських безхребетних, які стикаються між собою, коли ростуть, і зливаються, якщо виявляють збіг у ген зеленої бороди.

Темна сторона

Ще одна інтригуюча знахідка нещодавніх досліджень полягає в тому, що зеленобороді мають темну сторону і не повинні втягувати альтруїзм. Якщо ген здатний розпізнати, чи присутній він в іншому організмі, має сенс, що він отримає перевагу, завдавши шкоди організму, який не має гена. Саме це відбувається в грунтовій бактерії Міксокок ксантус, де невідповідність гена зеленої бороди змушує особин робити ін’єкцію летальний токсин.

Вивчення генів зеленої бороди все ще перебуває в початковій стадії, і ми не знаємо по-справжньому, наскільки вони широко поширені та важливі в природі. Взагалі, спорідненість займає особливе місце в основі еволюції альтруїзму, оскільки саме завдяки допомозі родичам ген може гарантувати, що він допомагає копіям самого себе. Можливо, наш фокус на загадковому соціальному житті птахів і ссавців зумовив цю точку зору, оскільки соціальне життя цих груп, як правило, обертається навколо сімей. Але історія може бути різною для мікробів та морських безхребетних.

Про автора

Лоуренс Белчер, Кандидат еволюційних біологічних наук, Університет ванни та Філіп Меджвік, Кандидат кандидатських наук, Університет ванни

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

книги_інформованість