Вальтер Марио Стейн / Shutterstock

Природа полна животных, помогающих друг другу. Классический пример сурикат сотрудничество. Когда группа ищет пищу, один человек направляется к наблюдательному пункту и следит за хищниками. Этот самоотверженный человек отдает ценное время кормления на благо других, пример того, что биологи называют альтруизмом.

Но почему животные должны быть добры друг к другу? В конце концов, теория эволюции Чарльза Дарвина посредством естественного отбора основывалась наестественный отбор”, С организмами, которые лучше всего способны выживать и размножаться, оставляя большинство потомков в следующем поколении.

В последние несколько лет появилось исследование одного возможного объяснения альтруизма, особого типа гена, который первоначально был предложен в качестве гипотетического мысленного эксперимента в книге Ричарда Докинза 1976, Эгоистичный ген, Обнаружение реальных примеров этих так называемых «генов зеленой бороды» у микробов помогает изменить наше представление о происхождении альтруизма.

Сам Дарвин видел проблему с идеей выживания наиболее приспособленных, классно подчеркивая присутствие рабочих муравьев и пчел, которые не размножаются, но вместо этого помогают воспитывать потомство королевы как «особая сложностьЗа его теорию.

Проблема объяснения, почему животные вели себя альтруистически, жертвуя своим собственным размножением, чтобы помочь другим, оставалась заметной проблемой еще после смерти Дарвина. Решение пришло из «генного взгляда» эволюции, воплощенного в «Эгоистичном гене». Эволюция на самом деле не о выживании наиболее приспособленного организма, а о выживании наиболее приспособленного гена, с естественным отбором, благоприятствующим генам, которые лучше всего смогут копировать себя в следующем поколении.

Кооперативные муравьи: особая сложность. IanRedding / Shutterstock

Альтруизм у муравьев и пчел может развиваться если ген, вызывающий альтруизм у работника, помогает другой копии этого гена в другом организме, таком как королева и ее потомство. Делая это, ген обеспечивает свое представление в следующем поколении, даже если организм, в котором он находится, не воспроизводит.

Эгоистичная теория генов Докинза решила особую трудность Дарвина, но подняла еще одну. Как ген может распознать, если другой человек также несет его копию? Большую часть времени гену фактически не нужно узнавать себя, ему нужно только помочь его родня.

Братья и сестры имеют примерно 50% своих генов, половина от каждого родителя. Таким образом, если ген альтруизма может заставить человека помочь своему брату, он «знает», что существует вероятность 50%, что он помогает копировать себя. Это именно то, как альтруизм развилась во многих видах. Но есть и другой способ.

Чтобы подчеркнуть, как ген альтруизма может развиваться, не направляя помощь родственникам, Докинз придумал свою «зеленая бородаМысленный эксперимент. Он представил себе ген с тремя эффектами. Во-первых, это должно было вызвать видимый сигнал (как зеленая борода). Во-вторых, нужно было дать возможность распознавать сигнал у других. Наконец, он должен был быть в состоянии направить альтруистическое поведение преимущественно к тем, кто показывает сигнал.

Большинство людей, включая Докинза, рассматривали зеленых бород как фантазию, а не как описание каких-либо реальных генов, встречающихся в природе. Основными причинами этого является вероятность того, что один ген сможет обладать всеми тремя свойствами.

Несмотря на кажущуюся фантастичность, в последние годы произошел взрыв открытий настоящих зеленых бород. У таких млекопитающих, как мы, поведение контролируется (главным образом) мозгом, поэтому трудно представить себе ген, который делает нас альтруистами, также контролирующими воспринимаемый сигнал, такой как зеленая борода. Но у микробов все по-другому.

Dictyostelium discoideum Бруно в Колумбусе / Википедия

В частности, в последнее десятилетие изучение социальной эволюции отправилось в путешествие под микроскопом, чтобы пролить свет на удивительное социальное поведение бактерий, грибов, водорослей и других одноклеточных организмов. Одним из ярких примеров является социальная амеба Dictyostelium discoideum- одноклеточный организм, который реагирует на недостаток пищи, формируя группу из тысяч других амеб. В этот момент некоторые организмы альтруистически жертвуют собой, образуя прочный стебель, помогая другим разойтись и найти новый источник пищи.

Здесь одиночному гену гораздо проще действовать как зеленобородый, что на самом деле только что происходит, Ген, который находится на поверхности клеток, способен прикрепляться к своим копиям на других клетках и исключать клетки, которые не совпадают с группой.

Это позволяет гену гарантировать, что жертва клетки для формирования стебля не напрасна, поскольку все клетки, которым она помогает, будут обладать копиями гена. Есть и другие примеры, некоторые из них у морских беспозвоночных, которые встречаются друг с другом по мере роста, и сливаются, если обнаруживают совпадение в ген зеленой бороды.

Темная сторона

Еще один интригующий вывод из недавних исследований заключается в том, что зеленые бороды имеют темную сторону и не должны быть связаны с альтруизмом. Если ген способен распознать, присутствует ли он в другом организме, имеет смысл, что он получит преимущество, нанося вред организму, который не обладает геном. Это именно то, что происходит в почве бактерии Myxococcus xanthusгде несоответствие в гене зеленой бороды заставляет людей вводить смертельный токсин.

Изучение генов зеленой бороды все еще находится в зачаточном состоянии, и мы не знаем, насколько широко они распространены и важны в природе. В общем, родство занимает особое место в основе эволюции альтруизма, потому что именно благодаря помощи родственникам ген может гарантировать, что он помогает копировать себя. Возможно, наше внимание к загадочной социальной жизни птиц и млекопитающих подтолкнуло эту точку зрения, поскольку социальная жизнь этих групп, как правило, вращается вокруг семей. Но история может быть совсем другой для микробов и морских беспозвоночных.

Об авторе

Лоуренс БелчерКандидат кандидатских наук по эволюционной биологии, Университет Бата и Филип Мэдгвик, Кандидат PhD, Университет Бата

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

книги_осведомленность