После того, как Чарльз Дарвин сформулировал принцип естественного отбора, "борьба за существование" стала одной из самых распространенных идей, связанных с эволюционным процессом. Однако на практике далеко не всегда в естественном отборе сильный побеждает слабого. Уже Дарвин понимал, что при естественном отборе есть не только конкуренция, но кооперация и даже альтруизм.
Об этом рассказывает ведущий сотрудник Палеонтологического института РАН, доктор биологических наук Александр Марков.
– Эволюция, по представлениям Дарвина, основана на безжалостной борьбе за существование и конкуренции по принципу «каждый за себя». Насколько сейчас для современной биологии это актуальное утверждение?
– Такое представление – это сильное упрощение и искажение реальной ситуации. Сам Дарвин действительно использовал этот термин – борьба за существование. Сейчас этот термин практически не используется теоретиками-биологами. Вообще в начале XX века дарвинскую теорию очень грубо пытались приспособить к социологии, и тогда возник так называемый социал-дарвинизм. Это, конечно, вульгаризация и искажение. Нечистоплотные политики взяли какие-то отрывки идей, которые им были выгодны, и приспособили к своим теориям. Поэтому и сегодня, например, креационисты обвиняют биологов в том, что эволюционные дарвиновские идеи легли в основу фашизма.
– Разве организмы не борются за место под солнцем?
– На самом деле взаимоотношения между организмами очень разнообразные. Собственно борьба – «право сильного», «закон джунглей», «сильный побеждает, слабый проигрывает» – это только один из многих вариантов взаимодействия. На самом деле принцип естественного отбора - это не борьба за место под солнцем, способность организма эффективно распространять собственные гены. Вообще говоря, физическая сила, способность задушить конкурентов – это только один из вариантов добиться успеха в распространении собственных генов. Можно с конкурентом договориться, можно сделать своим партнером, можно поделиться, например, зеленые самки мои, а синие твои. А можно заняться конкуренцией на других фронтах, например, пытаться получше гнездо свить или покрасивее перышки растопырить, чтобы самке понравиться или отрастить себе хвост подлиннее, как у павлина. Существует масса менее зверских способов конкуренции. А самое интересное, что во многих случаях тот же самый естественный отбор начинает благоприятствовать не конкурентному, а кооперативному поведению и даже альтруизму, взаимопомощи, вплоть до самопожертвования. На самом деле еще Дарвин понимал такую возможность, что естественный отбор может объяснить появление доброты, взаимопомощи, альтруизма, самопожертвования. И он довольно правильно на том уровне знаний подводил теоретическую базу под это. Но своих современников он тогда не убедил.
– А как Дарвин объяснял возможность альтруистического поведения?
– Хотя генетики еще не было, и Дарвин не знал природы наследственности, он понимал, что у родственных организмов и наследственность сходная. Поэтому, скажем, то животное, которое стремиться помочь своим родственникам, оно тем самым будет способствовать тому, что и его признаки распространятся в следующем поколении, пусть даже не чрез него самого, а через родственников. Но признаки-то у них общие. Это совершенно правильная мысль. Но пока не было генетики, она оставалась только гипотезой. И современников это не убедило. Поэтому довольно долго эти идеи оставались в тени. Только в 1960-ые годы XX века были сформулированы строгие, хорошо обоснованные теории эволюционного происхождения альтруизма, взаимопомощи и самопожертвования, и основной вклад в развитие этих теорий внесли такие исследователи, как Уильям Гамильтон, Джордж Уильямс, Роберт Траверс и Эдвард Уилсон. Собственно говоря, идея очень простая: у родственных организмов большая часть генов просто общие и поэтому если вы жертвуете собой ради спасения родственников, то тем самым вы способствуете распространению своих же собственных генов в следующих поколениях, а значит эти гены, которые предопределили такое ваше жертвенное поведение, будут распространяться, они будут поддерживаться отбором, закрепляться. Нас, конечно, совершенно не удивляет, когда родители жертвуют собой ради детенышей - это нам кажется понятным.
– Но далеко не все животные идут на самопожертвование.
– Все зависит от баланса выигрышей и проигрышей. Один из очень ярких примеров – это альтруизм общественных насекомых, таких как пчелы, муравьи, шмели, у которых основная масса особей не размножается, а занимается выращиванием чужих детей. Казалось бы, какая им может быть от этого выгода, как естественный отбор мог закрепить отказ от размножения. Кстати, за исключением термитов, все остальные случаи относятся к отряду перепончатокрылых – муравьи, осы, шмели - это все перепончатокрылые. Вот по биомассе своей эти общественные перепончатокрылые бьют все рекорды по биомассе в тропических лесах. То есть это колоссальный успех. Почему, что такого особенного в отряде перепончатокрылых? Когда Уильяма Гамильтона основоположника альтруистической теории родственного отбора спросили, отдал бы он жизнь за родного брата, то он, согласно легенде, быстро посчитал что-то на бумажке и сказал - нет. За одного не отдал бы, а только за двух. Дело в том, что это рассчитывается по очень простой формуле: если у вас есть родной брат, то как минимум половина генов у вас с ним идентична. Если у вас есть два родных брата, то вам все равно, если вам нужно выбирать, погибнут два брата или вы сами, – с точки зрения отбора это равноценный выбор. А если у вас есть три родных брата и у вас спрашивают, вы пожертвуете жизнь за трех братьев, то надо, конечно, с точки зрения естественного отбора, отвечать «да», потому что в этом случае больше ваших генов сохраниться. То же самое касается и детей – каждый ребенок несет половину ваших генов. Но это у людей, у млекопитающих родные сестры и братья имеют по половине идентичных генов, а у перепончатокрылых и насекомых ситуация несколько иная.
У перепончатокрылых самки имеют нормальный двойной набор хромосом, как люди, а самцы имеют только одинарный набор хромосом. И поэтому самцы передают потомству не половину своих генов, а все свои гены. У перепончатокрылых из неоплодотворенных яиц рождаются самцы с одинарным набором хромосом, а из оплодотворенных яиц рождаются самки с двойным набором хромосом. У этих самок половина генов получена от отца и это все гены, какие у него были, а половина получены от матери, и это половина генов матери. Таким образом получается, что у родных сестер общих генов не 50%, а 75%, все отцовские, половина материнских, получается 75% идентичных генов у сестер. А у матери и ее дочери только 50%, потому что половина от отца. Таким образом у перепончатокрылых насекомых сестра более близкий родственник, чем ребенок. Поэтому и предрасположены перепончатокрылые отказываться от собственных детей ради сестер, заботиться о сестрах, а не о детях. Они генетически предрасположены, у них это с легкостью возникает и поддерживается отбором. Это, собственно говоря, теория родственного отбора, одна из теорий, объясняющих альтруизм, есть и другие. Есть механизм реципрокного альтруизма, то есть «ты мне, я тебе».
– Когда речь идет не о родственниках, как работает родственный отбор?
– Это обычный механизм возникновения кооперации, которая может работать не только между представителями одного вида, но и между представителями разных видов, когда возникают симбиотические системы. То есть каждый из участников кооперации чем-то жертвует, но получает от партнеров больше выгод и поэтому это ему выгодно. Возьмем любую симбиотическую систему, скажем, фиги и осы, которые их опыляют - это уникальная симбиотическая система. Все знают инжир, фиговое дерево. Каждый вид фигового дерева имеет свой вид маленьких ос, которые живут только в соцветиях этого дерева и его опыляют. Без этих ос фиговые деревья размножаться не могут, осы жизненно необходимы для них.
– Это уже не альтруизм, а взаимовыгодная кооперация.
– Взаимовыгодная, конечно. То есть когда мы уверены, что нам вернут нашу услугу, то есть все основания ее предоставить. Сотрудничество сплошь и рядом, в природе все этим пронизано. Посмотрите, как все устроено в экосистеме, кто-то кого-то, конечно, ест, кто-то с кем-то конкурирует, но сколько примеров кооперации.
– В этом смысле человеческое сообщество не выглядит уникальным, потому что у нас взаимоотношения очень сложные и многообразные, и есть и конкуренция очень жесткая и взаимоисключающая, и кооперация, и альтруизм. И животные, и растительный мир идут в русле общественного взаимодействия.