Книга: Эволюция. От Дарвина до современных теорий
Назад: Происхождение альтруизма
Дальше: Истоки альтруизма – без дыма нет огня

Что делает животных альтруистами?

Животные способны помогать другим членам группы, зачастую в ущерб собственным нуждам. Эволюционный биолог Дэвид Слоан Уилсон объясняет, как развиваются эти признаки и для чего нужен групповой отбор.

 

Волки делятся едой с другими членами стаи. Верветки издают сигналы тревоги, рискуя привлечь к себе внимание хищников. Пчелы жертвуют собой для защиты улья. Но зачем? Довольно трудно понять, как такие признаки смогли развиться под влиянием естественного отбора. Ведь в отличие от более эгоистичных представителей той же группы, особи с альтруистичным поведением снижают свои шансы на выживание и воспроизведение потомства.
Дарвин и сам прекрасно понимал, что «суицидальный» укус пчелы и большинство человеческих добродетелей, связанных с нравственностью (храбрость, честность и милосердие), представляют серьезную проблему для его теории. «Не следует забывать, что высокий уровень нравственности дает каждому человеку в отдельности и его детям лишь весьма небольшое преимущество над другими членами того же племени или вовсе не приносит им никаких выгод», – писал он в книге «Происхождение человека» (1871).
Возникает вопрос: как могут развиться признаки, ориентированные на нужды других или группы в целом («просоциальные» признаки), если, судя по всему, они сокращают относительную приспособленность особей внутри группы?
Простое решение
Дарвин понял, что проблему можно решить, если допустить, что отбор действует на уровне группы, а не отдельной особи.
Если группы, состоящие из более просоциальных особей, превзойдут группы с менее просоциальными особями, то признаки, используемые во благо группы, начнут развиваться. Если кратко, то естественный отбор между группами нейтрализует «издержки» просоциального поведения для особей внутри этих групп.
Догадка Дарвина стала отправной точкой для развития современной теории многоуровневого отбора. Согласно этой теории, биологические системы представляют собой иерархию со вложенными элементами: гены внутри особей, особи внутри групп, группы внутри популяции и даже кластеры групп.
На каждом уровне иерархии признаки, увеличивающие сравнительную приспособленность внутри элемента, вряд ли увеличат приспособленность всего элемента. Гены, которые превосходят другие гены внутри одного организма, едва ли пойдут на пользу всему организму. Особи, превосходящие других особей внутри группы, вряд ли принесут пользу всей этой группе и т. д.
Сложная история
В первой половине XX века большинство биологов-эволюционистов приняли идею группового отбора. По сути, эту теорию восприняли некритично и с большой охотой. Поддаваясь влиянию давнего представления о том, что природа была созданием милосердного бога, многие биологи посчитали, что природа должна быть адаптивной на всех уровнях: то, что хорошо для особи, должно быть хорошо для группы и т. д. В учебнике по биологии от 1949 года было сказано: «Вероятность выживания отдельных живых существ или популяций возрастает до той степени, в которой они могут гармонично приспособиться друг к другу и к окружающей среде».
Некоторые биологи понимали, что эволюция просоциальных признаков будет подавляться отбором внутри групп. Тем не менее укрепилось мнение о превосходстве группового отбора. Эта точка зрения получила название «наивный групповой селекционизм», и активным ее приверженцем был британский зоолог Веро С. Винн-Эдвардс. В 1962 году он выдвинул предположение о том, что организмы эволюционируют для регуляции численности популяции и избегания чрезмерной эксплуатации собственных ресурсов.
В 1960-х годах теория группового отбора подверглась тщательному изучению, и идея наивного группового селекционизма была небезосновательно отвергнута. Но недовольство на этом не закончилось. Затем ученые договорились, что межгрупповой отбор заведомо слабее внутригруппового отбора. В своем решении они руководствовались аргументами о том, насколько это приемлемо, а не реальными экспериментальными и исследовательскими данными. Так, эволюционный биолог Джордж С. Уильямс писал в своей авторитетной книге «Адаптация и естественный отбор»: «Адаптаций, связанных с группой, на самом деле не существует».
Это было серьезное изменение во взглядах, и отказ от группового отбора стал рассматриваться как переломный момент в истории эволюционной мысли. В течение последующих десятилетий большинство эволюционных биологов интерпретировали социальные адаптации как формы личного интереса, которые можно было бы объяснить, не прибегая к групповому отбору. В своей книге «Расширенный фенотип» (1982) Ричард Докинз зашел так далеко, что сравнил попытки возродить групповой отбор с тщетным поиском вечного двигателя.
Инклюзивные гены приспособленности и эгоизма
Отказ от группового отбора в 1960-х годах означал, что биологи должны были придумать альтернативные теории, которые смогли бы объяснить эволюцию социальных адаптаций. Было выдвинуто несколько версий: теория совокупной приспособленности (также известна как «теория родственного отбора»), теория об эгоистичном гене и эволюционная теория игр.
Революционная теория родственного отбора зародилась в пабе в середине 1950-х годов. Биолога Дж. Б. С. Холдейна спросили, готов ли он отдать свою жизнь за брата. После нескольких небрежных вычислений он вызывающе ответил, что готов умереть только за двух братьев или восьмерых кузенов (двоюродных братьев).
Почему? Потому что ген, кодирующий подобный альтруизм, сможет выжить, только если оставит достаточно своих копий у родственников. В среднем, братья и сестры имеют половину общих генов, а кузены – одну восьмую. Следовательно, два родных брата или восемь кузенов равны одному «мне». Идея о том, что животные больше склонны к альтруизму по отношению к родственным особям, называется родственным отбором.
Позже коллега Холдейна Уильям Гамильтон разработал математическое описание явления под названием «инклюзивная приспособленность», которое присваивает числовые значения затратам и выгодам от поступков животного. Теоретически инклюзивная приспособленность позволяет рассчитать степень распространения какого-либо альтруистического поведения внутри популяции (например, оставаться с родителями, чтобы помогать в воспитании своих братьев и сестер).
Революция началась. Десятилетиями биологи, изучающие сотрудничество животных, пользовались математическими расчетами Гамильтона. Механизмы группового отбора больше не могли объяснить альтруизм. Особь стала рассматриваться как главный герой естественного отбора. Вскоре о себе заявил и ген. Организм можно расценивать как машину, которую ген использует для создания большего количества генов. Именно так в 1976 году звучала знаменитая метафора Ричарда Докинза об эгоистичном гене.
Тем не менее следующие десятилетия стали свидетелями возрождения группового отбора. Что привело к таким разительным изменениям?
Отказ от группового отбора основывался на утверждении о том, что на практике внутригрупповой отбор всегда побеждает межгрупповой. В то же время исследования показали, что в составе межгруппового отбора могут развиваться и признаки, не выгодные для особей внутри каждой группы.
Возьмем, к примеру, водомерку Remigis aquarius. Это вид насекомых, который рассекает водную поверхность тихих ручьев. Самцы сильно различаются по своей агрессивности по отношению к самкам, а лабораторные исследования показывают, что в любой группе агрессивные самцы побеждают неагрессивных в борьбе за самок.
Однако агрессивные самцы могут мешать самкам питаться и способны даже травмировать их. Это приводит к тому, что в группах с большим количеством агрессивных самцов рождается меньше потомства, а в среде менее агрессивных самцов – наоборот. Различия между группами усугубляются и тем, что самки покидают группы с большим количеством агрессивных самцов и присоединяются к группам с менее агрессивными особями. Таким образом, данные исследования доказывают, что межвидовой отбор крайне важен для поддержания неагрессивных самцов в популяции.
В другом эксперименте группа микробиологов выращивала E. coli в лунках на чашках. Затем они заразили некоторые колонии вирусом, а после сымитировали естественное распространение вирусов, используя роботизированные пипетки для передачи вирусов между лунками. Микробиологи заметили, что в ряде случаев «благоразумный» и медленно растущий штамм вируса оказывался успешнее своего «хищного» и быстрорастущего родственника. Хищный и ненасытный штамм часто убивал все бактерии в лунке – и, следовательно, самого себя до того, как успевал распространиться.

 

Рис. 9.1. Что происходит при соперничестве эгоистичных и не эгоистичных особей?

 

Благоразумный штамм сохранялся дольше и потому имел больше шансов заселить другие лунки. Таким образом, этот штамм всегда оставался в популяции, даже если и был постоянно побежден «хищным» штаммом при совместном существовании в одной лунке. Иначе говоря, благоразумный штамм смог выжить только благодаря межгрупповому отбору.
Условия этого эксперимента весьма похожи на сценарий, предложенный Веро Винн-Эдвардсом в 1960-х годах для изучения эволюции репродуктивной ограниченности у многих видов. Эти ограничения могут развиваться не у всех видов, но, как показал эксперимент, их развитие весьма вероятно у некоторых видов при особых обстоятельствах.
Оба эксперимента включают в себя разные пространственные и временные шкалы, но четко обозначают ключевую проблему группового отбора и простой вывод: признаки, приносящие пользу всей группе, не выгодны для особей внутри группы и потому требуют дополнительного уровня естественного отбора для своего развития.
Проблема Дарвина – это суровая данность для всех видов, в том числе и для нас самих: в большинстве случаев просоциальные адаптации ставят особей в менее выигрышное положение по сравнению с другими членами той же группы. И единственный способ для них развиться – только через добавление еще одного слоя к процессу естественного отбора. И слой этот называется групповой отбор.

 

Рис. 9.2. Эволюция сегодняшних особей из вчерашних групп.
Главные переходные этапы в эволюции
До 1970-х годов считалось, что эволюция происходит только в результате накопления мутаций на протяжении многих поколений. Затем биолог Линн Маргулис предположила, что сложные клетки могли образоваться не из бактериальных клеток в результате небольших мутационных шагов, а из-за симбиоза различных типов бактерий, которые сами превратились в более высокоуровневые организмы.
В 1990-х годах биологи-эволюционисты Джон Мейнард Смит и Эрш Сатмари предположили, что такие значимые переходы прослеживались на протяжении всей истории жизни, включая эволюцию первых клеток, появление многоклеточных организмов и развитие социальных колоний насекомых (см. рис. 9.2). Ученые даже сочли, что таким образом можно объяснить происхождение жизни – группы взаимодействующих молекулярных реакций объединяются и создают первые формы жизни. Осознание того, что эволюция происходит не только небольшими мутационными шагами, но и благодаря группам организмов, которые объединяются в организмы более высокого уровня, стало одним из ярчайших событий эволюционной мысли. Сегодняшние особи – это вчерашние группы.
Масштабные эволюционные переходы происходят из-за нарушения баланса между внутригрупповым и межгрупповым отбором. Группа способна превратиться в единую особь только в случае, когда межгрупповой отбор становится главным эволюционным фактором. В свою очередь, это возможно только при развитии механизмов, подавляющих внутригрупповой отбор. Например, по правилам мейоза все гены в хромосомах имеют равные шансы на попадание в гаметы. Если гены не могут преуспеть за счет друг друга, то единственный их способ выживания – коллективно, как группа.
Основные эволюционные переходы – редчайшие события в истории жизни. Однако они имеют важные последствия, поскольку новые суперорганизмы начинают доминировать в экологии. Эусоциальность у одних только насекомых возникала десятки раз (в том числе, у муравьев, пчел, ос и терминов), и больше половины биомассы всех насекомых живут в колониях.
Эти переходы никогда не заканчиваются, поскольку внутригрупповой отбор не исключается, а только подавляется. Некоторым генам удается изменить правила мейоза в свою пользу. Поэтому теперь рак начинает рассматриваться как эволюционный процесс, происходящий внутри особей, в результате которого определенные гены достигают своей цели за счет других, что приводит к трагическим последствиям для всей группы в целом.
Интервью. От альтруизма к новому Просвещению
Э. O. Уилсон является праотцом социобиологии. В интервью 2012 года для New Scientist он рассказал, что групповой отбор – это основной двигатель эволюции. Уилсон является заслуженным профессором Гарвардского университета. Он написал 25 книг, среди которых – революционная «Социобиология» (1975), «Совпадение» (1998), а также призеры Пулитцеровской премии «О природе человека» (1978) и «Муравьи» (1990).
– В 2010 году вы участвовали в резонансных научных дебатах о причинах эволюции таких социальных признаков, как альтруизм. Почему это важно для простых обывателей?
– Современные научные достижения позволяют нам связно ответить на вопрос, кто мы и откуда мы пришли. Но для этого потребуется найти ответ на два других фундаментальных вопроса. Во-первых, для чего нужна развитая социальная жизнь и почему она так редка? И, во-вторых, что за движущие силы позволили ей образоваться?
Эусоциальность – это явление, при котором некоторые особи снижают свой репродуктивный потенциал для воспитания потомства других. Она лежит в основе самых развитых форм социальной организации и доминирования социальных людей и насекомых. Основополагающей идеей для объяснения эусоциальности послужила теория родственного отбора, или совокупной приспособленности, в соответствие с которой уровень сотрудничества особей обусловлен степенью их родства. Это мнение какое-то время вызывало у меня ряд вопросов. Стандартный естественный отбор проще и лучше. Люди рождались в результате многоуровневого отбора: индивидуальный отбор взаимодействовал с групповым отбором, либо племена конкурировали между собой. Нам столько всего еще предстоит понять.
– Как этому поможет лучшее понимание многоуровневого отбора?
– Мы должны рассматривать себя как продукт этих двух взаимодействующих и часто конкурирующих уровней эволюционного отбора. Наложение индивидуального отбора на групповой дает нам общество, члены которого сочетают в себе альтруизм и эгоизм, нравственность и грешность. Если взглянуть на ситуацию под таким углом, то мы получим простой ответ на вопрос, почему человеческое существование основано на противоречивых эмоциях. Мне кажется, этим также объясняется наша невозможность толково решать свои проблемы, особенно на международном уровне.
– То есть все сводится к конфликту между признаками, приобретенными в ходе индивидуального и группового отбора?
– Да. И лучше всего это прослеживается в сложности с гармонизацией различных религий. Нам стоит признать, что религиозные распри не являются следствием различий между людьми. Речь идет о конфликтах между историями создания. Существуют причудливые мифы о сотворении мира, и в каждом из них есть верующие, убежденные в правоте своей истории, что, по их мнению, делает их лучше остальных людей. Это подпитывает наши фанатичные стремления к формированию групп, завоеванию территорий и яростному сопротивлению в ответ на любое вторжение или угрозу нам, нашему племени и нашей особенной истории создания. Столь ярко выраженные инстинкты могли развиться только благодаря групповому отбору: одно племя против другого. В моем понимании, характерные черты религиозности являются логическим результатом именно этого уровня биологической организации.
– Можем ли мы как-то обуздать свои «племенные» инстинкты?
– Я считаю, мы уже готовы к созданию более человеко-ориентированной системы взглядов. Это может прозвучать так, как будто я защищаю науку и технологии. Быть может, так оно и есть, ведь мы живем в технологическом веке. Не знаю, как еще людям выйти из проблем, порожденных трибализмом и организованными религиями, кроме как стать более честными и ясно осознающими свою сущность. В настоящее время мы живем в том мире, который Карл Саган правильно назвал миром, полным демонов. Мы создали целую вселенную «Звездных войн», но не избавились от палеолитических эмоций, средневековых институтов и богоподобных технологий. Это чревато.
– Перейдем от глобальных вопросов к братьям нашим меньшим… Я не могу взять интервью у общепризнанного эксперта по муравьям и не просить: а есть ли у вас фавориты?
– Да, есть. Это муравей рода Thaumatomyrmex. За все мои путешествия я столкнулся только с тремя особями. Это очень редкий вид. У них на челюстях есть зубы, похожие на вилы. Эти зубы чрезвычайно длинные, а при смыкании челюстей закрываются внахлест. Зубы как минимум одного вида смыкаются за головой. Так чем же питается этот монстр? Для чего ему такие зубы? Мне захотелось узнать, поэтому я обратился к молодым специалистам в данной области, в особенности из Южной Америки, где был обнаружен данный вид.
В конце концов они нашли ответ: муравей питается многоножками отряда Кистевики (Polyxenida). Это мягкотелое, но щетинистое животное – как дикобраз. Таким образом, муравей вонзает длинный шип сквозь щетину и обездвиживает добычу. Вначале мы не заметили, что [на некоторых конечностях] у самого муравья имелись небольшие и жесткие щетки. Члены колонии пользовались ими для очистки многоножек от щетинок – как при ощипывании курицы. Затем добыча делилась на части. Эти муравьи – мои явные фавориты.
Назад: Происхождение альтруизма
Дальше: Истоки альтруизма – без дыма нет огня