Хладнокровный альтруизм

Изучение пятнистых ящериц Uta stansburiana (side-blotched lizard) внесло некоторую ясность в давнюю загадку: как возникают альтруизм и сотрудничество.

Оказалось, что особенности совместной деятельности и группового поведения могут быть запрограммированы в генах. Группа ученых Калифорнийского университета в Санта-Крузе впервые показала, что так называемый «эффект альтруизма к зеленой бороде» – одно из базовых понятий эволюционной биологии – присутствует у позвоночных животных и в реальности, а не только в теории. Статья, посвященная открытию, 9 мая появится в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Руководитель исследований профессор Барри Синерво рассказал, что в статье описаны неродственные самцы ящериц, которые вступают в своеобразные товарищества для защиты своей территории. Партнерство часто оказывается взаимовыгодным, позволяя участникам вместе дать жизнь большему числу продолжателей рода, чем по отдельности. Правда, часто случается, что самец, больше уделяющий внимания защите группы от агрессии со стороны других ящериц, производит меньше потомства, чем его партнер.

Такой тип сотрудничества, когда мужчина делит все беды с другим, неродственным ему партнером, а тот пользуется всеми выгодами, называется «истинным альтруизмом». Цикл жизни ящериц составляет год, поэтому платой за альтруизм может стать угасание рода самого альтруиста.

Смысл возникновения такого рода сотрудничества в ходе эволюции непонятен – система оказывается крайне уязвимой для мошенников или изменников. Извлекая пользу для себя, они не отплачивают партнеру тем же, что, по идее, должно бы «окупаться» сторицей и быть предпочтительнее с точки зрения естественного отбора. «Эффект зеленой бороды» – один из способов обойти противоречие.

Понятие «зеленой бороды» ввел британский эволюционист Уильям Гамильтон, а популяризировал Ричард Докинз в книге «Эгоистичный ген». Докинз и придумал иллюстрировать сложное теоретическое понятие наглядным гипотетическим примером, в котором зеленая борода служит маркером. Маркер позволяет людям – носителям гена сотрудничества узнать собратьев – носителей того же гена. Ген «зеленой бороды» должен нести три функции: сигнальную (заметить «своего»), опознавательную (добиться обоюдного опознания) и коммуникативную (обеспечить совместное поведение зеленобородых). Открытие такого гена автоматически вывело бы «эффект зеленой бороды» из области умозрений, «овеществило» бы теоретические выкладки.

Фактически, ген альтруизма и открыли в Санта-Крузе.

Как установили калифорнийские ученые, в популяции пятнистых ящериц Uta stansburiana «зеленобородыми» стали особи с синим горлышком («синие»). Существуют также подтипы с оранжевым и желтым горлом, и каждый цвет соответствует различному территориальному поведению самцов. «Синие» образуют товарищества, в которых оба самца сотрудничают, чтобы защитить территорию; «оранжевые» очень агрессивны и захватывают чужую территорию, вторгаясь к другим ящерицам; «желтые» стремятся тайно проникнуть в чужие «дома», чтобы спариться там с самками.

Предыдущие исследования Синерво и его сотрудников продемонстрировали, что стратегии сменяются, как в калейдоскопе: «оранжевые», «синие» и «желтые» поочередно терпят поражение и, временно преобладая над остальными, никогда не обеспечивают себе доминирования в популяции в целом. В новом исследовании биологи проанализировали генетическую основу совместного поведения «синих» мужчин.

Кроме гена, кодирующего цвет горлышка, они вычленили по крайней мере три других генетических фактора, которые определяют компоненты «эффекта зеленой бороды».

По скромной оценке самого Синерво, удалось «получить первое всестороннее генетическое свидетельство существования «зеленой бороды» у позвоночных животных». В отличие от Гамильтона и самых современных представлений об альтруизме группа Синерво полагает, что не один ген, а многие участки генома объединяют свое воздействие, чтобы создать условия для поведения «зеленобородых».

Исследование стало кульминацией двух десятилетий лабораторных и полевых работ лаборатории Барри Синерво. За это время ученые отследили 18 поколений ящериц и нанесли на карту местоположения генов, которые координируют репродуктивное поведение и цвет горла, а также «генетическую самоидентификацию» (self-recognition) – способность опознать других с таким же генным комплексом. С помощью генетических тестов биологи определили отцовство всех ящериц в каждом поколении и, как следствие, смогли идентифицировать «пригодность» каждого самца в категориях численности порожденного им потомства.

«Пригодность» альтруистически настроенных «синих» самцов стремится к нулю в отличие от довольно высокой цифры, характеризующей «пригодность» его партнера. Однако в те годы, когда число «оранжевых» мужчин невелико, показатели обоих «синих» партнеров выравниваются, при том, как подчеркивает Синерво, что они не находятся даже в самом отдаленном родстве друг с другом. То есть поведение «синих» колеблется между альтруизмом и мутуализмом – форма симбиоза, выгодная для обоих симбионтов – в зависимости от того, в какой фазе калейдоскопа существует сейчас популяция. В годы владычества «оранжевых» часть «синих» самцов становится буфером, защищая партнера от притязаний чужаков; в «хорошие» годы партнерство становится взаимовыгодным.

Так или иначе, но в целом «зеленобородые» продолжают свое существование.

«Периоды мутуализма обеспечивают долгосрочную стабильность взаимоотношений и выживание генов в неблагоприятные времена», – поясняет соавтор статьи аспирант Алексис Чэйн. «Ящерицы оказались в безвыходном положении, – добавляет Синерво. – Они не могут отказаться от партнерства, поскольку от него зависит успех «синей стратегии». Эволюция создала их такими, что они не могут «подставить» или бросить товарища».

По словам Синерво, до сих пор эффект «зеленой бороды» у позвоночных не наблюдался – все прочие примеры обнаруживали ранее у беспозвоночных, например муравьев, и в низших таксонах вроде слизистых грибов миксомицетов. Кроме того, прежде у ученых не получалось полностью исключить влияние родственного отбора.

Интересно, что не все «синие» самцы обладают полным набором генов, требующихся для истинного альтруизма.

Такие одиночки не строят товарищеских отношений с другими «синими». Их коэффициент «пригодности» выше, чем у альтруистов, но ниже, чем у защищенных напарников альтруистов. В годы, когда «синие» партнерства становятся взаимовыгодными, «пригодность» одиноких самцов сразу же падает и уступает «пригодности» обоих партнеров.

Существование одиночек означает, что генетическая самоидентификация включает в себя нечто большее, чем опознание другого «синего» и вступление с ним в деловые контакты. «Определенный набор генов приводит в движение целую социальную систему», – подытоживает Синерво.