Коллектив авторов - Эволюция. От Дарвина до современных теорий [litres]

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.