Ми, люди, не унікальні в нашому бажанні допомагати одне одному. Кажани годують своїх хворих сусідів, мурахи-камікадзе захищають мурашник ціною власного життя і навіть амеби жертвують собою заради нового покоління. Як альтруїзм став важливою еволюційною стратегією? Чим ризикував перший у світі альтруїст? В яких умовах невигідно бути командним гравцем, а в яких співпраця — єдиний виграшний вид взаємодії?
Я = два рідні брати = вісім двоюрідних
Відомий гострим слівцем англійський біолог Джон Голдейн якось зауважив, що готовий віддати життя за двох рідних братів або вісьмох двоюрідних. Голдейн дивовижно дотепною і короткою фразою зумів передати логіку такого складного процесу, як допомога. То що він мав на увазі?
З еволюційного погляду найважливіше для організму — вижити й передати власні гени наступному поколінню. Максимально схожі гени — у рідних братів і сестер. З ними в людини близько 50% спільних генів. Два брати (чи дві сестри) мають практично всі ті самі гени, що і я. З двоюрідними — трохи менше спільних генів, приблизно 12,5%. Тому, щоб зберегти всю свою генетичну інформацію, потрібно вже вісім двоюрідних братів та сестер. Тобто двоє рідних братів чи вісім двоюрідних — і твої гени майже на 100% збережуться в популяції1.
Але чому, навіть не знаючи основ генетики, тварини й люди допомагають одне одному? Як ми розуміємо, хто наша рідня? Чому ми допомагаємо навіть чужим? І звідки ростуть ноги в такої допомоги?
Що таке альтруїзм
Ми звикли вважати альтруїзм свідомою пожертвою певної частини благ на користь іншого. Коли ми говоримо про альтруїзм в біології, це не завжди свідомий вчинок, оскільки він виникає навіть серед організмів, які не здатні до свідомого мислення (комах та одноклітинних). Тут альтруїзм — це поведінка, яка приносить користь іншим організмам ціною витрати власних ресурсів, що, ймовірно, зменшує репродуктивну здатність самого організму. Поводячись альтруїстично, організм зменшує кількість нащадків, яких залишить сам, і збільшує кількість нащадків інших особин2.
Така стратегія може здаватися нелогічною, і вона справді довго не давала спокою еволюційним біологам. Але якщо розглядати альтруїзм через призму того, що споріднені особини мають схожі гени, допомога родичам стає цілком зваженим та вигідним вчинком. Теорію родинного відбору вперше сформулював Вільям Гамільтон. Він помітив закономірність: тварини частіше поводяться альтруїстично зі своїми родичами, ніж із неспорідненими особинами. І з часом ця теорія знаходила дедалі більше підтверджень2.
Родинний альтруїзм і мурахи-камікадзе
Найяскравішим прикладом родинного альтруїзму можуть бути еусоціальні тварини. Мурахи, бджоли, терміти та навіть два види гризунів (голий та дамарський землекопи). Усі ці тварини жертвують своєю здатністю розмножуватись і передавати свої гени та все життя обслуговують колонію і створюють якнайкращі умови для розмноження королеви. Найбільш екстремальні випадки такого альтруїзму — самопожертва. Так, група видів мурах Colobopsis cylindrica не просто жертвує можливістю розмножуватись, а й власним життям. Тіла таких мурах-камікадзе містять залози з небезпечною речовиною, і в разі сутички з ворогом вони стискають м’язи так сильно, що шкіра розривається. Отруйна речовина розбризкується, і ворог гине чи отримує дуже серйозні травми4,12.
Інші види мурах вночі ззовні «замуровують» вхід до мурашника. Так колонія може спокійно переночувати в безпеці. Але тим самим ці захисники прирікають себе на невідворотну смерть від холоду. Також деякі мурахи все життя служать живими резервуарами поживних речовин. Вони висять, прикріплені до верхівки одного з приміщень гнізда, та зберігають у своєму тілі рідку їжу, яку відригують у випадку дефіциту харчів5,13.
Джерело: https://sdzwildlifeexplorers.org/animals/honeypot-ant
Альтруїстичні дії в багатьох видів справді можуть бути більшою мірою спрямовані саме на родичів. Різні види птахів більш охоче допомагають доглядати за потомством саме родичам, а японські макаки ризикуючи власним життям, попереджають про небезпеку близьких родичів.
Нестандарт, або Коли сім'я – це не тільки «мама, батько, я» – блог Наталії Атамась
Отже, тварини допомагають одне одному, послуговуючись законом із «Книги джунглів» — «ми з тобою однієї крові». І такий закон справедливий навіть для видів, що не можуть розпізнавати родичів (наприклад, за запахом). Вони проявляють альтруїзм до тих, хто перебуває в безпосередній близькості (адже той, хто близько, ймовірно, є ріднею). Проте цим можуть користуватись інші тварини. Так, зозулі підкидають свої яйця в чужі гнізда, користуючись невмінням птахів розпізнавати своїх та чужих пташенят, і власники гнізда просто доглядають за всіма2.
Взаємовигода і милосердні вампіри
Родинні зв’язки — не єдиний фактор, що штовхає тварин до допомоги. Іноді така поведінка може бути взаємовигідною: сьогодні я допоможу тобі, а коли в мене трапиться біда — допоможеш ти. Це сприяє виживанню більшої кількості тварин у групі. А що більша група, то легше діставати їжу, захищати територію, давати відсіч хижакам. Як то кажуть, гуртом легше й батька бити.
Таку поведінку ми знаємо в мавп. Шимпанзе та інші примати допомагають одне одному позбуватись шкідників у хутрі. Вони витягують паразитів із шерсті одне одного, і часто це відбувається у відповідь на таку ж допомогу. І що більше ти допомагаєш мені, то більше я допомагатиму тобі. У приматів поведінка досить складна, і часто взаємодопомога залежить і від ієрархії, і від різних стосунків між членами групи, проте принцип той самий: взаємодопомога — це вигідно6,7.
Кажани, що живуть колоніями у Центральній та Південній Америці, харчуються кров’ю інших тварин. Полювання цих маленьких хижаків може бути небезпечним, і жертва може відбити напад кажана. Коли трапляється кілька невдалих ночей, кажан-невдаха може померти з голоду. Тут і приходять на допомогу товариші, що можуть поділитись обідом і відригнути випиту кров. У групі вони добре знайомі один із одним, і що більше один кажан допомагає іншому, то добрішими будуть його товариші до нього, коли бідолаха залишиться без їжі3.
Одноклітинний альтруїзм
Дивовижно, але приклади альтруїстичної поведінки демонструють не лише види зі складною нервовою системою чи розвинутою соціальною структурою. Навіть одноклітинні здатні проявляти альтруїзм і самопожертву заради групи.
Цікавим прикладом можуть бути амеби Dictyostelium discoideum. Це мікроскопічні одноклітинні організми, що повільно рухаються у ґрунті в пошуках їжі. У звичайний день вони б нічим нас не зацікавили, але коли їжі не вистачає, амеби починають поводитися дуже незвично. Спочатку вони ідентифікують, чи є поблизу інші амеби. Якщо товаришів достатньо багато, вони починають збиратись докупи, як павер-рейнджери, й рухаються як єдиний організм. Така трансформація допомагає амебам ефективно дістатись місця, де більше світла й тепла, адже в одній такій мегаамебі можуть бути десятки тисяч звичайних. А далі відбувається щось геть дивне. Коли мегаамеба знайшла своє тепле і затишне місце, 20% амеб жертвують собою: вони гинуть, щоб перетворитись на тверду ніжку. По цій ніжці інші амеби можуть піднятись, утворити спори, і вітер перенесе їхніх нащадків у краще місце5. А якщо колонія утворилась шляхом поділу від однієї амеби і генетично однакова, вони набагато охочіше співпрацюють. Проте якщо колонія складається з генетично різних амеб, одні з них можуть обманювати більш альтруїстичних товаришів і намагатись утворити більше спор при меншому вкладі самопожертви14.
Джерело: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45043878
Як виник альтруїзм?
Ми не знаємо, коли, хто і за яких обставин здійснив перший альтруїстичний вчинок. Ймовірно, це була якась спонтанна мутація, і з’явився умовний «ген альтруїзму».
Уявіть, що цей ген з’явився у вас. Ви живете в напрочуд неприязному і ворожому світі, де кожен всіма чесними й нечесними шляхами намагається вижити й передати свої гени. А вам хочеться допомогти комусь, поділитися своїми ресурсами. Чи вигідне у вас становище? Абсолютно ні. Егоїстичні організми навколо користуються і своїми ресурсами, й вашими, а натомість нічого не віддають. Логічно припустити, що в умовах жорсткої конкуренції у вас значно нижчі шанси отримати потомство, і ваш «альтруїстичний ген» зникне разом із вами.
Однак якщо вам таки вдалось отримати потомство і замість того, щоб відпустити нащадків у вільне плавання, як це роблять інші, ви ще деякий час дбаєте про них. Ви ділитесь із ними їжею і захищаєте від хижаків. У ваших нащадків тепер значно вищі шанси вижити й передати наступному поколінню ваш ген альтруїзму. Якщо ваш альтруїзм поширюється не на всіх навколо, а на носіїв ваших генів або на тих організмів, які відповідають такими ж добрими вчинками на ваші, ваша група альтруїстів стає сильнішою, ніж організми, які працюють поодинці. Тоді вже егоїсти опиняються в невигідному становищі. У такому разі природний добір цілком можливо сприятиме поширенню альтруїстичних генів2,8.
А краще зрозуміти, які передумови для виникнення альтруїзму і співпраці, допомагає теорія ігор.
Теорія ігор
Теорія ігор — це галузь прикладної математики, яка досліджує причини й стратегії ухвалення рішень гравцями в різних ситуаціях. Особливо цікаво, як це відбувається у взаємозалежних ситуаціях, коли вибір одного гравця впливає на вибір іншого. Ця залежність змушує обох гравців прогнозувати й враховувати стратегію іншого, щоб досягти найбільш вигідного результату9,10.
Класичним прикладом задач, які розв’язує теорія ігор є «дилема в’язня». Тут над двома гравцями нависає загроза потрапити до в’язниці. Вони не можуть комунікувати і повинні або зберігати мовчання, або звинуватити іншого гравця. Якщо обидва зберігатимуть мовчання, кожен отримає термін у три роки. Якщо обидва звинуватять одне одного, обидва отримають по п’ять років за ґратами. Але якщо один зберігатиме мовчання, а інший свідчитиме проти нього, той, хто зберігав мовчання, сидітиме 10 років, а іншого відпустять. Яка стратегія в такому випадку буде найбільш безпечною? А яка найбільш вигідною? А якщо гравцям можна буде спілкуватись? Такі питання і вирішує теорія ігор11. Цікаве відео про це можна глянути тут.
Теорія ігор — важливе дослідження не лише для математиків та економістів. Вона дозволяє краще зрозуміти механізми хиткого балансу альтруїзму та конкуренції в біології. Коли гравці грають у спрощені математичні ігри й вирішують, де варто співпрацювати, а де можна схитрувати, дослідники можуть побачити, які умови оптимальні для виникнення співпраці, а які провокують стратегії, де кожен гравець сам за себе.
Так, ми вже побачили, що потужним стимулом до співпраці є родинний зв’язок, а також можливість отримати взаємовигоду та вигоду для всієї групи. А ще, згідно з теорією ігор, умови «відкритої гри» теж досить сприятливі для альтруїстичної поведінки.
Відкрита гра передбачає, що учасники можуть бачити, з ким вони грають, мають доступ до історії попередніх ходів іншого гравця, і є повторні раунди між тими самими гравцями. У повторних раундах є можливість «помститися» нечесному гравцю. Інститут репутації тут грає на користь тим, хто співпрацює, і може звести нанівець всю вигоду для гравців, що шахраювали.
Менше сприяє альтруїстичним діям гра, в якій учасники анонімні й раунд проходить кожного разу з новим гравцем. Тут вже не діє інститут репутації, немає можливості ні віддячити, ні продовжити співпрацю в майбутніх раундах. Саме тому у видів з погано організованими соціальними групами альтруїзм виникає значно рідше. Креветки не допомагають одна одній, вони можуть і не зустрітись завтра, а якщо й зустрінуться, то навряд чи згадають.
Проте якщо додати до абсолютно анонімної гри всього одну умову, шанси на виникнення співпраці різко зростають. Якщо після раунду гравці можуть побачити результати одне одного, і обдурений гравець може «покарати» шахрая, знизивши його виграш, альтруїстична стратегія знову поширюватиметься8.
Отже, співпраця й альтруїзм, хоч і видаються, на перший погляд, невигідною стратегією із високим ризиком бути обманутим, але вони виникають у багатьох видів і в абсолютно різних умовах. Альтруїзм — чудовий інструмент еволюції, давайте ж користуватись ним частіше.
