Схильність до альтруїзму сильніше у тих, кому нема чого втрачати

Британські вчені встановили, що оси Liostenogaster flavolineata, провідні громадський спосіб життя, тим охочіше допомагають родичок в вигодовуванні потомства, чим нижче їх шанси зайняти місце «цариці» і привести на світ своїх власних дітей. Високорангові оси-помічниці, які з великою ймовірністю скоро самі стануть матерями, вважають за краще берегти себе і ухиляються від суспільно-корисних робіт.

Походження альтруїстичної поведінки - одна з найбільш інтригуючих загадок еволюційної біології. Прямолінійна трактування принципів природного відбору і боротьби за існування призводить до висновку, що кожна жива істота має дбати лише про те, щоб вижити самому і привести на світ якомога більше життєздатного потомства, а аж ніяк не допомагати комусь іншому на шкоду своїм особистим інтересам. Однак в природі альтруїзм досить широко поширений, і при уважному розгляді майже завжди виявляється, що безкорислива допомога ближньому в кінцевому рахунку вигідна допомагає.

Саме загальне еволюційне пояснення альтруїзму дає теорія родинного відбору (kin selection). Допомагаючи вижити близькому родичу, тварина тим самим сприяє збереженню і поширенню своїх власних генів в наступних поколіннях. У більшості тварин рідні сестри і брати мають по 50% загальних генів - стільки ж, скільки батьки і їхні діти. Тому, наприклад, пожертвувати власним життям заради порятунку однієї сестри або брата - невигідно, а заради трьох - уже вигідно, і спадкова схильність до такого самопожертви буде підтримуватися відбором.

Теорія родинного відбору відмінно пояснює, чому з усіх комах альтруїстичне поводження (що стало основою суспільного способу життя) найбільш широко поширене серед перетинчастокрилих (бджоли, оси, мурахи). Справа в тому, що в цьому загоні подвійний (диплоїдний) набір хромосом мають тільки самки, а у самців набір хромосом одинарний (гаплоїдний). Через це виникає парадоксальна ситуація: самкам перетинчастокрилих вигідніше дбати про сестер, ніж про власних дітей, оскільки з сестрами вони ділять 75% загальних генів, а з рідними дітьми - лише 50%.

Тому у багатьох перетинчастокрилих переважна більшість самок відмовляється від участі в розмноженні і присвячує себе турботам про чуже потомство. У таких високосоціальних комах, як мурахи або бджоли, ці «помічники» (робочі особини) в принципі не здатні до розмноження, і тому проблеми вибору між особистими і суспільними інтересами для них просто не існує. Інша річ - ті види, у яких еволюція шляхом соціалізації та «підпорядкування особистого суспільному» ще не зайшла настільки далеко. У цих видів самка, сьогодні клопоче над чужими дітьми, завтра цілком може обзавестися своїми власними. Саме так йде справа у багатьох ос, в тому числі у оси Liostenogaster flavolineata, поведінки якої присвячено окрему статтю Джеремі Філда і його колег з Університетського коледжу в Лондоні, опублікована в останньому номері Nature.

Ці оси живуть сім`ями, що включають від 1 до 10 дорослих самок, з яких тільки одна - найстаріша - відкладає яйця, а інші дбають про личинках. Генетичний аналіз, проведений дослідниками, показав, що всі оси в гнізді є родичками, однак ступінь споріднення «цариці» і її помічниць сильно варіює. Переважають рідні сестри, але є і кузини, і більш віддалена рідня. Коли цариця гине, її місце займає наступна за старшинством оса. Зовні помічниці нічим не відрізняються від цариці, проте життя вони ведуть набагато більш важку і небезпечну: якщо цариця майже не залишає гнізда, то помічницям доводиться весь час літати за кормом для личинок, зношуючи крильця і ​​ризикуючи потрапити на очі хижакові. Не дивно, що з переходом помічниці в ранг цариці очікувана тривалість її життя різко збільшується.

Проблема, яку спробували вирішити дослідники, полягає в тому, що і у цього виду, і у багатьох інших оси-помічниці дуже сильно розрізняються за ступенем «трудового ентузіазму». Якщо одні, не шкодуючи себе, проводять в пошуках їжі до 90% часу, то інші вважають за краще відсиджуватися в безпечному гнізді і вилітають за кормом на порядок рідше. Подібні відмінності важко пояснити з позицій теорії родинного відбору, оскільки, як показали проведені генетичні тести, ступінь трудового ентузіазму помічниць анітрохи не корелює зі ступенем їх спорідненості з царицею і личинками, про яких вони піклуються.

Вчені припустили, що кожна помічниця, можливо, суворо дозує свій альтруїзм в залежності від того, наскільки великі її шанси стати царицею і залишити власне потомство. Якщо ці шанси туманні і хиткі (як у нізкорангових молодих ос, останніх в «черзі» на царський престол), доцільно працювати активніше, щоб хоч через чужих дітей передати свої гени в наступні покоління. Якщо ж помічниця має високий ранг (визначається виключно віком - найстарша з помічниць після смерті цариці займає її місце в 90% випадків), їй вигідніше поберегти себе і поменше ризикувати. Крім того, ентузіазм помічниць може залежати і від розміру сім`ї. Чим більше сім`я, тим більше потомства вона зможе вигодувати, тому бути царицею у великій родині набагато вигідніше, ніж в маленькій. У великій родині помічниці вигідно утриматися від трудових рекордів (надірвешся - багато втратиш), в маленькій - можна і напружитися, а якщо не доживеш до коронації - невелика втрата.

Для початку дослідники оцінили величину «трудового ентузіазму» (вимірювану як відсоток часу, проведеного поза гніздом) у ос різного рангу і в сім`ях різного розміру. З`ясувалося, що, в повній відповідності з очікуваннями, в маленьких сім`ях помічниці працюють інтенсивніше, ніж у великих, а високорангові старі помічниці працюють менше, ніж молоді.

Потім були проведені експерименти, що дозволили вичленувати вплив окремих факторів. У першій серії експериментів з однієї сім`ї видаляли осу, що займає друге місце в ієрархії (тобто першу по старшинству після цариці), а з іншого, такий же за розмірами сім`ї - видаляли нізкорангових молоду осу. Після цього стежили за поведінкою оси, до початку експерименту займала в ієрархії третє місце. У першому гнізді ця оса після видалення старшої помічниці підвищила свій ранг, перемістившись з третього місця на друге, у другому - залишилася на третьому місці. Розмір обох сімей залишився однаковим. З`ясувалося, що в першому випадку оса починає працювати приблизно вдвічі менше, а саме стільки ж, скільки в контрольних (незайманих) гніздах зазвичай працюють оси «другого рангу». Попутно було встановлено, що ключову роль відіграє саме ранг, а не абсолютний вік оси, тому що в контрольних гніздах середній вік оси номер два становив 116 днів, а в експериментальних, де оси номер три були штучно переведені на друге місце, їх середній вік був дорівнює всього лише 55 дням.

У другому випадку, коли з гнізда вилучалася нізкорангових помічниця, оса номер три продовжувала працювати стільки ж, скільки і раніше.

Друга серія експериментів показала, що різке скорочення розмірів групи призводить до підвищення трудової активності помічниць навіть в тому випадку, якщо не змінюється ні їх ранг, ні число личинок, що припадають на одну помічницю. Дослідники в даному випадку просто вилучали з гнізд всіх ос, крім цариці і старшої помічниці, а також частина приплоду, що відповідає частці вилучених помічниць. Частина, що залишилася в гнізді помічниця починала працювати активніше незважаючи на те, що її шанси на «престолонаслідування» анітрохи не погіршилися, а число личинок, які перебувають під її опікою, начебто не збільшилася ... (Хоча тут, як мені видається, експеримент вийшов не зовсім чистий. Адже старша помічниця, як відомо, сама лінива, тобто в незайманому гнізді вона забезпечує кормом менше личинок, ніж будь-яка з молодших помічниць. А експериментатори, вилучаючи «зайвих» личинок, як ніби забули про це, і залишали їй рівну частку. якби вона п одолжается працювати з тією ж інтенсивністю, що і раніше, частина личинок загинула б з голоду.)

Проте отримані результати показують, що величина «альтруїстичного зусилля» у ос дійсно регулюється в залежності від шансів даної оси на власний репродуктивний успіх. Альтруїзм у цих комах, таким чином, є в дійсності не більше ніж «розумним егоїзмом», і поява такої поведінки в ході еволюції нітрохи не суперечить класичній еволюційної теорії.


Jeremy Field, Adam Cronin, Catherine Bridge
Future fitness and helping in social queues

Поділися в соціальних мережах: