Царство игры. Зачем осьминоги играют в мяч, обезьяны приземляются на брюхо, а слоны катаются по грязи и что это говорит нам о жизни - Дэвид Туми

другими, представленными у них в достаточной мере. Осьминоги обладают поведенческой гибкостью и широким поведенческим репертуаром – и то и другое ожидаемо для животных, ищущих разнообразные источники пищи в переменчивой, опасной среде. Дженнифер Мэзер отмечает, что всякое существо, “добывающее пищу в сложной среде, где приходится иметь дело со многими видами добычи и хищников”, должно обзавестись широким спектром охотничьих и оборонительных стратегий[233]. Неудивительно, что у осьминогов особенно развиты способности к предметной игре.

Выявив игру там, где гипотеза ее не предсказывала, мы обязаны пересмотреть условия: разделить их, сравнить по весомости, при необходимости подстроить регуляторы и снова проверить гипотезу.

Как оценить путь, по которому эволюционировала игра животногопосле ее появления? Безусловно, это еще сложнее, однако поворотные моменты в Бургхардтовой теории избытка ресурсов могут дать точку отсчета. Когда именно появляются эти моменты, будет зависеть от определенных признаков. Например, вторичный игровой процесс у предка капуцинов мог возникнуть благодаря развитию достаточно сложной системы нейронных связей. Определите момент, когда у предка капуцинов появились развитые нейронные связи, и вы, возможно, установите поворотный момент в эволюционной истории его игры.

Гены и мастер-гены

В “Происхождении видов…” Дарвин признавал, что некоторые аспекты его теории представляют “затруднения”, и одно из них – неясность механизма, посредством которого действует естественный отбор. Дарвин так и не узнает, что в 1865-м, шесть лет спустя после публикации “Происхождения видов…”, моравский монах Грегор Мендель установил этот механизм, продемонстрировав передачу признаков от родителей потомству через дискретные единицы наследственности, которые позже назовутгенами. В XX веке эволюционные биологи узнали, что гены – это определенная последовательность нуклеотидов, составляющая часть хромосомы. Ученые также подтвердили догадку Менделя, что гены узко специализированы. Так, при развитии глаза один ген дает информацию для образования светочувствительного пигмента, другой – для образования хрусталика и так далее. Эволюционные биологи издавна полагают, что глаза, будучи продуктом естественного отбора, многим обязаны случаю, так как сборка генов, необходимых для построения глаз, по большей части представляет собой случайный процесс проб и ошибок, растянутый во времени. Но, если продолжить воздавать по заслугам, окажется, что этим генам тоже могло что-то помогать.

В 1970-е молекулярная генетика – то есть изучение наследственности и изменчивости на молекулярном уровне – вступила в тесное взаимодействие с эмбриологией – исследованием эмбрионов и их развития. Результатом стала научная дисциплина под названием “эволюционная биология развития”, а в просторечииevo-devo (от англ. evolution и development). Она изучает, как развитие эмбриона контролируется на молекулярном уровне, как развитие отдельной особи связано с ее эволюционной историей и как процессы развития эволюционируют сами.

Исследователи уже узнали две неожиданные вещи. Во-первых, не все гены специалисты. Некоторые – так называемыемастер-гены – генералисты, администраторы высшего уровня, которые запускают активацию обычных генов и координируют их функции. Во-вторых, мастер-гены очень консервативны: пока какой-то признак эволюционировал на протяжении сотен миллионов лет, мастер-гены, контролирующие обычные гены, ответственные за этот признак, оставались неизменными.

Мастер-генами объясняются некоторые примеры конвергентной эволюции. Общий предок осьминогов и человека был либо совершенно слеп, либо обладал маленькими светочувствительными пятнами на коже. Дарвиновская эволюция, столкнувшись с одним и тем же вызовом – как на расстоянии заметить хищника или добычу, – не один раз пришла к тому же самому ответу. И глаз осьминога, и наш глаз оборудованы регулируемым хрусталиком, фокусирующим изображение на сетчатке. Это оказалось столь полезным адаптивным преимуществом, что естественный отбор отобрал его дважды.

В 2014 году японские ученые из Нагахамского университета биологических наук и технологии обнаружили, что сходство глаз у разных видов животных объясняется общим мастер-геном. Свыше 500 миллионов лет назад генPAX6 организовал формирование пятна из светочувствительных клеток у одного обитателя кембрийских морей[234]. За прошедшее с тех пор время PAX6 не изменился, но круг его обязанностей стал намного шире и разнообразнее. Теперь он управляет развитием глаз любого типа – человеческих и осьминожьих, фасеточных глаз муравьев-листорезов и зорких глаз краснохвостого сарыча.

Роль генов в эволюции игры

Гены определяют физические признаки – например, устройство глаз. Игра, однако, не физический признак, а поведение. Хотя гены не могут определять поведение напрямую, они могут определять признак или набор признаков, которые делают такое поведение возможным: в случае игры это, видимо, определенные конфигурации нейронных сетей. Если игра появлялась в ходе эволюции животных неоднократно, то, возможно, всякий раз это было обусловлено новыми мутациями или новыми рядовыми генами. Но возможно, что разные случаи были обусловлены активацией одних и тех же мастер-генов, засевших в засаде на нескольких эволюционных путях. Когда у животного складывались условия, при которых возможна игра, эти мастер-гены запускались. Они активировали гены рангом ниже, а те, в свою очередь, запускали рядовые гены, часть из которых сформировала у животного физические признаки, дающие ему возможность играть – например, те самые нейронные сети.

В настоящее время эволюционные биологи не знают, действительно ли игру инициировал какой-то мастер-ген. Неизвестно также, где и когда зародилась игра. Нет ни карты, ни кладограммы, изображающей эволюцию игры всех животных. Но известно, что история игры уходит в прошлое на сотни миллионов лет и что ее корни – гипотетический набор мастер-генов – могут быть еще древнее. Игра пережила формирование и дрейф континентов, три оледенения и два массовых вымирания. Поэтому ученые – как и мы – могут быть полностью уверены в одном аспекте игры: каковы бы ни были ее адаптивные преимущества, они стоят затрат. Природа относится к игре серьезно.

В этой главе мы показали, как естественный отбор влияет на игру. В следующей рассмотрим, как игра влияет на естественный отбор.

Глава 9

Изобретательные гориллы: удивительная роль игры в естественном отборе

Хотя многие животные, включая крыс и дегу, в ходе игровой борьбы всегда атакуют и защищают одни и те же части тела, гориллы ищут альтернативу. Обычно они целятся в плечо, но временами предпочитают ухватить ртом или слегка прикусить ногу партнера. Пеллисы обнаружили, что некоторые заходят и дальше: “После нескольких атак на плечо один детеныш ухватил руками другого за промежность. Испуганная реакция с мощным подскоком указывала на то, что второе животное изумилось так же, как и мы!”[235]

Другие приматы тоже вносят в свои игры новшества, и их оригинальность способна застать исследователей врасплох. Когда Милада Петру и ее коллеги изучали игровые паттерны у пяти видов обезьян, они наблюдали, как животные изо дня в день играют в одну и ту же игру. Это было настолько рутинно, что исследователей особо не удивляло, как очередная зеленая мартышка кувыркается