Гены, эгоизм и сила сотрудничества: Эволюция как командная игра - Джонатан Силвертаун

в природе? Начнут ли когда-нибудь их использовать для борьбы с болезнями и вредителями на постоянной основе? Теперь все это зависит от согласования мер безопасности и режима регулирования[399].

Заключение

Сотрудничество: рог изобилия

Без сотрудничества не было бы жизни. Не просто «жизни в том виде, в каком мы ее знаем», а вообще никакой. Причина проста: суть жизни заключается в способности к самовоспроизведению, а значит, и к эволюции. Простейшая сущность, наделенная такой способностью, – самореплицирующаяся молекула. Для ее репликации нужны две копии: одна служит матрицей, а вторая – катализатором процесса. Хоть молекулы и идентичны, роли у них разные: матрица и катализатор. Выходит, даже в этом простейшем из возможных миров неизбежно возникает разделение труда между взаимодействующими единицами. И для первых самовоспроизводящихся молекул, и для всех видов кооператоров с момента зарождения жизни первое фундаментальное условие появления и развития сотрудничества состоит в том, что его выгоды должны перевешивать затраты. Частый путь к такой выгодной кооперации – разделение труда.

Но как в необитаемом безжизненном мире две копии редкой молекулы могут сблизиться и начать сотрудничать? Для этого нужно некое вместилище – скажем, липидная капля, образующая добиотическую клетку. В целом такие вместилища способствуют появлению кооперации, ведь они собирают будущих кооператоров вместе, давая им возможность помогать друг другу. Но у вместилищ есть и другое преимущество: они позволяют контролировать мошенников. Мошенники в проигрыше – либо они изгнаны, либо изолированы в одном вместилище с себе подобными (карманники на съезде карманников, помните?). Контроль над мошенниками – второе фундаментальное условие эволюции сотрудничества. Как и разделение труда, в той или иной форме оно прослеживается с зари жизни до наших дней (см. табл. 2).

Значительная часть истории сотрудничества, изложенной в этой книге, посвящена тому, как два фундаментальных условия кооперации – выгода и контроль над мошенниками – раз за разом проявлялись на протяжении 4 миллиардов лет эволюции. Это постоянство в геологических масштабах времени – пример униформистского принципа, провозвестником которого стал шотландский геолог XVIII века Джеймс Хаттон (1726–1797). Изучая горные породы родной страны, Хаттон установил, что все явления, видимые в летописи прошлого, можно объяснить процессами, наблюдаемыми в настоящем. В эпоху Просвещения униформистский принцип избавил разум от пут религии. Отпала нужда верить в навсегда ушедший «век чудес», когда однократный, неповторимый акт творения создал Землю и всех ее обитателей. Не будь того расцвета науки, который принесло с собой Просвещение, мы и по сей день не знали бы ровным счетом ничего об эволюционной истории сотрудничества.

Табл. 2. Большие эволюционные переходы, рассматриваемые в этой книге. Даты указаны в миллионах лет назад

Эволюция – процесс постепенный, или, как говорил ботаник XVIII века Карл Линней (1707–1778), «natura non facit saltus» – «природа не делает скачков». Градуализм (постепенность) и униформизм – краеугольные камни, на которых были основаны аргументы Дарвина в «Происхождении видов», и все же в истории жизни на Земле были этапы как постепенного, так и скачкообразного развития. Само зарождение жизни, возникновение эукариот, сложная многоклеточность и все прочие обсуждавшиеся нами большие эволюционные переходы – это ступенчатые изменения, в ходе которых природа совершала поистине гигантские скачки. Ключ к разгадке этого кажущегося противоречия в том, как при больших переходах формируются, а затем трансформируются команды сотрудничающих друг с другом игроков.

Команды – это группы кооператоров, спаянные выгодами от эффекта численности и разделения труда. Сформировавшись, команда может преобразоваться в новый тип организмов, если воспроизводство ее членов начнет зависеть от воспроизводства команды как целого. Так возникли клетки, эукариоты и многоклеточные организмы – результаты отдельных БЭП. Такие БЭП, рожденные кооперацией, объясняют три фундаментальные особенности биологической организации: иерархичность, сложность и эмерджентность.

Иерархию можно представить как семейство вложенных друг в друга матрешек: каждый уровень – отдельная фигурка. Если мы разберем матрешку, представляющую типичный эукариотический организм, и выстроим в ряд фигурки, самой крохотной окажется рибосома – наследие мира РНК. За ней последует бактериальная клетка – представительница своих древнейших родственников и одновременно прародительница митохондрий. Затем идет эукариотическая клетка, которая содержит бактерию. Четвертая фигурка – многоклеточная особь, а пятая – эусоциальная колония наподобие муравейника или пчелиной семьи.

Закрылась ли фабрика матрешек или эволюция по-прежнему порождает новые большие переходы? Высказывалось мнение, что само происхождение нашего вида – отдельный БЭП. Если помните, в главе 8 я доказывал, что если считать критерием БЭП возникновение нового типа организмов, то ответ на этот вопрос должен быть отрицательным. Но, возможно, новый БЭП формируется сейчас у некоторых муравьев: это суперколония[400]. У обычных муравейников имеются территориальные границы, и муравьи атакуют чужаков из других колоний. У суперколонии нет границ: она образует новые колонии, а их жители свободно перемещаются между поселениями. В отличие от членов обычных колоний – близкородственных особей, – муравьи в суперколониях могут вовсе не состоять в родстве, но при этом сотрудничать, перенося расплод и ресурсы между колониями по мере надобности. Они все так же эусоциальны, абсолютное большинство – бесплодные рабочие особи, но в суперколониях, включающих множество неродственных маток, дополнительно существует и коммунальное размножение[401].

Если говорить об освоении новых территорий, то некоторые виды муравьев, образующих суперколонии, оказались чрезвычайно успешными захватчиками. Особенно преуспел аргентинский муравей, расселившийся на шести континентах и множестве океанических островов. Когда в ходе лабораторных экспериментов сводят вместе аргентинских муравьев из популяций, разделенных целым столетием, они все равно воспринимают друг друга как соплеменников. Это доказывает, что всемирное нашествие аргентинского муравья на самом деле расселение единой гигантской суперколонии охватившей шесть континентов[402]. Средиземноморский фрагмент этой суперколонии протянулся на 4000 км через Испанию, Португалию, Францию и Италию (см. рис. 22). Можно ли считать суперколонию новым типом организма, размножающегося как единое целое, и, следовательно, квалифицировать появление такого организма как Большой эволюционный переход? Не исключено, что да. В этом случае трансформация суперколонии, вероятно, произошла благодаря коммунальному размножению, которое развилось в дополнение к родственному отбору и эусоциальности. Вам кажется, что это слишком сложно? Так оно и есть!

Рис. 22. Карта единой суперколонии аргентинских муравьев в Южной Европе

Сложность на протяжении эволюционной истории нарастает, но из-за наследия додарвиновской эпохи эта тема долго оставалась у биологов предметом споров[403]. Биологи той эпохи представляли природу как лестницу: на нижней ступени пресловутой «Великой цепи бытия» копошатся жалкие черви, а люди занимают место почти на вершине, чуть ниже ангелов. Французский естествоиспытатель Жан-Батист Ламарк (1744–1829), как и его современник Эразм Дарвин, был эволюционистом, но полагал, что Великая цепь бытия – результат тяги к прогрессу, внутренне присущей эволюции. Для Чарлза Дарвина в этом не было ни малейшего смысла, о чем свидетельствует фраза из его записной книжки: «Нет ни высших, ни низших»[404].

Дарвиновская революция заменила «лестницу существ» на «древо жизни», разветвляющееся от единого корня. Иллюзия прогресса порождена тем, что эволюция привела к накоплению сложности. Но то, что мы наблюдаем в эволюционной летописи, – не прогресс, а нарастание сложности организмов в результате череды БЭП. Эукариотическая клетка, объединившаяся с митохондриями, устроена сложнее прокариотической, которая этого не сделала. Все как у матрешек: набор из двух фигурок сложнее одной-единственной фигурки. Более сложные организмы прошли через большее число БЭП, нежели более простые, и содержат больше уровней организации.

В данном контексте «уровень организации» означает структуры и функции, существующие на определенной ступени иерархии. Например, на клеточном уровне мы видим, как бактерии общаются друг с другом с помощью чувства кворума, делятся общественными благами, вовлекаются в перекрестное питание между видами и образуют биопленки. Бактерии социальны, но не в той же степени, что многоклеточные организмы с их клетками, специализированными для коммуникации и обработки информации. Нервные клетки, отвечающие за эти задачи, характерны именно для многоклеточного уровня организации. Они порождают такую сложность поведения, какой не встретишь у одноклеточных. Так мы подходим к третьей особенности биологической организации – эмерджентности.

Эмерджентность – свойство системы, проявляющееся, когда ее части взаимодействуют между собой так, что результат превосходит простую сумму частей[405]. Вспомним, как ведут себя слизевики: в сытые времена