Глава 10 – Почеши моя гръб, за да почеша аз твоя – част 3

Мравките-фермери

Илюстрация: Benedict Campbell

Аз използвах аналогията с фермерството, за да опиша отношението на работниците към тяхната майка при ципокрилите. Тяхната ферма – това е генна ферма. Работниците използват своята майка, като по-ефикасен производител на копия на собствените им гени, отколкото са самите те. Гените слизат от конвейера, опаковани в контейнери, наречени репродуктивни индивиди. Тази аналогия с фермата не трябва да се бърка с един напълно различен вид фермерство, с което се занимават социалните насекоми. Социалните насекоми дълго преди човека са открили, че заседналият живот и “земеделието” могат да бъдат по-ефективни от лова и събиратеството.

Гъбени градини

Например, няколко вида мравки в Новия свят и независимо от тях термити в Африка, отглеждат “гъбени градини”. Най-добре проучена сред тях са така наречените мравки – листорези от Южна Америка. Те работят изключително добре. В някои мравуняци на листорези имат повече от два милиона мравки. Гнездата на листорезите са съставени от плетеница от преходи и галерии, широко разпрострени под земята на дълбочина от 3 метра и повече, изкопавайки тези тунели, мравките изхвърлят на повърхността на Земята до 40 тона почва! В подземните помещения са разположени гъбните градини. Мравките засаждат специално определен вид гъби върху лехи от компост, който те произвеждат, като дъвчат листа и така ги раздробяват на малки парченца. Вместо просто да събират листа и да ги ядат, работниците правят компост от тях. “Апетитът” за листа на листорезите е чудовищен, което прави от мравките опасни вредители, но листата не им служат за храна, а за отглеждане гъбите им. В крайна сметка, мравките събират конидиите (спорите) на гъбичките, с които хранят своите личинки и самите себе си.

Снимка: Science360 News Service

Гъбичките разлагат растителната тъкан много по-ефективно от стомасите на самите мравки, това е ползата, която извличат мравките от отглеждането на гъбите. Възможно е и гъбичките да се възползват от тази ситуация: макар че мравките ядат конидиите на гъбичките, те разпространяват спорите им по-ефективно, отколкото механизма за разпространение, който съществува в самите гъби. В допълнение, мравките “плевят” гъбените градини като унищожават другите видове гъби Това вероятно е добре за гъбите, отглеждани от мравките, тъй като отсраняват конкуренцията. Можете дори да се каже, че между мравките и гъбичките има взаимоотношения, основани на взаимен алтруизъм. Заслужава да отбележи, че подобна система за отглеждане на гъби е възникнала независимо при термитите, които не са свързани с мравките с никакво родство.

Домашните животни на мравките

Мравките не само отглеждат растения, но също така развъждат домашни животни. Листните въшки, особено зелените “ябълкови” листни въшки и други видове са висото специализирани за смучене на сок от растенията. Те много ефективно източват сока от растителните тъкани, но не го смилат напълно. В резултат на това, листните въшки отделят течност, от която хранителните вещества са извличани само частично. Капчиците, богати на захари “медена роса” се отделят от задния край на тялото с висока скорост – понякога за един час листната въшка може да отдели медена роса повече от собственото си тегло. Обикновено медената роса пада на земята (може би това е изпратената от провидението “манна небесна”, спомената в Стария Завет). Но някои видове мравки поемат росата, веднага след като излезе от тялото на насекомото.

Снимка: Science360 News Service

Мравките дори и “доят” листните въшки, поглаждайки задната част на телата им с антенки и крачета. В отговор на това, листните въшки в някои случаи, изглежда отлагат отделянето на своите капки, докато някоя мравка не го поглади и даже изтеглят капката назад, докато мравката не е готова да я приеме. Има мнение, че задната част на някои листни въшки на вид и пипане е подобна на лицевата част на главата на мравка, което увеличава още повече привлекателността на листните въшки за мравките. Каква полза могат да извлекат от тази връзка самите листни въшки? Очевидно, мравките ги защитатват от врагове. Подобно на едър рогат добитък, листните въшки живеят в укрития-”обори” и тези видове, които особено ефективно използват мравките, са изгубили своите нормални защитни механизми. В някои случаи мравките се грижат за яйцата на листните въшки в своите подземни гнезда и хранят малките на листните въшки и накрая, когато пораснат, и внимателно да ги изнасят горе, на охраняемите пасища.

Взаимоотношенията между представители на два различни вида, изгодни и за двамата, се нарича мутуализъм или симбиоза. Представителите на различни видове често могат да предлагат един на друг много различни услуги, тъй като всеки от тях има различни “таланти.” Този вид дълбока асиметрия, може да доведе до еволюционно стабилни стратегии, основани на взаимно изгодно сътрудничество. Устата на листните въшки са приспособени за смучене на сок от растенията, но са безполезни за самозащита такива смучещи фоботчета. Мравките пък не могат да смучат сокове от растенията, но умеят добре да се бият. Подбор създал благоприятни условия за запазване на гените на листните въшки в генофонда в сътрудничество с мравките.

Хората – колония от симбиотични гени

Взаимноизгодните симбиотични отношения са често срещани сред животни и растения. На пръв поглед лишеите изглеждат отделни растения като всяко друго. Но в действителност се състои от гъбички и зелени водорасли в тясна симбиоза. Нито един от тях не може да съществува без другия. Ако техният съюз стане още малко по-близък, вече не бихме могли да кажем, че на лишеите се състоят от два организма. Може би има и други организми, състоящи се от свързани заедно представители на два или повече видове, а ние просто не ги знаем? Може би такива сме и самите ние?

Във всяка една от нашите клетки има множество малки телца, наречени митохондрии. Митохондриите – са химически фабрики, които доставят по-голямата част от необходимата ни енергия. Загубата на митохондриите ще ни доведе до смърт за няколко секунди. Има правдоподобно предположението, че по произход митохондриите са симбиотични бактерии, които са влезли в съюз с нашите клетки в много ранен етап на еволюцията (За това съм разказала в темата за Ендогенезис, по-точно тук). Подобни предположения се изказват и относно други малки тела, намиращи се в нашите клетки. Това е един от тези революционни идеи, които е трудно да се приемат изведнъж – към тях трябва да се привикне, но вече е дошло времето за това. Аз излагам хипотезата, че в бъдеще, ние ще приемем още по-радикалната идея, че всеки един от нашите гени е симбиотична единица. Хората представляват огромна колония от симбиотични гени. Да се говори за наличието на доказателства в полза на тази идея засега не може, но както се опитах да покажа в предишните глави, тя всъщност се корени в нашите представи за естеството на действията на гените в организмите с полово размножаване. Логично е да се предположи, че вирусите са гени, откъснали се от такива колонии като човека. Вирусите се състоят от чисто ДНК (или подобна самовъзпроизвеждаща се молекула), обградена с протеинова обвивка. Всички те са паразити. Предполага се, че са възникнали от “разбунтували се” гени, които са се освободили и в момента пътуват от тяло в тяло директно чрез въздуха, а не по по-традиционния начин – в такива “автомобили” като сперматозоидите и яйцеклетките. Ако това е така, тогава бихме могли, със същия успех да разглеждаме себе си като колония от вируси. Някои от тези вируси се държат като симбионти, преминавайки от тяло в тяло в сперматозоидите и яйцеклетките. Това са нашите нормални “гени”. Другите водят паразитен начин на живот и пътешестват с всички достъпни им средства. Ако тази паразитна ДНК се придвижва в сперматозоидите и яйцеклетките, то тя може би представлява този “парадоксален” излишък от ДНК, за който споменах в глава 3 . Ако тя се придвижваше по въздуха или по други преки пътища, тогава я наричат “вирус” в обичайния смисъл.

Всичко това обаче са спекулации за бъдещето.

Симбиоза или експлоатация?

В момента ни интересува симбиозата на висше ниво: взаимоотношенията между многоклетъчните организми, но не вътре в тях. С думата “симбиоза” е прието да обозначаваме асоциация между различни видове. Но сега, когато ние внимателно избягваме да разглеждаме еволюцията като процес, насочен “за благото на вида”, ние очевидно, нямаме логична причина да разглеждаме асоциациите между различните видове като нещо различно от асоциация между представители от един и същи вид. Като цяло, взаимно изгодни асоциации се появяват, когато всеки от партньорите извлича от тях повече, отколкото влага. Това се отнася както за членовете на глутница от хиени, както и за асоциациите между толкова рязко различаващи се организми като мравките и листните въшки или пчелите и растенията.

Снимка: eyebg.com

На практика не винаги е възможно да се различат случаите на истински двустранна взаимна изгода от случаите на едностранна експлоатация.

Еволюцията на взаимно изгодни асоциации теоретично не е трудно да си представим, ако от ползите се предлагат и приемат едновременно, както в случая на партньорите, обазуващи лишея. Проблеми възникват в случаите, когато между предоставянето на помощта и отплатата минава известно време. Това става, защото партньорът, който първи се възползва от услугата, може да се изкуши да изтарикатее и да се откаже от отплатата, когато му дойде реда. Решението на този проблем е интересен и заслужава по-подробно изследване. Най-добре да направим това за някакъв хипотетичен пример.

Отплата, отложена във времето

Представете си един вид птица, на която паразитира особено вреден кърлеж, носител за опасната болест. Тези кърлежи трябва да бъдат отстранени възможно най-бързо. Обикновено, всяка птица сама отстранява кърлежите, като си чисти перата. Обаче, една част от тялото й е недостъпна – горната част на главата. Всеки човек може бързо да реши този проблем. Макар че сам най-вероятно няма да може да отстрани кърлежа от собствената си глава, достатъчно му е а да помоли за това приятел. Впоследствие, той би могъл да му се отплати със същото. Взаимните услуги от този вид, действително много често се наблюдават при птици и бозайници.

Интуитивно тук всичко е ясно. Всеки, който е в способен на съзнателна предвидливост може да разбере, че едно споразумение за взаимно чесане на гърба е доста разумно. Обаче ние вече сме се научили да се предпазваме да не приемаме, интуитивното, което изглежда разумно. Генът не е в състояние да предвижда. Може ли теорията за егоистичния ген, за да обясни взаимното чесане на гърба или “реципрочния алтруизъм”, ако между услуга и ответна услуга има разминаване във времето? Уилямс накратко разглежда този проблем в книгата си (Williams, 1966), за което вече съм посочвал. Той, както и Дарвин, е стигнал до извода, че забавения ответен алтруизъм може да възникне при видове, способни да се разпознават и да се запомнят, един друг като конкретни индивиди. Трайверс (Trivers, 1971), продължава тази тема. В същото време той не е запознат с концепцията на еволюционно стабилна стратегия на Мейнард Смит. Мисля, че ако е знаел за нея, щеше да използва тази концепция, тъй тя като позволява по естествен начин да изрази идеите си. Неговото позоваване на “парадокса на затворниците” – популярна главоблъсканица от теорията на игрите – показва, че мислите му са в същото направление.

Да приемем, че един индивид B има на главата си паразит. Индивидът А ще го му го премахне. След известно време такъв паразит се оказва на главата на А. Той, разбира се, намира B, така че B може да му се отплати за добрата му постъпка. Но B си вири носа и се измъква. B е измамник, използващ алтруизма на другите индивиди, но не желаещ да плати за него или се разплаща недостатъчно. Измамниците живеят по-добре в сравнение с други индивиди, които са независими от алтруисти, защото те ще получават по-добър живот, без да плащат за това. Разбира се, разходите за отстраняване на паразита от главата на друг индивид са малки, но те не бива да бъдат пренебрегвани. За тази процедура са изразходени някакво количество ценно време и енергия.

Наивникът, Тарикатът и Злопаметният

Да разгледаме конкретна популация, състояща се от индивиди, използващи една от двете стратегии. Както и в анализа на Мейнард Смит, става въпрос не за осъзната стратегия, а за несъзнатени програми на поведение, заложени от гените. Ние даваме имена на тези две стратегии Наивник и Тарикат. Наивниците махат паразитите от всеки, който се нуждае, без да подбират. Тарикатите приемат алтруистичните услуги на Наивниците индивиди, но те никога не оказват услуга на никого, дори и на тези, които по-рано са им предоставяли същите услуги. Както в случая с ястребите и гълъбите, ние произволно ще определим цените на услугите в точки. Точните цени не са важни, при условие, че ползата от получаването на услугата надвишава разходите. Ако честотата на атаките на паразита е висока, то всеки отделен Наивник в популация, състояща се от Наивници, има шанс да се възползва от услугите на другарчетата си толкова често, колкото самият той предоставя тази услуга. Ето защо, средната печалба за Наивника, намиращ се сред Наивници, ще бъде положителна. Всички те всъщност благоденстват, така че името на Наивници изглежда неподходящо. Да предположим сега, че сред популацията се появи Тарикат. Тъй като е единствен Тарикат, той може да разчита, че останалата част от популацията ще го чисти от паразити, а на него няма да му се налага да се разплаща. Средната му печалба е над средната за Наивник. Затова мошеническите гени ще се разпространят в популацията, а гените на глупостта бързо ще бъдат елиминирани. Това се обяснява с факта, че независимо от съотношението в популацията на Тарикатите и Наивниците, първите винаги ще бъде в по-добра позиция. Да разгледаме например случая, когато популацията се състои от 50% от Тарикати и 50% от Наивници. Средната печалба и за едните и за другите ще бъде по-ниска, отколкото за всеки индивид от популация, изцяло съставена от Наивници. Но все пак, Тарикатите са в по-добра позиция, защото те получават всички изгоди, каквито и да са те, без да плащат нищо за тях. Когато делът на Тарикатите достигне 90%, средната печалба за всички индивиди ще бъде много ниска: много индивиди и от единия и от другия вид ще умират от инфекции, предавани от кърлежи. Но отново, Тарикатите ще бъдат в по-добра позиция, отколкото Наивниците. Дори ако популацията изцяло стигне до пълно изчезване, никога няма да дойде време, когато печалбата за Наивниците да надвиши печалбата на Тарикатите. Ето защо, докато разглеждаме само тези две стратегии, нищо не може да спре изчезването на Наивниците, а много вероятно и изчезването на цялата популация.

Да предположим сега, че има и трета стратегия, под името Злопаметните. Злопаметните премахват паразитите от непознати и от тези индивиди, които са им оказвали тази услуга по-рано. Ако, обаче, някой индивид ги измами, те запомнят този инцидент и отказват да му махат паразити. В популация, състояща се от Злопаметни и Наивници, не е невъзможно да отличиш едните от другите. Индивидите и от двата вида проявяват алтруизъм към всички останали и извличат една и съща, при това, висока печалба. В популация, състояща се изключително от Тарикати, Злопаметните няма да имат особен успех. Той ще изгуби много енергия за премахване на паразити от мнозинството срещани индивиди, тъй като ще му трябва известно време да се развие “злопаметност” срещу всички тях. В този случай, никой няма да му даде ответна услуга . Ако делът на Злопаметните е малък в сравнение с дяла на Тарикатите, то генът на Злопаметните ще бъде елиминиран. Ако Злопаметните увеличат своята численост до определена критична стойност, то шансовете им да се срещнат помежду си ще бъде достатъчно висока, за да компенсира за напразните усилия, пропиляни за премахването на паразити от Тарикатите. При достигане на тази критична стойност, Злопаметните ще получат средно по-висока печалба от Тарикатите, които с все по-голяма скорост ще отиват към изчезване. Когато Тарикатите започнат да клонят близо до изчезване, процесът става бавен и може да се задържат за доста време в популацията като малцинство. Това е така, защото за всеки отделен рядко срещащ се Тарикат, вероятността да се сблъска два пъти с един и същ Злопаметен е много малка и затова дялът от популацията на индивиди, които познават всеки отделен Тарикат, ще бъде малък.

Аз разказах за тези стратегии така, като че ли интуитивно е очевидно, че именно така всичко ще се случва. Всъщност, това не е толкова очевидно, и аз като предпазна мярка, за да проверя валидността на своите интуитивни чувства, моделирах целия процес на компютър. Стратегията на Злопаметният се оказа наистина еволюционно стабилна стратегия по отношение на стратегията на Наивника и Тариката, в смисъл, че популацията, значителна част от която са Злопаметни, не може да бъде превзета нито от Тарикати нито от Наивници. Въпреки това, стратегията на Тариката е също еволюционно стабилна, тъй като популация, значителна част от която се състои от Тарикати не може да бъде завзета нито от Злопаметни, нито от Наивници. Популацията може да съществува в някоя от тези две ЕСС. В крайна сметка, тя може със един скок да премине от едната стратегия в друга. В зависимост от точните стойности на печалбата (приетите прио моделирането допускания са, разбира се, напълно произволни) на една или друга от двете ЕСС ще имат по-широка “зона на привличане” (атрактор) и ще бъде достигната с по-голяма вероятност. Имайте предвид, между другото, че въпреки по-високата вероятност от измиране в популацията Тарикатите, от тази при популацията на Злопаметните, това не засяга статута й на една от ЕСС. Ако дадена популация достига такава ЕСС, която води до нейното измиране, тя си умира, толкова по-зле за нея.

Много забавно е да се наблюдава компютърен модел със следните начални условия: силен превес на Наивници, малък, малко над критичната стойност, брой на Злопаметни и примерно подобен малък брой Тарикати. На първо място идва крах на популацията на Наивниците като резултат от отчаяна експлоатация от страна на Тарикатите. Броят на последните се увеличава рязко, достигайки пика си точно в момента на гибелта на последния Наивник. Но Тарикатите все още им предстои да имат работа с Злопаметните. По време на стремителната гибел на Наивниците, числеността на Злопаметните бавно се снижава под ударите от страна на проспериращите Тарикати, но все още те успяват да се задържаат около първоначалното ниво. След смъртта последния Наивник, Тарикатите вече не могат безнаказано да продължат егоистичната си експлоатация, броят на Злопаметните започва да се покачва бавно за сметка на намаляващия брой на Тарикатите. Увеличаването на броя им стабилно набира скорост. Ускорението рязко се повишава нагоре, популацията на Тарикатите се свива, приближавайки се до изчезване, а след това спадът се забавя до известна степен, защото Тарикатите започват да се възползват от ниската си честота и свързаната с нея относителна свобода от Злопаметните. Обаче бавно и неумолимо Тарикатите умират и Злопаметните остават единствената сила. Парадоксално е, че в началния период на присъствието на Наивниците фактически е било опасно за Злопаметните, защото те са осигурявали временния разцвет на Тарикатите.

Между другото, моят хипотетичен пример за това, че липсата на “сприятеляване” (грууминг) е вредна за животните е доста правдоподобен. При мишки, отглеждани в изолация, се развиват неприятни рани по тези части на главата, до които те не могат да достигнат. При групово отглеждане на мишки, такива поражения не възникват, тъй като животните си облизват едно на друго главите. Би било интересно да се тества теорията на реципрочен алтруизъм експериментално и вероятно мишките могат да послужат като подходящ материал за такова изследване.

Рибите-чистачи

Трайверс разглежда забележителна симбиоза на рибата-чистач с други видове. Ние знаем за 50 вида дребни риби и скариди, хранещи се с паразити, които те премахват от повърхността на тялото на по-големи риби и други животни. На голямата риба й е изгодно да я почистват от паразити, чистачите пък си осигуряват по този начин храна в изобилие, т. е. между тях има симбиоза. В много случаи, голямата риба си отваря устата и позволява на чистачите да плуват в устата за да й почистят зъбите, след което те изплуват през процепите на хрилете, очиствайки и тях. Може да се предположи, че голямата риба ще изчака, докато не я почистят цялата от паразити и след това лакомо ще погълне и чистача. Обаче тя обикновено му позволява да си отиде невредим. Това може да се разглежда като явна проява на алтруизъм, тъй като в много случаи, чистачът има същите размери както обичайните жертви на голямата риба.

Чистачите имат характерна окраска на райета и своеобразни танцови движения, които служат на техни опознавателни признаци. Големите риби обикновено не ядат малките рибки – те имат характерни ивици и се приблизават до тях, изпълнявайки специален танц. Вместо това, те изпадат в състояние, подобно на транс, осигурявайки на чистачите свободен достъп не само до външната си повърхност, но допускайки ги в устната си кухина. Познавайки същността на егоистичния ген, не е изненадващо, че безмилостните експлоататори, Тарикатите веднага се възползват от това. Съществува вид малки риби, външно неразличими от чистачите и демонстриращи същите танци като тях, за да могат безопасно да се доближат до голямата риба. Когато голямата риба изпадне в транс на очакване, Тарикатът, вместо да маха паразити, отхапва парче от нейната перка и бързо си плюе на петите. Все пак, въпреки Тарикатите, взаимоотношенията между чистачите и техните клиенти са предимно приятелски и стабилни. Дейността на чистачите играе важна роля в ежедневието на съобществото на кораловия риф. Всяка от рибките-чистачи има своя собствена територия и понякога могат да се видят големи риби, които “стоят пред тях на опашка”, както хората на фризьор. Вероятно, тази привързаност към определено място прави в този случай възможна еволюцията на отработения реципрочен алтруизъм. Ползата, получена от голямата риба от възможността многократно да се връща към един и същ “фризьор”, вместо всеки път да търси нов, трябва да надхвърля загубата поради факта, че не яде чистачите. Тъй като чистачите са малки, лесно е да се повярва в това. Наличието на Тарикатите, подражаващи на чистачите, може би косвено застрашава честните чистачи, оказвайки лек натиск върху големите риби да похапват раираните балерини. Привързаността на истинските чистачи към определени места дава възможност на клиентите им за да ги открият и да избегнат Тарикатите.

Дългата памет и способността да разпознават отделните индивиди са добре развити при хората. Трябва да очакваме заради това, реципрочния алтруизъм да играе важна роля в неговата еволюция. Трайверс отива още по-далеч, като изказва предположението, че много от психологическите качества на човека, такива като завист, чувство за вина, благодарност, симпатия и т.н., са били създадени от естествения отбор да подобри неговата способност да мами, да открива измамниците и самият той да избягва съмненията, че е мошеник. От особен интерес са “умните мошеници”, които също от своя страна се оказват жертва на измама, но които неизменно получават малко повече, отколкото дават. Възможно е дори, че главният мозък на човека и неговата склонност към математическо мислене да се е развивала като един механизъм за все по-хитри измами и по-проницателно откриване на опитите за измама на другите. Парите – това е формалния знак на отложения реципрочен алтруизъм.

Увлекателните спекулации, които поражда идеята за реципрочен алтруизъм, приложена към вида Homo sapiens, нямат край. Колкото и да са съблазнителни, аз разбирам от тях не повече, отколкото първия срещнат и затова оставям читателя сам да се забавлява.