Секс и эволюция человеческой природы

Ридли Мэтт

А самая избитая аналогия — естественно, гонка вооружений. Америка делает атомную бомбу, Россия — тоже. Америка делает ракеты — должна и Россия. Танк за танком, вертолет за вертолетом, бомбардировщик за бомбардировщиком, подлодка за подлодкой — две державы бегут наперегонки, но остаются на одном и том же месте. Оружие, которое было бы непобедимо 20 лет назад, сейчас — просто старый хлам. Чем сильнее вырывается вперед одна сторона, тем стремительнее другая пытается ее настичь. И никто не решается сойти с дистанции, пока может себе позволить гонку. Последняя прекратилась (или временно остановилась)^{76}, только когда обрушилась российская экономика.

Эту аналогию не нужно принимать слишком серьезно, но она позволяет сделать некоторые довольно интересные умозаключения. Ричард Докинз и Джон Кребс (John Krebs) возвели один такой момент, обнаруженный благодаря аналогии с гонкой вооружений, в ранг «принципа» и назвали его «Жизнь

или обед». Кролик, убегающий от лисы, спасает свою жизнь. Причем, для него это эволюционно важнее, чем для лисы его догнать. Цена вопроса для последней — всего лишь обед. А как насчет газели, убегающей от гепарда? Если лисы и едят других животных, помимо кроликов, то гепарды едят только газелей. Поэтому если он будет медленно бегать, то никогда никого не поймает и умрет. Зато медленной газели может так повезти, что она никогда не встретит гепарда. Соответственно, в этой истории цена вопроса больше для гепарда, чем для газели. Докинз и Кребс сформулировали обобщение: в гонке обычно побеждает специалист ^{77} [29] .

29

Имеется в виду, что на специализированный вид отбор действует сильнее, потому что для него плата за «неуспех» — выше, чем для неспециализированного вида.

Паразиты — фантастические специалисты, но для них эта аналогия подходит в меньшей степени. У блохи, живущей в ухе гепарда, имеется с ним, как говорят экономисты, «совпадение интересов»: если он умрет, блоха тоже умрет. Гэри Ларсон (Gary Larson) однажды нарисовал мультфильм о блохе, гуляющей по собачьей спине между шерстин и несущей плакат с надписью: «Близится конец собаки». Смерть собаки для блохи — конец света, даже если она сама его ускорила. Вопрос о том, хорошо ли паразитам от того, что они причиняют вред своим хозяевам, мучил паразитологов многие годы. Впервые нападая на нового хозяина (миксоматоз у европейского кролика, СПИД у человека, чума у европейцев XIV века), паразит обычно чрезвычайно смертоносен, но потом он постепенно «успокаивается». Одни заболевания остаются фатальными, другие вскоре становятся почти безопасными. Объяснение этому простое: чем меньше устойчивых к паразиту хозяев, тем легче ему найти и заразить новых. Поэтому заразным паразитам в популяциях с низкой к ним устойчивостью не нужно беспокоиться о смерти хозяина: они успеют перепрыгнуть на другого. Но когда большинство потенциальных хозяев уже заражено или устойчиво, и становится трудно найти нового, паразит перестает убивать того, кто его кормит. Точно так же владелец завода, умоляющий своих рабочих: «Пожалуйста, не бастуйте, а то компания разорится», будет звучать более убедительно, если уровень безработицы в регионе высок, и менее — если у людей уже есть приглашения на другие вакансии. Тем не менее, даже когда смертоносность падает, хозяин все еще продолжает страдать от паразита и все еще пытается улучшить свою защиту. А паразит, в свою очередь, постоянно пытается обойти последнюю и получить большую квоту на хозяйские ресурсы^{78}.

Искусственные вирусы

Удивительное подтверждение того, что паразиты и хозяева сцепились в эволюционной гонке вооружений, пришло с неожиданной стороны — из компьютерных симуляций. В конце 1980-х эволюционные биологи обнаружили, что благодаря усилиям их наиболее компьютерно продвинутых коллег возникла новая научная дисциплина — наука об искусственной жизни. Последняя — это собирательное название компьютерных программ, которые могут эволюционировать путем репликации, конкуренции и отбора, подобно настоящим живым организмам. Эти программы в некотором смысле окончательное подтверждают, что жизнь — это вопрос информации. Сложность может возникнуть из ненаправленной конкуренции, а структура — из хаоса.

Если жизнь — это информация, и если все живое изъедено паразитами, то и информация тоже должна быть уязвима для них. Когда кто-нибудь напишет историю компьютеров, то, возможно, программой, которой будет присвоено звание первой искусственной жизни, станет простенькая на вид 200-строчная программка, написанная в 1983 году аспирантом Калифорнийского института Технологии Фредом Коэном (Fred Cohen). Это был «вирус», который постепенно внедрял свои собственные копии в новых хозяев. С тех пор компьютерные вирусы стали общемировой проблемой. Похоже, наличие паразитов неизбежно в любой живой системе^{79}.

Однако вирус Коэна и его неприятные наследники создавались людьми. Так это и продолжалось, пока Томас Рэй (Thomas Ray), биолог из университета Делавэра, не ощутил интерес к искусственной жизни, и компьютерные паразиты, наконец, не научились возникать самостоятельно. Он создал систему под названием «Тьерра». Она состояла из конкурирующих программ, в которые постоянно

вводились мутации — небольшие ошибки. И успешные программы процветали за счет остальных.

Результат оказался потрясающим. Программы начали эволюционировать в более короткие версии самих себя. Вновь возникшие 79-строчные начали размножаться за счет оригинальных 80-строчных. Но вскоре возникли 45-строчные версии, одалживавшие половину необходимого им кода у более длинных. Это были настоящие паразиты. Вскоре, однако, несколько более длинных программ развили способность, которую Рэй назвал устойчивостью к паразитам. Одна такая программа стала незаметной для паразитов, потому что научилась прятать свою часть. В ответ возник мутантный паразит, который смог ее находить^{80}.

Гонка вооружений нарастала. Иногда, запуская компьютер, Рэй сталкивался со спонтанно возникшими сверхпаразитами [30] , социальными сверхпаразитами и даже сверхсверхпаразитами. И все это — в эволюционирующей системе, первоначально смехотворной простоты. Стало понятно, что «гонка вооружений» между хозяином и паразитом — один из самых важных эволюционных процессов ^{81} .

Но в приведенной аналогии есть изъян. В настоящей гонке вооружений старое оружие редко снова дает преимущество. В борьбе же между паразитом и его хозяином противники часто забывают, как сражаться против старого оружия, которое из-за этого может стать наиболее эффективным. Черной Королеве нельзя стоять на одном месте, даже если она в итоге возвращается туда, откуда пришла — подобно Сизифу, приговоренному провести вечность в тщетных попытках закатить на гору камень, который все время срывается и катится обратно вниз.

30

Сверхпаразиты (гиперпаразиты) — паразиты, паразитирующие на других паразитах.

У животных есть три способа защитить свои тела от паразитов. Первый — расти и делиться так быстро, чтобы оставить паразитов далеко позади. Это хорошо известно тем, кто разводит растения. Например, кончик побега, в который растение вкладывает все свои ресурсы, обычно не содержит паразитов. Одна оригинальная теория говорит, что сперматозоиды малы именно для того, чтобы в них не было места бактериям, которые могли бы заразить яйцеклетку^{82}. Вскоре после оплодотворения в человеческом эмбрионе происходит целый взрыв клеточного деления — возможно, чтобы оставить позади любые вирусы и бактерии, застрявшие в отдельных частях делящихся клеток. Вторая защита — половое размножение, о чем мы поговорим позже. Третья — иммунная система, которой пользуются только потомки рептилий. У растений, многих насекомых и амфибий есть дополнительный метод — химическая защита. Они вырабатывают токсичные для паразитов вещества. Правда, некоторые виды паразитов в ответ вырабатывают способность разрушать токсины. Ну, и так далее: гонка вооружений несется на всех парах.

Антибиотики — это химические вещества, которые грибы вырабатывают естественным путем, чтобы убивать своих врагов — бактерии. Но когда антибиотики начал использовать человек, он обнаружил, что бактерии вырабатывают устойчивость к ним с ужасающей скоростью. Есть две связанные с этим удивительные вещи. Во-первых, гены устойчивости прыгают от одного вида к другому — от безвредных кишечных бактерий к патогенным — путем генной передачи, не похожей на половой процесс.

Во-вторых, многие микробы, похоже, уже заранее обладали генами устойчивости к антибиотикам — их нужно было только заново включить. Гонка вооружений между бактериями и грибами уже давным-давно дала первым способность бороться с антибиотиками — способность, которую, как они «думали», им никогда не придется использовать внутри человеческого кишечника.

Поскольку паразиты, по сравнению со своими хозяевами, живут недолго, они могут быстрее эволюционировать и адаптироваться. За 10 лет гены ВИЧ (вируса СПИД) изменились так же сильно, как гены человека меняются за 10 миллионов лет. Для бактерии 30 минут — это целая жизнь, и люди, у которых поколения длятся по 30 лет, — это эволюционные черепахи.

Как взломать генетический замок

Однако эволюционные черепахи перемешивают свои гены сильнее, чем эволюционные зайцы. Открытие Остина Берта о связи между длиной поколения и количеством рекомбинаций свидетельствует о том, что Черная Королева работает. Чем длительнее ваше поколение, тем интенсивнее необходимо перемешивать гены, чтобы справиться с паразитами^{83}. Белл и Берт выяснили, что одного только присутствия вредной паразитической хромосомы под названием «B-хромосома» достаточно, чтобы вызвать у вида дополнительную рекомбинацию^{84}. Половое размножение, похоже, является главным средством борьбы с паразитами. Но как это происходит?