Почему в природных популяциях появляются обманщики, зачем они нужны и как их контролировать.

Склонность к сотрудничеству — очень важное свойство всех животных, от инфузорий до человека. Благодаря кооперации эволюция прошла много критических этапов. Сначала бактерии создали совместное предприятие с растительной клеткой: дали ей возможность заниматься фотосинтезом, а в обмен получили защиту от врагов. Постепенно дошло до того, что высшие организмы стали сбиваться в стаи и жить общественно.

Иногда стройная система взаимодействий внутри группы нарушается, и появляются особи, обманывающие систему. Самый изученный пример — псевдогриб диктиостелиум (Dictyostelium discoideum). Он похож на плесень, только стоит ниже нее на эволюционной лестнице. Он обычно существует в виде разрозненных амебообразных клеток. Они и образуют социум, и главная их цель — генетический вклад в потомство. Для того чтобы размножиться, амебы сползаются вместе и образуют стебелек, на конце которого формируются споры. Из этих спор получается следующее поколение амеб.

Вот так амебы собираются в один «организм»:

Вот в этот момент «сборки» некоторые амебы отказываются от сотрудничества и начинают «продвигать» свой генотип. Синие — самые «умные», они дали начало большинству спор, и, соответственно, следующее поколение амеб будет нести их наследственную информацию.

Такой мухлеж — это ошибка эволюции или генетическая программа? Оказалось, что синие «умники» — мутанты по более чем 100 генам. Такие мутации появляются случайно. Если они, кроме способности производить больше спор, ухудшают выживаемость амеб, то такие популяции «синих» погибают благодаря естественному отбору. Учитывая, что ученые до сих пор наблюдают амеб-обманщиц, можно предположить, что измененное поведение некоторых особей — продукт эволюции. А если обманщиков много, популяция должна их как-то контролировать.

Пример такого контроля — взаимодействие рыб-чистильщиков и рифовых рыб. Совершенно случайно в компании чистильщиков появляются мутанты, которые не желают выбирать из чешуи рифовых рыб экзопаразитов и вместо этого кусаются. При этом чистильщики с широкой зоной обитания обманывают чаще, чем те, которые привязаны к конкретному рифу с одними и теме же рыбами-клиентами. Рифовые рыбы быстро запоминают кусачего чистильщика и больше не пользуются его услугами. Получается, они контролируют обманщиков в популяции чистильщиков, просто игнорируя их.

Инвертаза – фермент, расщепляющий сахарозу до глюкозы, то есть простого питательного вещества.

Однако, в сентябре вышла статья Крейга МакЛина из Оксфордского Университета, в которой доказывается, что иногда обман — всем на пользу. В сообществе дрожжей все вырабатывают инвертазу. Дрожжи-мутанты не вырабатывают этот фермент и, соответственно, едят глюкозу «на халяву». Оказалось, что такая популяция не только не умирает, но и растет лучше, чем полностью «честная»: глюкоза лучше усваивается при ее недостатке, чем при избытке. Дрожжи-мутанты как раз и устраивают этот недостаток.

Получается, что эволюционные механизмы допускают обман в популяции и позволяют его контролировать, а иногда сообщество «обманщиков» и «кооператоров» выживает даже лучше, чем «честная» популяция.