Розділ «6. Братерство генів»

Що таке егоїстичний ген? Це не лише одна-єдина фізична частинка ДНК. Так само, як у первісному бульйоні, це всі репліки конкретної частинки ДНК, поширені по цілому світі. Якщо ми наважимося говорити про гени так, неначе вони мають свідомі наміри (заспокоюючи себе, що за потреби можна буде знову перекласти нашу неоковирну мову належними термінами), то зможемо поставити запитання: а що ж намагається зробити кожний егоїстичний ген? Він намагається стати більш чисельним у генофонді. По суті, він досягає цього, допомагаючи програмувати організми, в яких опиняється, на виживання і розмноження. Однак тепер варто підкреслити, що «він» є певним чином роззосередженим агентством, що існує в декількох різних індивідах одночасно. Важливим моментом цього розділу є те, що ген, можливо, здатен допомагати реплікам самого себе, що містяться в інших організмах. Якщо так, це виглядатиме як індивідуальний альтруїзм, що його спричинив генний егоїзм.

Візьмемо ген альбінізму в людини. Фактично, існує кілька генів, здатних викликати альбінізм, але я маю на увазі лише один із них. Він є рецесивним, тобто для того, щоби зробити людину альбіносом, має бути присутнім у подвійній дозі. Він трапляється приблизно в кожного двадцятитисячного з нас. Але в одинарній дозі він наявний майже в кожного сімдесятого з нас, і вони не є альбіносами. Оскільки він поширений у багатьох індивідів, такий ген теоретично може сприяти своєму власному виживанню в генофонді, програмуючи свої організми на альтруїстичну поведінку щодо інших альбіносів, бо відомо, що вони мають той самий ген. Ген альбінізму має бути цілком задоволений, якщо гинуть якісь організми, де він мешкає, за умови, що цим вони допомагають вижити іншим організмам, що мають той самий ген. Якщо ген альбінізму може змусити один зі своїх організмів зберегти життя десяти альбіносів, смерть цього альтруїста компенсується достатнім збільшенням кількості генів альбінізму в генофонді.

Чи слід нам при цьому очікувати, що альбіноси поводитимуться особливо чемно один з одним? По суті, відповідь, мабуть, буде негативною. Щоби пересвідчитися у цьому, ми маємо на деякий час облишити нашу метафору про ген як певний свідомий чинник, бо у цьому контексті вона збиватиме нас з пантелику. Ми змушені вдатися до більш доречних, хоча й дещо нудних, термінів. Гени альбінізму насправді не «хочуть» вижити або допомогти іншим генам альбінізму. Але якщо генові альбінізму таки випаде нагода продемонструвати альтруїстичну поведінку своїх організмів щодо інших альбіносів, тоді врешті він автоматично, неохоче, поступово може досягти більшої чисельності у генофонді. Проте, щоби це сталося, ген мав би справити на організм два незалежні впливи. Мова не лише про ефект дуже блідого кольору обличчя. А й про тенденцію до вибіркового альтруїзму стосовно індивідів з дуже блідим кольором обличчя. Ген із таким подвійним ефектом, якби він існував, міг би стати в популяції дуже успішним.

Ось і виникло підтвердження, про що я наголошував у 3-му розділі, що гени таки мають множинні ефекти. Теоретично, міг виникнути ген, який спричинює помітну ззовні характерну ознаку, скажімо, бліду шкіру чи зелену бороду або ще щось, що впадатиме в очі, а також тенденцію бути особливо чемним із носіями цієї характерної ознаки. Це можливо, але не надто ймовірно. Зелена борода може бути так само пов’язана з тенденцією до розвитку врослих нігтів на ногах або будь-якою іншою ознакою, а любов до зелених борід так само може йти поруч із неспроможністю відчувати аромат фрезій. Не надто ймовірно, щоб той самий ген виробляв і правильну ознаку, і правильний різновид альтруїзму. Однак те, що можна назвати «ефектом альтруїзму щодо зелених борід», є теоретично можливим.

Наявність гіпотетичної зовнішньої ознаки, такої як зелена борода, є лише одним способом, яким ген може «розпізнавати» копії самого себе в інших індивідах. Чи існують якісь інші способи? Так, існують. Зокрема, власника альтруїстичного гена можна розпізнавати завдяки тому, що він здійснює альтруїстичні дії. Ген міг би процвітати в генофонді, якби «казав» щось на кшталт: «Організме, якщо A потопає, бо намагався врятувати когось іншого, стрибай у воду та рятуй А». Причина процвітання цього гена полягає в тому, що є більші за середні шанси, що А має той самий альтруїстичний ген порятунку життя. Той факт, що А намагається врятувати ще когось, є ознакою, еквівалентною зеленій бороді. Вона менш гіпотетична, ніж зелена борода, але однак видається доволі неймовірною. А чи існують якісь імовірні способи, завдяки яким гени можуть «розпізнавати» свої копії в інших індивідах?

Таки існують. Зокрема, нескладно продемонструвати, що більші за середні шанси на спільні гени мають близькі родичі. Науковці давно зрозуміли, що саме через це настільки поширений альтруїзм батьків до їхніх дітей. Р. А. Фішер, Дж. Б. С. Холдейн, а особливо В. Д. Гамільтон впевнилися, що це явище характерне і для інших близьких родичів — братів та сестер, племінників та племінниць, двоюрідних братів. Якщо якийсь індивід іде на смерть, щоби врятувати десять близьких родичів, одна копія гена родинного альтруїзму може бути втрачена, але більша кількість копій того самого гена буде врятована.

«Більша кількість» звучить дещо невизначено. Так само, як і «близькі родичі». Гамільтон пояснив, що ми можемо зробити краще. Дві його публікації 1964 року стали одними з найважливіших для соціальної етології, будь-коли написаних, і я так і не зміг зрозуміти, чому етологи досі ними нехтують (його ім’я навіть не з’явилося в алфавітному покажчику двох основних посібників з етології, що побачили світ 1970 року)[30]. На щастя, останнім часом можна помітити ознаки інтересу до його ідей. Роботи Гамільтона є доволі математичними, але основні принципи легко вловити інтуїтивно, без складної математики, хоча й за рахунок певного надмірного спрощення. Насамперед нас цікавить розрахунок імовірності (або можливості) того, що два індивіди, скажімо дві сестри, мають спільний конкретний ген.

Для простоти я припускатиму, що ми говоримо про гени, які рідко загалом трапляються в генофонді[31]. Більшість людей мають спільний «ген відсутності альбінізму», родичі вони, чи ні. Причиною поширення цього гена є те, що в природі альбіноси мають менші шанси вижити, ніж не альбіноси, бо, наприклад, їх сліпить сонце, заважаючи помітити хижаків. Нам не цікаво, чому в генофонді превалюють такі безсумнівно «хороші» гени, як ген відсутності альбінізму. Нас цікавить пояснення успіху генів, особливо як результат їхнього альтруїзму. Тому ми можемо припустити, що, принаймні на ранніх етапах процесу еволюції ці гени трапляються зрідка. Важливо зазначити, що навіть ген, на який ми мало коли натрапляємо у популяції, всередині родини доволі поширений. Я маю кілька генів, які не часто виникають у популяції загалом, і ви також маєте гени, які зрідка трапляються у популяції загалом. По суті, імовірність того, що ми разом маємо ті самі рідкісні гени, є дуже незначною. Але є велика імовірність, що моя сестра має конкретний рідкісний ген, який маю я, та не менша імовірність, що ваша сестра має рідкісний ген, спільний із вами. Така імовірність у цьому складає рівно 50 %, і причину цього легко пояснити.

Уявімо, що ви маєте одну копію гена G. Ви, мабуть, отримали її від вашого батька або матері (для зручності можна знехтувати різними випадковими можливостями — що G є певною новою мутацією і його отримали обидва ваші батьки, або що хтось із них мав дві його копії). Нехай цей ген передав вам ваш батько. Тоді кожна зі звичайних клітин його організму мала одну копію G. Тепер згадайте, що при виробленні сперматозоїда йому передається половина генів чоловіка. Таким чином, існує 50-відсоткова вірогідність, що сперматозоїд, що спричинився до появи вашої сестри, отримав ген G. Якщо ж ви отримали G від вашої матері, це означатиме, що G потрапила до її яйцеклітин (та сама 50-відсоткова імовірність, що ваша сестра має G). Отже, якби у вас було 100 братів і сестер, приблизно 50 із них мали б той самий рідкісний ген, що його маєте ви. Це також означає, що, якщо ви маєте 100 рідкісних генів, десь приблизно 50 із них присутні в організмі будь-якого з ваших братів чи сестер.

Аналогічні розрахунки можна провести для будь-якого ступеня родинних зв’язків, який ви захочете. Показовою є спорідненість між батьками й дітьми. Якщо ви маєте одну копію гена H, вірогідність того, що її отримає хтось із ваших дітей, становить 50 %, бо H містить половина ваших статевих клітин, а будь-яка ваша дитина походить із однієї з цих статевих клітин. Якщо ви маєте одну копію гена J, імовірність, що ваш батько також мав J, складає 50 %, бо ви отримали половину ваших генів від нього, а половину від матері. Для зручності ми використовуємо коефіцієнт спорідненості, який демонструє імовірність наявності спільного гена у двох родичів. Спорідненість між двома братами складає ½, оскільки половина генів, що їх має один брат, буде в іншого. Це середня цифра: внаслідок мейотичного дрейфу певні пари братів можуть мати або більше спільних генів, або менше. А от спорідненість між батьками та дітьми завжди становить точно ½.

Продиратися крізь розрахунки з самого початку щоразу доволі нудно, тому скористайтеся правилом швидких приблизних розрахунків спорідненості між будь-якими двома індивідами A та B. Воно може виявитися корисним для складання заповіту або інтерпретації очевидної подібності у вашій власній родині. Ним можна скористатися у всіх простих випадках, але не там, де сталося кровозмішування. Також воно не стосується деяких видів комах, про що ми пересвідчимося згодом.

Спершу ідентифікуємо всіх спільних предків A та B. Наприклад, спільними предками пари двоюрідних братів чи сестер є їхні спільні дідусь і бабуся. Після того, як ви знайшли спільного предка, цілком логічно було би уявити, що усі його предки є спільними для A та B також. Проте ми ігноруємо всіх найвіддаленіших за часом загальних родичів. Тому двоюрідні брати чи сестри мають лише двох спільних предків. Якщо ж B є прямим нащадком A, наприклад, його правнуком, тоді A і є саме тим «спільним предком», що його ми вираховуємо.

Встановивши загального родича (або родичів) A та B, розрахуймо генераційну відстань таким чином. Почавши з A, піднімемося вгору генеалогічним деревом, щоби вирахувати спільного предка, а потім знову спустимося до B. Оця загальна кількість кроків, що їх ми зробили родоводом спершу вгору, а потім донизу, і складатиме генераційну відстань. Наприклад, якщо A є дядьком B, то генераційна відстань між ними становить 3. Спільним предком тут є батько A (хай це буде батько) і дід B. Щоби досягти спільного предка, нам треба, почавши з A, піднятися вгору на одне покоління. Після цього, щоби спуститися до B, доведеться пройти два покоління в інший бік. Тобто, генераційна відстань складає 1 + 2 = 3.

Знайшовши генераційну відстань між A та B через конкретного спільного предка, розрахуємо частку їхньої спорідненості, за яку відповідає цей предок. Щоби це зробити, помножимо ½ на саму себе для кожного кроку генераційної відстані. Якщо генераційна відстань дорівнює 3, це означає такий розрахунок: ½ × ½ × ½ або (½)3. Якщо ж генераційна відстань через конкретного предка складає g кроків, то ступінь спорідненості за цим предком буде (½)g.

Але це лише частка спорідненості між A та B. Якщо вони мають більше, ніж одного загального родича, ми додаємо відповідні цифри для кожного з них. Зазвичай генераційна відстань буває однаковою для всіх спільних предків пари індивідів. Тому, вирахувавши коефіцієнт спорідненості між A та B за одним предком, на вам потрібно буде лише помножити його на кількість предків. Двоюрідні брати чи сестри, наприклад, мають двох спільних предків, а генераційна відстань через кожного з них складає 4. Тому коефіцієнт їхньої спорідненості становить 2 × (½)4 = 1/8. Якщо A є правнуком B, то генераційна відстань дорівнює 3, а кількість спільних «предків» — 1 (сам B), тому коефіцієнт їхньої спорідненості складе 1 × (½)3 = 1/8. З позиції генетики ваш двоюрідний брат чи сестра еквівалентні правнукові. Так само й ви маєте однакові шанси «вдатися» у вашого дядька (спорідненість = 2 × (½)3 == ¼) та у вашого діда (спорідненість = 1 × (½)2 = ¼).

Що стосується таких далеких родинних зв’язків, як чотириюрідні брати чи сестри (2 × (½)8 = 1/128), ми отримуємо ледь не базову вірогідність того, що якийсь конкретний ген, який матиме A, буде також у будь-якого індивіда, випадково взятого з популяції. Втім, що стосується альтруїстичного гена, чотириюрідні брати чи сестри цілком можуть бути еквівалентними будь-якому старому Томові, Дікові чи Гаррі. Троюрідні брати чи сестри (спорідненість = 1/32) відрізняються від них лише на трохи більше; двоюрідні ще більше (1/8). Рідні брати і сестри, батьки та діти дуже відрізняються (½), а однояйцеві близнюки (спорідненість = 1) такі ж особливі, як і сам індивід. Дядьки і тітки, племінники й племінниці, дідусі й онуки, а також зведені наполовину брати та сестри є проміжною ланкою зі спорідненістю на рівні ¼.

Тепер ми можемо говорити про гени родинного альтруїзму значно більш предметно. Ген самогубчого порятунку п’ятьох кузенів не стане більш чисельним у популяції, але ген порятунку п’ятьох братів або десятьох двоюрідних братів чи сестер міг би. Мінімальна вимога для успіху самогубчого альтруїстичного гена полягає в тому, що він має рятувати більше двох рідних братів чи сестер (дітей, батьків), або більше чотирьох рідних наполовину(дядьків, тіток, племінників, племінниць, дідусів чи бабусь, онуків чи онучок), або більше восьми двоюрідних братів чи сестер тощо. Такий ген, в середньому, зазвичай живе в організмах достатньої кількості індивідів, урятованих альтруїстом, аби компенсувати загибель самого альтруїста.

Якби індивід міг бути впевненим, що ця людина є його однояйцевим близнюком, то мав би дбати про його добробут не менше, ніж про свій власний. Будь-який ген альтруїзму близнюків має бути наявним в обох близнюків і тоді, коли один героїчно загине, щоби врятувати іншого, цей ген житиме. Дев’ятипоясні броненосці народжують виводки ідентичних четвернят. Я не натрапив на жодну фіксацію героїчної самопожертви маленьких броненосців, але є свідчення, що вони здатні на щирий альтруїзм, і за цим варто було би поспостерігати тим, хто збирається до Південної Америки[32].

Ми пересвідчилися, що батьківська турбота є лише особливим прикладом родинного альтруїзму. З позиції генетики дорослий індивід має присвячувати своєму осиротілому новонародженому братові таку ж турботу й увагу, як своїй власній дитині. Його спорідненість з обома малюками абсолютно однакова — ½. Оперуючи термінами генного добору, ген альтруїстичної поведінки старшої сестри має десь такі ж шанси на поширення в популяції, як і ген батьківського альтруїзму. Та на практиці це виглядає надмірним спрощенням (через різні причин, що їх ми розглянемо згодом), тому братерська чи сестринська турбота трапляються в природі не так часто, як батьківська. Та мені йдеться про те, що з позиції генетики зв’язки між батьками і дітьми нічим не відрізняються від зв’язків між братами та сестрами. Те, що батьки передають своїм дітям гени у спадок, а сестри — ні, не має великого значення, позаяк обидві сестри отримують ідентичні репліки певних генів від тих самих батьків.