Теория вероятности и биология

Задачи на оценку вероятности наступления того или иного события.

Прогрессия и биология

Задачи на экологическое равновесие.

Эфтимиу и вампиры. Профессор Эфтимиу выстроил следующую геометрическую прогрессию. Если предположить, что первый в мире вампир появился 1 января 1600 года (именно с начала XVII века возникли первые упоминания об этих существах), а в то время на Земле жило примерно 537 миллионов человек, то при частоте укусов раз в месяц всё население планеты превратилось бы в вампиров всего за два с половиной года.

Vampires a Mathematical Impossibility, Scientist Says | LiveScience. Efthimiou's debunking logic: On Jan 1, 1600, the human population was 536,870,911. If the first vampire came into existence that day and bit one person a month, there would have been two vampires by Feb. 1, 1600. A month later there would have been four, and so on. In just two-and-a-half years the original human population would all have become vampires with nobody left to feed on. If mortality rates were taken into consideration, the population would disappear much faster. Even an unrealistically high reproduction rate couldn't counteract this effect. "In the long run, humans cannot survive under these conditions, even if our population were doubling each month," Efthimiou said. "And doubling is clearly way beyond the human capacity of reproduction".

Сайты

Http://news.bbc.co.uk/hi/english/sci/tech  

http://www.newscientist.com/

Http://story.news.yahoo.com/  

Http://www.ananova.com/news

Http://dsc.discovery.com/news/news.html

Http://www.membrana.ru

http://www.guardian.co.uk/

http://www.newsru.com/

 

«Дикая» экономика + 

Как мы видим (не только на примере блока «Биология») возможны весьма неожиданные сюжеты с экономической подоплёкой.

Сон и экономика. В «Толковании сновидений» Зигмунта Фрейда есть такая метафора: дневная мысль играет для сновидения роль предпринимателя, которому нужен капитал. Таким капиталом являются желания из сферы бессознательного. Предприниматель (дневная деятельность) пользуется капиталом (бессознательным желанием), и тогда сновидение оказывается продуктом производства, суть которого – работа цензуры, смещений, сгущений и т.д. Возникновение сновидения оказывается капиталистическим производственным процессом, где прибылью является извлеченный из сновидения смысл. См. Ирина Протопопова.

Открытые проблемы

«Дилемма Дарвина» решена - Газета.Ru. «Дилемма Дарвина» – понятие, обозначающее резкий взрыв развития в кембрийский период.

10 тайн природы, которые удалось разгадать только в прошлом году. Спиральнозубая акула Геликоприкон (см. Helicoprion, Palaeontology | HeritageDaily – Archaeology News, Buzzsaw Jaw Helicoprion Was a Freaky Ratfish – Phenomena, Toothy Spiral Jaw Gave Ancient Sea Predator an Edge | LiveScience).

Конкурсная программа | Школьная лига РОСНАНО предложила одним из своих конкурсов «Научный квест», участники которого должны были распознавать достоверность (правдоподобность) представляемых сюжетов. Одним из них был бык породы Бельгийская голубая (см.Join the Belgian Blue revolution today).

Сообщество учителей Intel Education Galaxy: «фото» гигантского кузнечика от А.Шперха. Как доказать, что фотография – подделка? Шперх: «В силу того, что у насекомых дыхательная система представлена трахеями – «трубочками», которые проникают в каждую клеточку организма и напрямую сообщаются с атмосферным воздухом, насекомые в принципе не могут быть толще нескольких сантиметров в глубину. А, значит, в нашей атмосфере такой кузнечик просто не смог бы существовать. Кроме того, есть такой закон «квадрата-куба», который гласит, что при пропорциональном увеличении размера его новый объем будет пропорционален кубу множителя, а новая площадь его поверхности пропорциональна квадрату множителя. То есть поверхности его тела просто не хватит для газообмена, либо поверхность должна быть увеличена за счет складок/выростов. Ну, и куб массы говорит нам о том, что мышц не хватит для того, чтобы оторвать этого кузнечика от земли».

См. Британские ученые доказали…, http://shperk.ru/.

Поиск изображений возможен при помощи http://www.tineye.com/.

См. Lists of unsolved problems; Open problems; Science-related lists.

Кейсы. Объясните феномен:

Есть информация, что летом 1997 г. подводные акустические сенсоры несколько раз зафиксировали чрезвычайно громкий ультранизкочастотный звук, получивший название «Bloop». Исследования показали, что источник звука расположен примерно по координатам 50° ю. ш. и 100° з. д. По общему характеру звук походил на произведённый животным, имеющим гигантские размеры, гораздо больше голубого кита. Такие животные науке неизвестны. С того момента звук более не повторялся. Какова возможная причина странного явления? Могут ли источником звука быть сотрясение ледяных полей или айсберги, скребущие по дну океана.

Английское торговое судно «Октавиус» (1775), парусник «Сибёрд» (1850), бригантина «Мария Целеста» (1872), германский четырёхмачтовый барк «Фрея» (1902) – список кораблей, найденных в море без экипажа, можно продолжить. Объясните этот феномен.

Выдвиньте версию, объясняющую природу фонтана кита. «Жизнь на краю земли» Жак Кусто: Специалисты долго спорили о природе фонтанов у китов, однако, вопрос этот не решен и до сих пор. Первое объяснение было, разумеется, таким: это вода, которая выталкивается языком изо рта через дыхательные отверстия; однако подобная гипотеза не выдерживает критики, так как известно, что анатомически между ртом и носом кита не существует никакой связи. Позже появилось другое объяснение: китовый фонтан – влажный конденсированный воздух, и потому он становится заметным на холоде; но облачко, о котором идет речь, наблюдают как у полюсов, так и в тропиках. конце XIX века наиболее широкое распространение получила гипотеза, утверждавшая, что это облачко представляет собой густую аэрозольную смесь воздуха и мельчайших капелек влаги. Спустя какое-то время появилась новая гипотеза – о «расширении» газов, которые перед этим сжимаются в легких во время погружения. Возможно, истина кроется в сочетании двух последних гипотез: по-видимому, фонтан кита обязан своим происхождением как расширению воздуха, углекислого газа и паров воды, находившихся в легких, так и аэрозолю из микроскопических маслянистообразных капелек, образующихся в дыхательной системе кита.

Наука - это интересно. | ВКонтакте: Их жуткое пение озадачивало путешественников на протяжении тысячелетий. Марко Поло слушал их скорбные стенания в Китае, Чарльз Дарвин писал о холме, который чилийцы называли ревуном, а Джорджу Керзону, вице-королю Индии, казалось, что этот звук напоминает далёкие раскаты грома. С тех пор как сто лет назад Керзон составил список из 33 поющих дюн, к нему мало что добавилось. Да-да, из нескольких миллионов дюн в пустынях мира лишь 40 издают характерный рокот, когда их тревожит ветер или нога человека. Это прекрасный пример того, как современная наука, раскрывающая тайны субатомного мира и далёких пределов Вселенной, бессильно опускает руки, сталкиваясь с явлениями так называемого среднего масштаба: мы не знаем ни того, как работает наш мозг, ни того, как летает пчела (аэродинамика пчёл обсуждается не первое десятилетие). По крайней мере к разгадке пения дюн учёным удалось приблизиться. Это сделали Натали Вринд из Кембриджского университета (Великобритания) и её коллеги из Калифорнийского технологического института (США), которые потратили долгие годы на работу в калифорнийской пустыне. Запустите руки в песок – и вы услышите шуршание. Чем быстрее вы это сделаете, тем выше будет звук. Французские исследователи как-то провели лабораторный эксперимент и показали, что высота и громкость увеличиваются по мере роста скорости, с которой лопатка проходит сквозь песок. Если забраться на вершину дюны и съехать по самому крутому склону, раздастся потрясающий внутренности гул, напоминающий григорианский хорал в исполнении мощных басов и баритонов. Его можно различить порой километра за три. «Я всегда предупреждаю людей, которые этого ещё не слышали, о том, что сейчас произойдёт, но всякий раз они начинают дрожать вместе с дюной и кричать "боже мой"», – рассказывает г-жа Вринд. Причина кроется в том, что лежит под поверхностью дюны. Именно там шорох песчинок усиливается и отражается. «Зонд, который мы ввели в поющую дюну, позволил нам обнаружить очень твёрдый слой на глубине 1,5-2 м, – сообщает специалист. – Песчинки слипаются и удерживаются вместе карбонатом кальция благодаря либо проникшей внутрь дождевой воде, либо поднявшимся солёным грунтовым водам. Георадар показал несколько таких слоёв, расположенных параллельно друг другу. Если вызвать обвал, эти «волноводы» приведут к интерференции звуковых волн. Поверхность дюны между тем выступает в качестве гигантского громкоговорителя, усиливающего колебания, поэтому грохот, похожий на рёв двигателей самолёта, может раздаваться в течение минуты после того, как песок уже остановился. Распространение шума зависит от различий в акустических свойствах твёрдых слоёв и окружающего их песка. Поэтому зимой, с её обильными дождями, когда дюны насыщены влагой и этот резкий контраст исчезает, такое шоу невозможно. Можно ли говорить о том, что тайна поющих дюн разгадана? Не совсем. Французы продолжают считать, что более важную роль играет размер песчинок. Чтобы проверить истинность «гипотезы волноводов», надо создать полномасштабную искусственную дюну. А пока дискуссия продолжается.

Раскрыта тайна ползучих камней из Долины Смерти. В Долине Смерти в Калифорнии есть пересыхающее озеро. Долго не могли понять, как выходит, что камни на дне озера двигались (за каждым остается длинный след) но самого движения никто не видел? И вот наконец задачка была решена. Камни действительно движутся, но при довольно редком сочетании погодных условий. Зимой эта равнина покрывается водой, потом льдом. Весной лед тает и льдины плавающие под воздействием ветра начинают потихоньку двигать камни, которые оставляют на дне характерные следы.

Mystery of Death Valley's Sliding Rocks Solved | IFLScience. Moving the rocks requires a rare sequence of events, they discovered. First, the playa fills with water deep enough to form floating ice during the winter -- but shallow enough to expose the rocks. When temperatures plummet at night, thin sheets of “windowpane” ice form: At three to six millimeters, it's just thin enough to move freely but thick enough to maintain strength. Then on sunny mornings, the ice covering the pool begins to melt, breaking up into large floating panels that move across the playa with light winds of up to five meters per second. The floating ice push the rocks in front of them at low (almost imperceptible) speeds of up to five meters per minute, along trajectories determined by wind and the water flowing underneath -- leaving trails in the soft mud below.

Natalija Talalowa: «Муравьиные круги (муравьеворот, спираль смерти, карусель смерти, Death mill) – природное явление, состоящее в том, что один или небольшая группа муравьёв, на первый взгляд совершенно беспричинно, начинает бегать по замкнутому кругу, постепенно вовлекая в свой бесконечный цикл всё больше и больше других муравьев. Муравьи продолжают свой бег до тех пор, пока не падают замертво, и муравьиный круг продолжает своё вращение до полного истощения, оставляя за собой полчища погибших. Крупнейший американский мирмеколог Уильям Мортон Уилер в 1910 г. описал наблюдавшийся им в лабораторных условиях случай спонтанно возникшего муравьиного круга смерти, действовавшего на протяжении 46 часов. В 1921 году американский путешественник Уильям Биб в своей книге «Край джунглей» (Edge of the Jungle) описал виденный им в Гайане круг муравьёв-эцитонов окружностью около 365 метров, в котором каждый из муравьёв совершал полный цикл за 2,5 часа. Этот муравьеворот существовал 2 дня, усеивая почву мёртвыми телами, пока небольшая группа рабочих муравьёв, опять же – без видимой причины, не отделилась от общего движения и не увела за собой оставшихся в живых. Первое подробное исследование муравьиных кругов смерти провёл американский зоопсихолог Теодор Шнейрла в 1944 году. Он же отметил, что аналогичное явление было описано ещё в 1896 г. Фабром, наблюдавшим подобное круговое движение у гусениц походного шелкопряда».

Сестрорецк терроризируют пьяные свиристели › MR7.ru. Жители Сестрорецка заметили странное поведение свиристелей: пернатые перестали летать по прямой траектории. Вместо этого они врезаются в препятствия, падают на землю, бьются в окна, – в общем, ведут себя как пьяные, сообщает «100 ТВ». Оказалось, птицы действительно находятся в состоянии алкогольного опьянения. Эти воробьинообразные зимой питаются рябиной, которая забродила из-за влажной и теплой погоды, стоящей нынче в Петербурге. Переваривать последствия застолья птицы не в силах: они имеют короткий кишечник, потому этанол, быстро распадающийся в их большой печени, не успевает полностью всосаться в кровь. Одна особь в день может съесть больше своего веса, так что подобное всеобщее пьянство может серьезно сократить популяцию: птицы могут погибнуть от разрыва печени и других травм, полученных при столкновениях друг с другом и окружающими предметами.

 

Книги. Статьи

Блокаду Ленинграда пережили редкие бабочки. Конвергентная эволюция. Проблемы эволюции - Народ.

Образование для Новой Эры: технологии образования (БИОЛОГИЯ В ОТКРЫТЫХ ЗАДАЧАХ).

Животный инстинкт | ЖИВАЯ ПАРАЛЛЕЛЬ:

XX века Джек Стил определял бионику как «перенос идей и решений из живых систем в создание систем искусственных». Иногда компаниям необходимо учиться у живого совсем странным вещам – например, способности к слепоте и глухоте, навыку не чувствовать и не понимать.

Одна из самых трудных задач для компании – умение «гасить сигнал». Это хорошо поняли в американской корпорации General Electric (GE) и во многих других, которые в 1980–1990-е годы проводили децентрализацию. Система управления централизованной компанией страдает от избытка информации: все информационные потоки и бремя принятия решений сосредотачиваются на высшем уровне. В результате система «зависает». В отличие от корпораций, живые существа умеют «гасить сигнал»: только небольшая часть решений принимается «на высшем уровне» мозга, наряду с этим в организме существует множество автономных подсистем, которые действуют рефлекторно и позволяют мозгу включаться, только когда происходит что-то по-настоящему достойное внимания. В GE при Джеке Уэлче и в Shell при Ари де Гиусе постарались создать такую же систему: все решения оценивались по определенной шкале затрат, запрещалось передавать наверх принятие решений ниже определенной стоимости. Научить центральный офис GE «не видеть и не слышать» оказалось нелегким делом. Но в результате был создан фильтр, позволивший «мозгу компании» вмешиваться, только когда в этом была необходимость.

«Принимайте на работу фриков и девиантов», – призывает бизнес-гуру Том Питерс. И тут же напоминает, что живое принципиально ассиметрично. «Живые системы никогда не бывают в равновесии», – писал Эрвин Бауэр. Вывод: компания, где работают только «правильные» люди, будет мертвой. Одно из свойств живой компании – она оставляет место для асимметрии, то есть для тех же «странных» людей. Асимметрия еще один урок живого, который студенты изучили в курсе «Живая параллель».

No pain, no gain (букв. «без боли ничего не получишь») гласит английская пословица. «Одна из идей, которую менеджеры могут позаимствовать у живого, – развитие через боль», – считает Андрей Теслинов. «Обычно, когда менеджеры рассуждают о развитии, это только слово, жизнерадостная пустышка. По-настоящему развиваться может только живой организм. А для живого развитие – естественный процесс, в котором есть боль, старение и даже смерть», – продолжает он. Если компании уже удалось научиться «помнить будущее», преодолевать себя через крайности и даже защищать мозг от избытка информации, вполне возможно, рано или поздно удастся научиться и чувству боли. И тогда в системе мироздания корпорации наверняка поднимутся на ступеньку выше, над уровнем мусора под ногами.

 

Ученые впервые обнаружили пчел-солдат | KM.RU:

Вы, вероятно, могли слышать о солдатах-муравьях, чья первичная функция – охранять жилище от вторжений. Сегодня ученые обнаружили еще один вид насекомых-охранников в гораздо менее воинственном мире – мире пчел. Команда ученых из университета Сассекса обнаружила, что в колониях пчел, которых называют Жатай (впервые такие пчелы были обнаружены в бразильской провинции с таким названием) или Tetragonisca angustula, некоторые особи рождаются солдатами. Результаты исследования были опубликованы в журнале PNAS. Это первый известный науке пример пчел-солдат. Среди термитов и муравьев кастовая система является нормой: насекомые, различные по физическим признакам (размер, форма конечностей и т. д.), выполняют определенные функции в колонии. Разделение труда у пчел считалось до сих пор условным. «Рабочие пчелы выполняют различные задания в разное время, - объясняет профессор Фрэнсис Ратникс из университета Сассекса, который руководит исследованием. – Они чистят улей, откладывают личинки… затем кормят потомство и [наконец] охраняют жилище». Но в то время как большинство пчел-охранников выполняют эту роль в течение приблизительно дня, пчелы-вышибалы Жатай несут свою службу около недели, что, учитывая продолжительность жизни насекомых, довольно длительный срок службы.

Ученые пришли к выводу, что пчелы-солдаты Жатай – результат эволюционной «гонки вооружений». Такую физиологию они получили, чтобы противостоять враждебным видам – так называемым пчелам-разбойникам (Lestrimelitta limao). Доктор биологических наук Ричард Гиль, специалист по пчелам из Лондонского университета Роял Холлоуэй, объясняет, что общества насекомых могут «работать более эффективно», если особи различаются по размеру и строению и выполняют определенную работу. «Взять, например, вышибал в ночных клубах, секьюрити и игроков в регби, – приводит пример Гиль. – Это необходимо – быть большим, – чтобы более эффективно действовать в конфликтных ситуациях. Также и в мире пчел – для защиты от разбойников существуют более крупные особи в пределах колонии Жатай».

 

Мораль и нравственность у животных - Добрые руки:

Ученые-этологи, занимающиеся вопросами инстинктов и поведения животных, на протяжении долгих лет утверждали, что понятия морали животным неизвестны. Проще говоря, они не могут отличать зло от добра. В последнее время правда, эта позиция пошатнулась. «Раньше люди проводили четкое разграничение между своим поведением и поведением животных. Но сегодня у нас все больше научных доказательств того, что мораль и животные – понятия совместимые», – говорит этолог Марк Бекофф. Бекофф – почетный профессор экологии и эволюционной биологии Университета Колорадо и один из основателей движения «Этологи за этическое обращение с животными». Его обширные исследования натолкнули его на мысль о том, что мораль – черта характера, а не система, созданная людьми, и что в истории млекопитающих она также имеет место быть. До сих пор нравственные стороны поведения животных практически не изучались, но Бекофф считает, что млекопитающие все же с ними знакомы. Большая часть исследований Бекоффа касается волков и койотов. И те, и другие живут стаями, в которых поведение каждого из членов регулируется строгими правилами. Этолог наблюдал альтруизм, терпимость, прощение, установление справедливости, взаимные чувства – и все это, по его словам, лучше всего заметно, когда животные играют друг с другом. Именно в игре псовые с самого раннего возраста обучаются социальным кодексам поведения. Приглашая друг друга порезвиться, они принимают игровую позу: передние лапы лежат на земле, задние стоят. Даже если эта поза сопровождается агрессивными действиями, такими, как рычание и оскаливание зубов, поза не оставляет сомнений в игривых намерениях собаки. Во время игры доминирующие члены стаи будут давать возможность более слабым товарищам поменяться ролями, позволяя им опрокинуть себя на спину и стать ненадолго царем горы. Если один из «игроков» прихватит другого зубами чересчур сильно, он сразу же извинится, снова приняв игровую позу. Нарушение этих правил ведет к применению силы – волки и койоты неукоснительно соблюдают игровой регламент. «Мошенник» сталкивается с неприятными последствиями: члены стаи прекращают общаться с ним, а то и вовсе изгоняют из стаи, так что нечестных игроков, как правило, ждет ранняя смерть – преимуществами стайного «соцпакета» они пользоваться больше не могут.

 

П.Федичев, FAQ: Пренебрежимое старение - ПостНаука:

Старость, как кажется, знакомое явление, которое давно исследуют, и победа над ней – древняя мечта человека. Несмотря на это, мы практически не знаем, как стареют животные, которые нас окружают. В 2005-м году появилась первая работа американских биогеронтологов, обнаруживших, что так называемый сомалийский кот (или голый землекоп) совсем не похож в этом отношении на человека. Голый землекоп – это смешное слепое животное, крот, который живёт под землёй в Африке. Он тоже имеет высокую детскую смертность, однако примерно с двухлетнего возраста его смертность полностью стабилизируется, и животное размером с мышь живёт в неволе до 40 лет и, возможно, может жить больше, не показывая при этом никакого изменения функций, характерного для старения. По человеку довольно хорошо видно, сколько ему лет, но, глядя на голого землекопа, крайне тяжело определить, сколько он прожил. Это касается не всех голых землекопов, а только одной самки. Она окружает себя самцами, которые для неё охотятся и таскают пищу, и несколькими самками, которых она терроризирует до такой степени, что те не могут дать потомство. Таким образом, это животное полностью защищено от любых факторов внешней среды: не взаимодействует с хищниками, не выходит на поверхность. По видимому, именно в этом причина того, что запустился генетический отбор на увеличение продолжительности жизни. Учёные очень долго не могли поверить в то, что речь действительно идёт о пренебрежимо стареющем животном. Вызывал удивление и размер: обычно чем больше организм в природе, тем дольше он живёт, а землекоп не намного больше мыши... С 2005-го года, если верить Википедии, факт пренебрежимого старения подозревают в отношении уже примерно пятнадцати видов. Среди них голый землекоп – млекопитающее, океанская черепаха – пресмыкающееся, мидии – моллюски, огромный гренландский кит. Очень долго живут птицы: последние 30 лет существует программа окольцовывания гигантских альбатросов, и мы видим, что в мире есть сотни их особей с продолжительностью жизни больше этого времени. Это означает, что продолжительность жизни этих животных может быть и 70 лет, а, возможно, и больше. Но самое главное, что при таком размере и при таком уровне так называемого оксидативного стресса – одного из факторов, лимитирующих продолжительность жизни многих животных – никто не мог бы ожидать её на таком уровне. Продолжительность жизни людей тоже растёт примерно на 3 года каждые 10 лет, и это, по-видимому, связано с тем, что мы защитились от инфекционных заболеваний и хищников и большее потомство дают те, кто живёт дольше. Смертность людей, которым за 90 лет, перестаёт расти примерно до 100, возможно, 115 лет и остаётся на одном и том же – правда, очень высоком – уровне... Но если пренебрежимое старение наблюдается у голого землекопа, почему мы думаем, что такое может быть у людей? В пользу этого говорят две вещи. Первое: по-видимому (точно сказать нельзя, потому что статистика недостаточно велика), существует плато на кривой смертности у людей в очень высоком возрасте. Это говорит о том, что сам факт появления пренебрежимости в старении может распространяться на нас. Второе наблюдение: такой вид старения возникал в природе не один раз. Может быть, через 10 лет мы убедимся, что у значительного количества видов животных на нашей планете режим старения больше похож на таковой у голого землекопа, а не у людей. Возможно, люди слишком недавно появились и прошли через такое катастрофическое событие в своей истории, что мы генетически отобраны по признаку, который позволил нам его пережить, а отнюдь не по признакам, которые нужны для большой продолжительности жизни. Распространённость пренебрежимого старения, которую мы всё больше наблюдаем в природе, позволяет верить, что оно будет достижимо не только у 90-летних, но и в более раннем возрасте... Сейчас понятно, что пренебрежимое старение связано со стрессоустойчивостью животного. По-видимому, животные, которые либо живут в экстремальных условиях, либо способны переносить их (а жизнь под землёй в недостатке кислорода и в темноте может к ним относиться), порождает такие генотипы, которые могут пренебрежимо стареть. Именно стрессоустойчивость – это то, что нужно человеку для активного долголетия.

 

Н.Спасская, Аборигенные лошади:

Аборигенные лошади – это породы, которые были выведены в результате народной селекции. Они очень хорошо адаптированы к тем условиям, в которых сейчас содержатся. Для многих народов, существующих сейчас, коневодство является одним из основных отраслей сельского хозяйства. На территории России стоит упомянуть якутов, башкир, отчасти калмыков, народы, заселяющие Забайкалье и Алтайский регион.

Из всех аборигенных пород наиболее хорошо изучена якутская лошадь. Она обитает в условиях крайнего Севера, есть несколько группировок, которые живут в бассейне Индигирки и Колымы и являются самыми северными лошадьми в мире, они живут в условиях, в которых лошадь выжить не должна. Если проанализировать адаптивные способности лошадей, они оказываются очень пластичными. Без контроля и вмешательства со стороны человека они способны существовать в огромном спектре природных сообществ, начиная от тундры и заканчивая высокогорьями.

 

Участники - Архив программы Гордона. В.Алифанов, Ископаемые ящеры:

Находки первых рептилий (листозавра и тринаксодона) в Антарктиде подтверждают гипотезу, что в конце Палеозоя Южная Африка и Антарктида еще составляли единую часть суперконтинента. В начале Мезозоя (букв. «средняя жизнь») существовали виды рептилий, напоминающих скорее млекопитающих (особенно – в строении челюстей, зубов и нёба), которые были развиты выше, чем позднейшие мезозойские рептилии. Более того, высказывается предположение, что у них могли быть уже зачатки волосяного покрова и подкожного жирового слоя. Видимо, от них затем произошли современные виды млекопитающих. Но – прежде, чем сами они вымерли, вытесненные гигантскими ящерами. Причины их гибели не ясны. Видимо, в конце Пермского периода климат был довольно холодным, и физиологическая система, сохраняющая в организме тепло, была несомненным преимуществом. Однако, в Триасе произошло потепление, а данные виды рептилий были не способны охлаждать кровь и тело в жаркую погоду. В результате выжили только те виды, которые отличались относительно небольшими размерами – поскольку излучающая тепло поверхность кожи у мелких животных по сравнению с объемом их тела относительно больше, чем у крупных, они эффективнее избавляются от избыточного тепла. На исходе Триаса почти все млекопитающеподобные рептилии по размеру не превосходили крысу и питались растениями или насекомыми. Их «современниками» были так называемые текодонты, не имевшие ни шерсти, ни жирового слоя, и именно их потомки расселились по Земле к началу Юрского периода. Тогда появились летающие рептилии (из них появились первые птицы) и предки современных крокодилов. Существовали и рептилии, жившие преимущественно в воде. Всех отличали гигантские размеры, и все они по не ясной до сих пор причине вымерли к концу мелового периода. Причем именно тогда, когда суша разламывается на отдельные континенты, появляются млекопитающие – подобные современным утконосу и ехидне, они были однопроходными, кормили детенышей молоком, но еще, подобно динозаврам, откладывали яйца. Чуть позже выделилась группа сумчатых, которые были уже живородящими. Следующим этапом было появление плацентарных млекопитающих, которые не откладывали яиц и не нуждались в «сумке» для донашивания детенышей. В Кайнозойскую эру от огромного разнообразия рептилий остаются только крокодилы, ящерицы и черепахи (происхождение, эволюция и видовая «стойкость» последних также представляет собой загадку). В то же время появляются млекопитающие – примитивные копытные и креодонты (хищники), отличающиеся еще очень небольшими размерами мозга. В настоящее время выделяют два основных отряда динозавров – ящеротазовые с трехлучевым строением таза (как у крокодилов) и птицетазовые, с четырехлучевым тазовым поясом (как у птиц). И те, и другие передвигались на четырех конечностях, хотя соотношение передних и задних конечностей у разных видов могло существенно различаться. Например, брахиозавр имел длинные передние конечности, а бронтозавр – укороченные. Практически у всех динозавров была чешуйчатая кожа со слабо выраженной пигментацией. Установлено, что динозавры не издавали никаких звуков, что вообще характерно для рептилий (из современных ящериц, например, может издавать звуки только гаттерия, кроме того, нечто в роде писка и стона могут издавать крокодилы). Гигантские рептилии юрского периода подразделялись также на разные подвиды в зависимости от среды обитания. Кроме наземных, существовали водные ящеры, которые морфологически отличались от рыб. Их существует несколько видов, обычно объединяемых названием ихтиозавр (букв. «рыбо-ящер»). Они были от 3 до 13 метров длиной. Вытянутыми челюстями и веретенообразным телом они напоминали современных дельфинов, а высокий вертикальный хвостовой плавник придавал им сходство с быстроплавающими пелагическими рыбами. С приобретением ласт рыбоящеры лишились возможности выходить на берег, став на путь живорождения. Об этом известно по находкам беременных самок ихтиозавров на известном в Германии местонахождении Хольцмаден. 200 млн лет назад, или в начале юрского периода, там существовал отделенный от моря отмелями залив, который из-за скопления ядовитого сероводорода в придонном слое превратился в гибельную для молодых и сильных животных ловушку. В конце юрского периода ихтиозавров коснулась тень вымирания. Однако еще с середины мезозоя в царстве морских драконов поселились завроптеригии, или крылоящеры. Основу разнообразия этих рептилий составляют плезиозавры. Они отличались коротким хвостом и четырьмя крупными конечностями-ластами, с помощью взмахов которых можно достаточно быстро продвигать обтекаемое тело в толще воды. Такое плавание называют «водный полет». Среди современных животных в воде «летают» тюлени, морские черепахи и пингвины. Характерная для некоторых плезиозавров длинная шея позволяла легко хватать добычу с ходу, а крупноголовые и короткошейные формы размерами и охотничьими повадками напоминали современных кашалотов. Особый интерес представляют летающие ящеры, птерозавры, которые обладали крыльями с особой перепонкой. Все они, как правило, были хищниками. Размеры летающих ящеров были обычно не очень велики, кроме того, собственно летающими их можно назвать лишь условно – это был не собственно полет, но скорее планирование на относительно небольшой высоте. Птерозавры обладали также цепкими лапами с когтями, при помощи которых могли с легкостью перемещаться по веткам деревьев. Далеко не все детали строения древних ящеров в настоящее время функционально ясны для современных палеонтологов. Так, например, стегозавр, который достигал 6 метров в длину, но высотой не превышал 3, имел вдоль стены характерный двойной ряд треугольных роговых щитов, точное назначение которых не ясно. Щитки сидели глубоко в мышцах стегозавра, прилегающих к позвоночнику, что явно давало ему возможность поднимать и опускать их. Однако – цель этого не совсем понятна, возможно – они играли роль своего рода брони и оружия. Из последнего ясно, что с распространением и развитием на земле гигантских рептилий все большая их часть постепенно переходит к белковой пище, требовавшей одновременно и изменений в образе жизни, и строении тела. Если поедание зеленой массы, которая в тот период при теплом и влажном климате была очень обильна, не требовало ни быстроты реакции, ни особого оружия, то хищные динозавры неизбежно должны были и выглядеть, и вести себя уже иначе. Характерный пример – дейноних – ящер, размеры которого не превышали 2,5–3 м, с громными когтями, некоторые из которых были явно предназначены для разрывания толстой кожи гигантского динозавра... Порой в вихрях эволюции крупные и прожорливые хищники исчезали, не оставляя достойных преемников на роль «царя зверей». И тогда маленькие старожилы планеты сами превращались в сверхпожирателей. Длина крупнейшей современной ящерицы достигает 3,5 м. Именно столько достаточно, чтобы варану с острова Комодо прослыть драконом. В рационе этого гиганта значатся свиньи и даже олени. Немного больше миллиона лет назад в Австралии обитали семиметровые мегалании, которые вымерли вслед за своей главной добычей – дипротодонами, сумчатыми кроликами размером с бегемота. Однако рекорда среди ящериц достигли ископаемые мозазавры. Эти создания пережили расцвет во второй половине мезозойской эры или во времена царствования динозавров тираннозавров. Крупнейшие мозазавры не уступали размерами признанным гигантам, достигая иногда 15 м в длину. Вот только встретиться с тираннозаврами они не могли, поскольку, в отличие от всех своих ближних и дальних наземных сородичей, являлись водными обитателями... Мезозой длился 180 млн лет. За этот колоссальный промежуток времени сдвигались со своего места материки, возникали и разрушались горы, разливались и отступали моря. Теплый и ровный климат на протяжении большей части мезозоя способствовал небывалому расцвету разных групп пресмыкающихся, среди которых хозяевами мезозойских континентов стали различные по размерам, внешнему облику и образу жизни динозавры. На рубеже триасового и юрского периодов начинается эпоха наступления морей на выположенные участки континентов. Вскоре над затопленной сушей закружили, расправив своиплавники-крылья, водные ящеры. Многоликость мира этих хищных существ определялась изобилием добычи – рыбы и головоногих моллюсков, неограниченно плодившихся в теплых водах континентальных морей. Однако, практически все виды плавающих рептилий постепенно вымерли, кроме мозазавра, который к середине мелового периода расселился почти во всех водоемах... В конце позднемеловой эпохи произошло всеобщее снижение биологического разнообразия, затронувшее разные группы растений и животных. Множество выдвинутых по этому поводу объяснений сводится к двум главным направлениям. В рамках одного из них обсуждается возможность связи между исчезновением тех или иных организмов с действием конкретных катастрофических факторов. Сейчас, например, популярна гипотеза о падении на Землю огромного астероида диаметром 10 км, взрыв которого при ударе о поверхность планеты вызвал глобальное запыление атмосферы и кратковременное похолодание, сказавшееся на вымирании разных (но почему-то далеко не всех) биологических видов. Гипотезы другого типа подчеркивают силу воздействия на органический мир малозаметных и постепенных причин некатастрофического характера. Палеонтологам давно известно, что история жизни на Земле не имеет размеренного характера, а представляет собой процесс перехода в состояние расцвета одних биологических форм или групп и упадка для других. Горообразовательные процессы, оледенения, дрейф континентов, колебания уровня мирового океана и изменения средней температуры океанической воды – некоторые наиболее важные факторы, которые по отдельности или вместе сказывались на изменении климата планеты. Последние проявлялись в виде чередования холодных и теплых или сухих и влажных эпох, что непременно оказывало влияние на изменения в составах фаун и флор. С биологической точки зрения проблема вымирания мозазавров не представляется неразрешимой. Распространение хищников всегда зависит от наличия конкурентов и обилия добычи. Известно, что в конце мелового периода в морских бассейнах сокращается разнообразие и биомасса головоногих моллюсков. Одновременно широкое распространение получают подвижные и маневренные костистые рыбы, которые в подавляющем большинстве населяют современные реки, озера и моря. Для мозазавров новая добыча могла оказаться слишком неудобной. Интересное наблюдение сделал в конце XIX века известный американский палеонтолог Сэмюэл Уиллистон. Он заметил, что ископаемые находки морских ящериц не содержат костей молодых животных. Это навело ученого на мысль о возможности обитания молоди мозазавров в каких-то особенных условиях. Например, в период размножения самки мозазавров вполне могли заходить в эстуарии и дельты рек для откладки яиц на песчаных пляжах. Юные мозазавры какое-то время проводили в речной воде, спасаясь от акул, и только с возрастом выплывали в открытое море. Весьма вероятно, что к концу мелового периода стали сокращаться площади пригодных для откладки песчаных пляжей. Между тем к концу мезозоя в береговых зонах развивают активность эвзухии – крокодилы современного облика, а также птицы и млекопитающие. Истребляя яйца и молодь мозазавров, представители этих групп несомненно оказали влияние на процесс вымирания морских ящериц. Спустя миллионы лет закрепиться в роли верховных правителей морских просторов имели шанс змеи, несколько групп которых в первой половине кайнозоя ринулись осваивать роль водных хищников. Однако резкое похолодание в середине кайнозоя не позволило реализоваться им в качестве еще одной династии. А эстафету крупных морских животных подхватили китообразные и ластоногие. В отличие от рептилий, эти группы млекопитающих обладают способностью выдерживать температурные колебания воды, благодаря чему их нередко можно увидеть в богатых пищей приполярных морях. В настоящее время существует «предание», что отдельные виды ископаемых рептилий каким-то чудесным образом сумели сохраниться и существуют в отдельных районах в наши дни. В первую очередь следует назвать, конечно, знаменитое чудовище озера Несс в Шотландии. Косвенным «подтверждением» реальности этого существа может послужить тот факт, что упоминания о подобных существах, живущих в озерах Шотландии и Ирландии часто встречаются и в средневековых источниках – хрониках и житиях святых. Однако, это «подтверждение» может интерпретироваться и, напротив, как аргумент против реальности чудовища из Лох-Несс: это означает лишь то, что легенды о нем существовали очень давно и сумели «дожить до наших дней». Источником для возникновения подобных преданий, которые встречаются и среди жителей прибрежных районов возле о. Байкал, и в Китае, в Японии и др., скорее всего послужили найденные там еще в давние времена кости динозавров, явно поразивших воображение древних людей. Кроме «динозавров», среди легендарных животных можно назвать и огромных змей – например, огромного червя Олгой-хорхой, о котором бытуют предания в Монголии. Говорят, что он имеет более полутора метров в длину, способен очень быстро закапываться в песок и смертельно поражать человека, находящегося на расстоянии от него.

Задание. Переложите перипетии выживания динозавров на экономические сюжеты. Венчурные фирмы, бизнес-инкубаторы, конгломераты и т.д.

 

Всеволод Белькович, День Дельфина:

Дельфины дают нам множество примеров того, каких рекордов достигла эволюция, шлифуя организацию живых существ. Конечно, это свойственно не только дельфинам, но по ряду причин дельфины оказались в поле общественного интереса. Итак, что же есть удивительного в дельфинах? Прежде всего, очень высокий уровень организации нервной системы. Если сравнить вес мозга у разных млекопитающих, сравнимых по весу тела с человеком (такое сравнение корректно только животных со сходной массой тела, ведь явно бессмысленно сравнивать по весу мозга мышь и слона), то оказывается что дельфины – единственные, у кого вес мозга сравним с весом мозга человека или даже превышает его; у всех остальных млекопитающих сходного размера, даже у человекообразных обезьян, мозг в разы меньше. Зачем дельфину гигантский мозг? Чтобы обеспечивать высокоорганизованное поведение. Сложное поведение демонстрируют многие высокоорганизованные млекопитающие (кстати, и птицы тоже), но дельфины могут похвастаться тем, что другим (за исключением человека) едва ли доступно. В своем охотничьем и оборонительном поведении они не просто действую координировано (это умеют и другие), но строят эту координацию в том числе в расчете на БУДУЩИЕ действия сотоварищей, а не только на их действия в данный момент. Так строятся социальные отношение в человеческом обществе, но животные этого не умеют – кроме дельфинов. Высокоорганизованное коллективное поведение требует средства общения – языка. То, что у дельфинов имеется развитая система звуковой сигнализации для взаимного общения – факт бесспорный, известно, как выглядят эти звуки. Вопрос в том, насколько сложна эта система и способна ли она к передаче абстрактных понятий, подобно человеческой речи. Вот это пока неизвестно. Неоднократные попытки решить расшифровать какие-то элементы языка дельфинов не дали определенного результата – ни «да», ни «нет», несмотря на остроумные эксперименты. Но и это тоже результат: он показывает, что язык дельфинов не относится к простейшим, построенным по принципу «один сигнал – одно значение». Кроме того, высокоорганизованное поведение дельфинов основывается на исключительных возможностях их сенсорных систем (зрения, слуха). В отличие от, например, человека, ведущим способом ориентации у дельфинов является не зрение, а слух. Это понятно – вода не очень благоприятная среда для использования зрения, просто потому, что прозрачность ее намного меньше, чем воздуха. А вот для распространения звука на большие расстояния вода как раз более подходящая среда, чем воздух. Поэтому уши дельфина во многом заменяют ему глаза. Это возможно благодаря тому, что дельфин использует принцип эхолокации: он излучает специально для этого предназначенные звуки, облучая ими, как прожектором, окружающую обстановку, и слышит эхо – отражение этого звука от окружающих предметов. По этому эхо дельфин совершенно безошибочно определяет не только то, где и на каком расстоянии находится тот или иной предмет, но и что это за предмет – рыба, камень, препятствие, другой дельфин или человек. Принцип эхолокации нам давно известен и широко применяется в технике, но вот вопрос: почему мы не можем ориентироваться, скажем, в темноте, слыша эхо от окружающих предметов? Вот тут-тои нужны уникальные способности слуховой системы дельфина. Во-первых, дельфин слышит почти в 10 раз более широкий диапазон звуковых частот, чем человек. Ведь звук – это механические колебания воздуха или воды с разными частотами; частота определяет тональность звука. Человеческое ухо воспринимает частоты колебаний до 15–20 тысяч в секунду, ухо дельфина – до 150–200 тысяч в секунду. Уже одно это предоставляет в распоряжение дельфина звуковую «палитру», несопоставимую с тем, что имеем мы. Но этого мало. Слух дельфина в 10–100 разчувствительнее (по звуковой мощности) чем звук человека, то есть дельфин способен уловить звук, в десятки раз более слабый, чем доступный человеческому слуху. И это притом, что орган слуха человека – тоже не самое грубое творение природы: порог слуха человека соответствует мощности примерно и 10⁻¹⁴ ватта (чтобы такой мощностью вскипятить чайник воды, нужно примерно триллион лет!). А слух дельфина еще в десятки раз чувствительнее. Но это еще не все. Мало услышать звук – нужно еще детально проанализировать его, разложить на составляющие его частоты, чтобы по этому спектру частот отличить один звук от другого. Мы померили остроту частотной избирательности слуха дельфина: она оказалась в 3–4 раза выше, чем у человека (а слух человека способен различать очень тонкие оттенки звуковых образов). Но и это еще не все. Ведь любой звуковой сигнал – это не только определенный набор частот, но и определенная динамика изменения всего этого набора частот во времени. Чтобы успешно различать эту динамику, слух должен обладать достаточно совершенным свойством, которое называют временной (ударение на последнем слоге) разрешающей способностью. И эту характеристику слуха дельфинов удалось померит. И она тоже оказалась выше, чем у человека. Но не в несколько раз, а в десятки раз! Человек способен различать изменения звука во времени, если они следуют с темпом не выше 50–70 в секунду; дельфин – почти до 2000 в секунду. Каким образом дельфину удалось достичь таких рекордных показателей – разговор долгий и слишком уж специальный. Но ясно, для чего все это нужно: именно для того, чтобы можно было по слуху ориентироваться в воде даже в условиях, когда зрение оказывается бесполезным. Это не означает, однако, что зрение для дельфина ненужно. Когда позволяет обстановка, он пользуется зрением очень активно. Правда, рекордами по части остроты зрения дельфин похвастаться не может: оно у него хоть и вполне нормальное, но не сверхострое. Но очень острое зрение дельфину все равно не нужно в той среде, где он обитает. Зато оно обладает важной особенностью: дельфин практически одинаково хорошо видит и под водой, и над водой, в воздухе. Что само по себе заслуживает внимания: ведь вода и воздух – среды с весьма различными оптическими свойствами (коэффициентами преломления). Поэтому глаз человека, приспособленный для зрения в воздухе, плохо (расфокусированно) видит в воде, если только ныряльщик не одел специальную маску. А глаз рыбы, приспособленный для зрения в воде, плохо видит в воздухе. Дельфин без всякой маски хорошо видит и в воде, и в воздухе. Каким образом можно этого достичь? Ответ, в принципе, известен, это принцип той же самой маски: поверхность, перед которой вода сменяет воздух и наоборот, должна быть не выпуклой, как роговица глаза, а плоской. Но в том-тои дело, что этот рецепт для глаза плохо подходит. Форма глаза поддерживается избыточным внутриглазным давлением, как у надутого воздушного шарика, а при этом эластичная роговица глаза обязательно становится выпуклой. Поэтому чтобы решить проблему, дельфинам пришлось радикально перекроить всю организацию глаза, начиная с его важнейшей части – световоспринимающей оболочки, сетчатки. Дело в том, что в сетчатке глаза есть относительно небольшая область, обладающая наивысшей разрешающей способностью; именно она определяет остроту зрения. Как правило, эта область одна и только одна, и располагается она в центральной части поля зрения. Не так у дельфинов: у них две таких области в каждом глазу, и располагаются они ближе к периферии сетчатки. Для чего это нужно? Благодаря особой форме хрусталика и зрачка, свет на эти области сетчатки попадает не через центр роговицы, где она наиболее выпукла, а через ее края, где она растянута таким образом, что становится почти плоской. Вот и решение проблемы. Но это все было о нервной системе и органах чувств. А у дельфинов есть в запасе немало и других «изобретений». К примеру, каким образом дельфин, ныряя под воду с однократным запасом воздуха в легких и при этом активно двигаясь, то есть расходуя энергию, может долгое время оставаться под водой и при этом не испытывает удушья? Самое интересное, что никакого особого, отдельного секрета здесь не оказалось. Просто дельфин более экономно, чем наземные животные, обходится с доступным ему запасом кислорода на всех этапах его использования, а в сумме результат получается поразительный. Сравним: человек при спокойном дыхании обменивает при каждом вдохе примерно 20% объема воздуха, дельфин – около 80%. Затем, из содержащегося в воздухе кислорода мы извлекаем лишь примерно пятую его часть, так что в выдыхаемом воздухе еще полно кислорода; дельфин же за время нахождения под водой «высасывает» кислород из легких почти что насухо. А к тому же и в крови накапливается значительное количество кислорода за счет высокого содержания связывающего кислород гемоглобина. А в помощь гемоглобину есть еще аналогичное, тоже связывающее кислород, вещество в мышцах – миоглобин. Когда кончается кислород в легких, можно еще какое-то время продержаться за счет этого кислородного запаса в гемоглобине и миоглобине. Так, сэкономив немного на одном этапе, немного на другом, третьем – дельфин может плавать под водой десятки минут (а крупные киты – больше часа), прежде чем подномется к поверхности до нового вдоха. И вот еще что интересно: решение кислородной проблемы за счет его экономии дает дельфину еще одно преимущество: он не страдает кессонной болезнью. Водолаз, пробывший под водой долгое время, не может сразу подняться на поверхность: из-за того, что в его легкие подавалось большое количество воздуха под давлением, кровь его насыщена азотом, и если водолаз быстро поднимется из глубины, где давление велико, к поверхности, где оно нормальное, то растворенный в крови азот вскипит пузырьками, и результат будет катастрофическим. Иногда, проработав под водой лишь десятки минут, водолаз должен потом тратить часы на медленный подъем к поверхности, чтобы растворенный в его крови азот успел безболезненно улетучиться через легкие. Дельфин может пробыть под водой долго, но в его крови растворяется не больше азота, чем содержалось в одном «глотке» воздуха, и это совершенно не опасно, даже если дельфин пулей вылетит на поверхность. Кстати, о «пулей вылетит»: дельфины – отличные пловцы и могут плыть с очень большой скоростью. Чтобы с такой же скоростью двигался даже небольшой катер, ему нужен двигатель в десятки лошадиных сил, дельфину – одна «дельфинья сила». Давно уже английский зоолог Грей подсчитал по известным в гидродинамике формулам, сколько энергии должно тратить тело, размером и формой как дельфин, чтобы двигаться с такой скоростью, и сколько энергии дает дельфину его энергетический обмен. Результаты не сошлись: получилось, что дельфин имеет в своем распоряжении в несколько раз меньше энергии, чем нужно было бы для движения. Отсюда возникло предположение, что дельфин умеет как-то снижать гидродинамическое сопротивление воды; тогда, действительно, энергии нужно в несколько раз меньше. Как это удается дельфину – пока не совсем ясно, но есть несколько остроумных идей. Так что удивительных «сюрпризов» в распоряжении дельфинов немало, и на самом деле они значительно интереснее, чем вся мистическая чепуха. Нужно только суметь увидеть это интересное. Вопрос только вот в чем: это только дельфины такие замечательные создания, достойные всяческого удивления? Нет, конечно. Есть среди животных немало и других примеров, достойных удивления – всяк со своим сюрпризом. Дельфинам в некотором смысле повезло, что на них обратили особое внимание. Отчасти это связано с особенностями их поведения. Дельфины очень контактны по отношению к человеку, легко приручаются и охотно сотрудничают с человеком. Поэтому они содержатся во многих океанариумах, морских парках и тому подобных заведениях, что дает обширные возможности их изучения. Но сотрудничество дельфинов с человеком, разумеется, возможно не только в зрелищной области. Они могут быть отличными помощниками при любых подводных работах, в том числе и поисково-спасательных, геологоразведочных, и всяких других. Их отличные ориентационные способности делают их использование в этих областях исключительно эффективным.

 

Сергей Беэр, Паразитизм в живых системах:

Слово паразит происходит от греческого parasites – нахлебник; кроме того: паразит = para – рядом + sition – пища, sitos – питание. В древней Греции, во времена Перикла (V век до н. э.), был закон, по которому видные государственные деятели в старческом возрасте переходили на иждивение государства. Для таких лиц строились специальные пансионы, которые назывались параситариями, самих жильцов называли парас(з)итами. Кроме этого, паразитами называли и всех тех, кто пользовался общественным столом, был завсегдатаем общественных пиров (шуты, музыканты и др.). В Римской империи слово паразит получило иной смысл, который сохранился и до сих пор, а именно: существующий за чужой счет. В таком смысле слово паразит было заимствовано биологией, ветеринарией и медициной – организмы, живущие за счет особей другого вида, питающиеся соками, тканями или переваренной пищей своих хозяев и обитающие внутри или на поверхности их тела временно или постоянно... Объективные причины состоят в трудности провести достаточно четкие границы между паразитизмом и некоторыми другими, сходными с ним явлениями, реально существующими в природе, с позиций критерия пользы-вреда. Все эти явления, так же как и паразитизм, всегда связаны с облигатными ассоциациями организмов, принадлежащих к разным видам. В природе существует огромное разнообразие таких ассоциаций. Попытки их классифицировать на основе критерия пользы-вреда привели к выделению трех основных типов, которые обычно так или иначе связываются с понятиями симбиоза, комменсализма, паразитизма и мутуализма. Напомним, что симбиоз, согласно де Бари (1879), автору этого термина, представляет собой любую форму облигатного сожительства двух разновидовых организмов. Обычно выделяют три основные формы симбиоза, различающиеся характером складывающихся между сожителями взаимоотношений:

Комменсализм (фр. Сommensal – сотрапезник; лат. Cum – с + mensa – стол) является односторонне выгодным сожительством, при котором комменсал использует партнера в своих интересах, не оказывая ему взамен никаких услуг и не причиняя никакого вреда.

Паразитизм (гр. Parasitos – нахлебник; рага – около, возле + sitos – питание) – антагонистическая форма симбиоза, при которой паразит извлекает выгоду из сожительства с партнером, нанося при этом последнему вред.

Мутуализм (лат. mutuus – взаимный) – взаимовыгодный симбиоз, при котором партнеры становятся не только полезными друг другу, но и взаимно необходимыми.

Таким образом, в обобщенном виде складывается довольно простое соотношение этих основных четырех понятий. Все эти понятия хорошо известны многим, однако, вряд ли известно широкому кругу, насколько неоднозначно они разграничиваются специалистами. Трудности, возникающие при разграничении этих понятий, коренятся в субъективности и относительности самого критерия пользы-вреда, на основе которого они выделены. Субъективность критерия состоит уже в том, что нет плохих или хороших природных явлений, вредных или полезных, а таковыми их делают наши оценки, а они всегда в той или иной мере субъективны. Продолжение дискуссии о сущности паразитизма в том формате, в котором она безрезультатно ведется уже вторую сотню лет представляется бесперспективным. Без смены парадигмы она с таким же успехом может продлиться еще столько же. Попробуем сменить парадигму, чтобы выявить другой, новый аспект тех же явлений. Посмотрим на существующее многообразие облигатных разновидовых ассоциаций организмов (то, что паразитизм является одной из форм таких ассоциаций, пожалуй, единственное что признается всеми) с точки зрения характеристики типов среды обитания их участников. Но прежде противопоставим их всем свободноживущим существам, живущим поодиночке и никогда не образующим обязательных разновидовых ассоциаций. Все многообразие облигатных разновидовых ассоциаций организмов распределится между двумя предельно крупными группами. В первую войдут такие ассоциации, в которых оба партнера являются обитателями общей для них среды, и оба взаимодействуют с ней непосредственно. Каждый из них достаточно хорошо приспособлен к общей для них среде, и тем не менее они живут вместе, потому что так им проще жить и легче приспосабливаться к возможным переменам. Дело в том, что партнеры (односторонне или взаимно) предпочитают приспосабливаться к среде не путем изменения собственной организации, а путем использования особенности, уже имеющейся у партнера. Классическим примером ассоциаций такого типа является сожительство актинии Adamsia palliata и рака-отшельника Eupagurus prideaxi. Этот самый подвижный и драчливый рак-отшельник предпочитает мелкие раковины в качестве своего домика. Они едва прикрывают его мягкое брюшко, а головогрудь остается не прикрытой. Чтобы защитить себя от возможных врагов, рак ищет актинию и клешней переносит ее на край раковины. Стрекательные клетки актинии весьма успешно защищают рака, а остатки пищи, добытой раком, без труда улавливаются и поедаются актинией. Другой пример – рыбы прилипалы и акулы. Именно такой тип сожительства считали симбиозом. Оно представляется наиболее перспективным с точки зрения проблемы формирования многообразия земных форм жизни и роли в этом процессе организмов, образующих разновидовые ассоциации различного типа. В ассоциациях второго типа один из партнеров поселяется внутри тела другого – хозяина. Здесь складывается принципиально иная ситуация: партнеры являются обитателями разных сред. Хозяин живет в биокосной, скажем водной среде, а его обитатели (назовем их онтобионтами) в живой, внутри организма хозяина. Если хозяин подвергается влиянию факторов, действующих в биотопе (в биокосной среде) и реагирует на них, стремясь так или иначе сохранить постоянство своей внутренней среды, то онтобионты оказываются вне зоны прямого влияния этих факторов. Все воздействия биокосной среды доходят до онтобионтов лишь в том случае, если они отражаются на состоянии внутренней среды хозяина и лишь в той мере, в какой они меняют это состояние. При этом чаще всего они трансформируются в качественно иные воздействия. Например, интенсивность солнечной радиации отражается на состоянии большинства онтобионтов только через изменения метаболизма хозяина. Среди ассоциаций обоих типов (симбиотических и онтобиотических) можно обнаружить и паразитические, и комменсальные, и мутуалистические по характеру взаимоотношений между партнерами. Ведь принципиальные различия между ними определяются не критерием пользы-вреда, а характером или типом среды обитания обоих партнеров. Эти различия становятся особенно очевидными и наглядными при попытке смоделировать гипотетическую ситуацию радикальной смены среды обитания. Судьба симбиотических ассоциаций вероятнее всего окажется плачевной. Предположим, что рак-отшельник выполз на сушу и поселился там. Его альянс с актинией развалился бы тут же. Он мог бы сохраниться только при условии, если оба партнера в состоянии освоить новую для них среду обитания. И если для рака это теоретически возможно, то для актинии это исключено «по определению», не та у нее организация. Совсем по-другому складывается в аналогичной ситуации судьба онтобиотических ассоциаций. Если хозяин осваивает новую среду, то для его обитателей ничего (или почти ничего) не меняется, по крайней мере на данном отрезке их жизненного цикла, поскольку основные параметры внутренней среды хозяина, значимые для его внутренних обитателей, остаются при этом более или менее постоянными. Примером могут служить амфибиотические земноводные и их внутренние обитатели – лягушка и ее легочные нематоды, последние остаются в лягушках, прекрасно себя чувствуя, и тогда, когда лягушки находятся в воде, и когда совершают наземные прогулки. Смена парадигмы позволяет осознать потрясающий факт. Жизнь начала осваивать помимо водной, наземной и воздушной еще одну предельно крупную сферу – совокупность всех живых организмов (онтосферу по Е. Н. Павловскому, отсюда и предлагаемый термин «онтобионт»). Это грандиозное крупномасштабное событие в эволюции жизни на Земле! По своей значимости в формировании биоразнообразия оно не уступает выходу жизни из океана на сушу, а то и превосходит его! Вряд ли найдется на Земле существо, свободное от внутренних его обитателей. Онтобионты освоили все уровни организации жизни от примитивных прокариот (бактерий) до наиболее высоко организованных млекопитающих. Более того, им стали доступны буквально все части живого организма (отдельные органы, ткани и клетки). Оказалось даже, что внутриклеточные онтобионты способны заселять не только цитоплазмуклетки-хозяина, многие из них освоили ядро клетки, перинуклеарное пространство и даже митохондрии («силовые станции» клетки). Бесчисленное разнообразие весьма специфических «живых» микробиотопов, заселенных в разное время живыми существами, уже само по себе объясняет огромного видовое разнообразие этих существ. Не будь онтобионтов, мир живых существ обеднел бы как минимум наполовину! По сути дела можно утверждать, что существующее ныне на Земле многообразие форм жизни сформировалось в огромной мере благодаря экспансии жизни на самое себя. Онтобиоз и онтобионты – это не структурная организация, а образ жизни, т. е. явление по своей сути экологическое. Поэтому, онтобиоз приобретает смысл только в экологической структуре биоразнообразия (классификации жизненных форм или разновидовых ассоциаций различного типа). Решать фундаментальные проблемы, связанные с эволюционными процессами освоения живыми существами живой среды обитания и их ролью в формировании многообразия форм жизни на Земле невозможно, оставаясь в рамках классической паразитологии с ее традиционными представлениями о сущности паразитизма, которые выносят за скобки мутуалистические и некоторые комменсальные ассоциации, онтобиотические по своей сути. В связи с этим представляется, что в будущем паразитологии предопределена судьба прикладной науки, призванной изучать соответствующие аспекты облигатных разновидовых ассоциаций организмов, взаимоотношения в которых имеют отчетливо выраженную патогенную составляющую. Но прежде паразитологии предстоит высокая миссия, ведь именно ей мы обязаны зарождением представлений о новом способе существования организмов (жизни внутри живой среды обитания). И именно полуторавековая, все еще длящаяся, острая и, казалось бы, безрезультатная дискуссия о сущности паразитизма является «питательной» средой для формирования этих представлений. В недрах современной общей паразитологии уже давно зреет зародыш новой фундаментальной науки, которая будет заниматься поисками общих закономерностей возникновения и развития жизни внутри жизни. Ее объектом станут все облигатные разновидовые ассоциации организмов (в том числе и паразитические), в которых один партнер непременно ориентирован на использование другого в качестве своей среды обитания. Может, она будет называться онтобиологией? Онтобионты (и паразиты в том числе) являются естественными и непременными компонентами всех природных сообществ и играют весьма существенную роль в устойчивом их функционировании. Численные взаимоотношения регулируются прежде всего теми паразитами, которые высоко патогенны для своих хозяев и вызывают у них остро протекающие заболевания с высокой летальностью. При наличии в составе биоценозов таких паразитов чрезмерное размножение их хозяев ведет к эпидемическим вспышкам, которые быстро снижают численность популяции хозяев, вслед за чем идет на убыль заболевание, в том числе и из-за возрастания уровня резистентности в оставшейся части популяции хозяина. Снижение патогенного пресса приводит к стабилизации численности хозяина. Ситуация имеет обыкновение периодически повторяться, и всякий раз когда это случается, патогенный паразит выступает в роли некоего регулятора, удерживающего колебания численности популяции хозяина вокруг определенной нормы. Без подобной регуляции со стороны паразитов и хищников устойчивое функционирование сообществ было бы невозможным. Таким образом ведут себя в природных очагах прокариоты – возбудители чумы, туляремии, желтой лихорадки. Много таких примеров можно найти и среди паразитов животной природы (моногенеи, паразитические инфузории рыб и др.). Постоянство качественного состава природных экосистем регулируется паразитами путем предотвращения вторжения новых, чуждых элементов. Как правило, эта роль принадлежит паразитам, не вызывающим у их естественных хозяев тяжелых последствий (антагонизм преодолен в процессе длительной совместной эволюции). Классический пример – нагана или сонная болезнь. В африканских саваннах в крови многих с виду здоровых копытных (антилоп) живут возбудители этой болезни – жгутиконосцы Trypanosoma brucei, переносчиком которых служат мухи цеце, для которых паразиты тоже не представляют опасности. Но каждое попавшее в саванну постороннее копытное (например, домашнее) или человек, не обладающие устойчивостью к нагане, быстро гибнут. Таким образом, трипаносомы не допускают в состав природного сообщества чуждые ему виды, сохраняя тем самым постоянство его качественного состава. Образно говоря, паразиты, передаваемые мухой цеце, являются своеобразными боевыми сочленами сообщества. Катастрофический вред паразиты наносят организму хозяина, как правило, только тогда, когда это необходимо для реализации их жизненного цикла. И этот вред всегда оказывается скомпенсированным на уровне популяции хозяина. Исключением из этого правила являются только случаи эволюционно молодых ассоциаций, еще не стабилизированных в процессе естественного отбора (или совсем новых). Тогда возникают острые ситуации и на популяционном уровне (эпидемии, эпизоотии), которые могут серьезно (даже катастрофически) сказаться на численности популяции хозяина. Как правило, такие ситуации возникают не без вмешательства человека в природные экосистемы в процессе хозяйственной деятельности. Хорошим примером является смертельная эпизоотия у Аральского шипа в 1936 г., вызванная не свойственным этой ценной осетровой рыбе жаберным сосальщиком Nitzschia sturionis. Он был занесен в Арал с севрюгой, 90 экземпляров которой были интродуцированы из Каспия в 1933 г. Если человек уже не может остановиться, оглядеться и прекратить свою безудержную экспансию на еще не затронутые им природные экосистемы, он должен быть готов платить за это высокую цену. Энцефалиты, эпидемии чумы, СПИДа, лихорадки Эбола, атипичной пневмонии и еще пока неизвестных патогенов – это, чаще всего, плата за бесцеремонное вторжение человека в природные сообщества, естественным сочленом которых он не является. В своё время был подмечен существенный факт, заключающийся в том, что: «...мы не знаем ни одной группы или формы, которую можно было бы квалифицировать как отошедшую от паразитизма и вернувшуюся к свободному образу жизни..., прежде всего, в силу «невыгодности» такого отхода с точки зрения «экономики организма» (Кнорре, 1937). С тех пор прошло более полувека, но мы по-прежнему не имеем сведений, касающихся «обращения» паразитов в свободноживущих организмов. Стратегия эволюции паразитов заключается в захвате всех четырех жизненных сред (по В. И. Вернадскому: воздушной, водной, наземной и биологической) при сохранении возможности их перемен по наиболее выгодной для паразитов схеме. Это позволяет паразитам выживать в принципиально различных условиях, например постоянно находясь в организменных энергоёмких средах хозяев и переносчиков (как, скажем, вирусы, или малярийные плазмодии), или – имея в своих жизненных циклах свободноживущие стадии (как трематоды, цестоды, ортонектиды и др.). Всё это позволяет рассматривать паразитов как наиболее приспособленных к выживанию в условиях Земли организмов. Взаимоотношения паразитов с окружающей средой значительно сложнее, чем у свободноживущих животных и растений. Во многих экосистемах, паразиты как бы «завязывают в единый узел» собственные экологические связи с экологическими связями других организмов. Со своими хозяевами паразиты теснейшим образом связаны эволюционно отлаженными паразито-хозяиннымивзаимоотношениями и оказывают на хозяев существенное влияние на всех уровнях организации. На основе паразитизма могут формироваться сложные надорганизменные образования. В середине прошлого века С. А. Северцовым в науку было введено понятие конгруэнция (лат. «congruere» – соответствовать, сходиться). Это понятие было введено применительно к внутривидовым отношениям, влияющим на эволюцию видов. Однако конгруэнция может возникнуть между особями и при межвидовых отношениях, и это понятие, на наш взгляд, приложимо к объяснению более широкого круга явлений. В этом смысле, оно может обозначаться как биоконгруэнция, а в нашем случае, как симбио-паразитарная конгруэнция... Живая система, в которой участвует эндопаразит, по всем соображениям должна рассматриваться как надорганизменная конструкция. В ней бывает чрезвычайно трудно провести грань между составляющими его организмами. Эти образования могут характеризоваться встраиваниями в геном хозяина значительных фрагментов генома паразита. Живую систему «особи свободноживущих организмов + паразит», уже нельзя относить к категории «организм». К ней может быть приложимо понятие «бионт». Такой тип живых систем можно условно назвать «компликатобионт» (лат. Complicatio – сложный, усложнение). Обо всём этом было бы трудно рассуждать абстрактно, но к счастью мы имеем эволюционный пример формирования компликатобионта. Это – лишайники, образованные разноименными организмами: грибом (микобионт) и водорослью, или цианобактериями (фотобионт), сформировавшиеся на основе паразитизма предположительно в конце мезозоя. Есть и другие примеры, которые можно рассматривать как синтез компликатобионтов. Например, Hypermastigida – симбионты термитов, переваривающие клетчатку, без которых термиты существовать не могут. Биомасса гипермастигид доходит до 50% массы насекомого. Не подлежит никакому сомнению, что симбиоз и, в частности, паразитизм как одна из его форм, оказали огромное влияние на ход эволюционных процессов на Земле. Одним из результатов такого влияния, могло стать формирование сложных («синтетических») образований, которые здесь названы «компликатобионтами», т. е. биологических систем, синтезируемых на основе патогенности на популяционном уровне паразитической формы симбиоза из двух (возможно и большего...) числа организмов. Синтез компликатобионта скорее всего возможен на этапе формирования устойчивых взаимовыгодных мутуалистических отношений. Эволюция компликатобионтов выходит за рамки того круга объектов, для которых Дарвин создавал свою теорию. Она может быть объяснена с позиций эволюции сложных («синтетических») биологических систем, но здесь, понятийный аппарат ещё надо разрабатывать.

 

Марина Бутовская и Андрей Коротаев, Социум у приматов:

Ключевые вопросы темы:

• Условия формирования социальности у приматов.

• Как связаны между собой диета и социальный образ жизни?

• Половой диморфизм в социальном поведении приматов.

• Позволяет ли морфология (размеры тела и строение тела) судить о взаимоотношениях между представителями одного и противоположных полов?

• Если ли связь между условиями обитания и размерами группы у приматов?

• Что является основой человеческого поведения – терпимость или жесткость, деспотизм или равноправие?

По мере накопления этологических данных о жизни обезьян в естественных среде обитания факт преемственности базовых моделей социальных отношений у приматов и человека стал очевидным. Способность к самоузнаванию, целеполагание, долгосрочная память, способность предсказывать действия окружающих, постижение общих закономерностей социальных отношений в пределах группы, обман, сородичей – вот далеко не полный список базовых характеристик, сделавших возможным развитие сложных социальных отношений в сообществах наших далеких предков – первых представителей рода Homo. Все эти качества в зачаточном виде, отмечены у человекообразных обезьян: шимпанзе, бонобо, горилл, орангутанов, объединяемых современными систематиками в семейство гоминид, подсемейство гоминин. Новые сведения о ранних гомининах дают некоторые основания поразмышлять об их социальной организации с учетом данных о социо-экологии современных обезьян Старого Света. Групповой образ жизни обезьян – важнейшая предпосылка эволюции человека. Групповой образ жизни типичен для всех обезьян Старого и Нового Света. Есть основания полагать, что ранние гоминины произошли от Африканских человекообразных обезьян, ведущих общественный образ жизни. В этом смысле, развитие социальности у человека представляет собой продолжение общей линии на усложнение социальных отношений в группах, отчетливо заметное в отряде приматов. Что вынуждает обезьян объединяться в группы и терпеть связанные с этим многочисленные неудобства (конкуренцию за пищу, репродуктивных партнеров, места отдыха). Что заставило ранних гоминин вести общественный образ жизни? В настоящее время существуют две гипотезы, объясняющие причины, приведшие к групповому образу жизни и развитию тесных связей на внутригрупповом уровне. Обе они, как мне представляется, могут быть использованы для реконструкции ранних этапов социогенеза. Гипотеза 1: Социальность как способ защиты от хищников. Первая гипотеза была предложена в 60-ые годы и предсказывает, что социальность у приматов формировалась под влиянием пресса хищников. В наши дни это предположение находит новые подтверждения. В подавляющем большинстве своем, обезьяны – средние по размерам животные и уступают по силе хищным. Питаются обезьяны преимущественно фруктами и листьями и их зубная система адаптирована к этому типу кормов. Поэтому, клыки, хотя и развиты, не идут ни в какое сравнение с клыками хищников. Отчасти, безопасность обеспечивает древесный образ жизни. В условиях тропического леса обезьянам легко скрываться от опасности в густой листве. Однако, ряд таксонов (павианы, гусары, некоторые виды макаков и мартышек) частично, или полностью перешли к наземному образу жизни. По мере увеличения общей доли времени, проводимого на земле, опасность погибнуть в зубах леопарда, льва или гиены многократно возрастает, ведь обезьяны не способны перемещаться с той же скоростью, что и их потенциальные враги. Наземные формы эволюционировали в сторону увеличения общих размеров тела (при прочих равных условиях в пределах одного рода наземные формы крупнее древесных). Выраженный половой диморфизм у наземных форм (самцы значительно крупнее самок) так же, по всей видимости, связан с противодействием хищникам. Вместе с тем, для обезьян именно социальность становится главной адаптацией в борьбе за выживание в гонке вооружений «хищник – жертва». В более открытой местности, обезьяны формируют группы более крупные по размеру и более компактные. Тенденция к увеличению размеров группы прослеживается даже в пределах одного вида, популяции которого населяют лесные и саванные экотопы. Так например, наблюдения за группами шимпанзе из разных национальных парков показывают, что популяции, живущие на границе саванны, как правило, разбиваются на партии большего размера, чем в условиях леса, такие партии всегда содержат в составе одного или нескольких взрослых самцов, самки с детенышами не отваживаются путешествовать в одиночку (гора Ассирик, Сенегал). Хотя есть все основания полагать, что линия гоминин возникла и на первых этапах развивалась в лесной или лесо-саванной экосистеме, можно с полным основанием полагать, что при переходе к жизни в более открытой местности, группы гоминин стали более сплоченными, компактными, и размеры их укрупнились. Кроме того, ясно, что в состав групп входило несколько взрослых самцов и несколько взрослых самок, плюс их потомство разного возраста. Кооперация самцов при защите, обеспечение безопасности самок и детенышей, несомненно вышли на первый план, когда ранние гоминины стали осваивать саванну. Выраженный половой диморфизм у ранних гоминин этого периода мог быть адаптацией к прессу хищников. Можно также предположить, что кооперация самцов строилась на родственных связях. В этом случае возрастала надежность взаимовыручки и поддержки и несколько сглаживалась конкуренция за самку. Примерные размеры группы от 30 до 100 особей. Гипотеза 2: Социальность как способ успешной конкуренции за пищевые ресурсы. Вторая гипотеза делает упор на необходимость формирования прочных групп для успешной конкуренции за пищевые ресурсы с представителями своего вида. Наблюдения показывают, что более сплоченными являются группы у тех видов, которые преимущественно питаются зрелыми плодами и орехами. Фруктовые деревья занимает небольшие участки территории, расположены в пространстве неравномерно, зрелые фрукты на деревьях можно застать лишь в определенный сезон. Потребность во фруктах существует всегда, однако, обеспечить ее бывает очень непросто. Группы одного вида конкурируют между собой за доступ к плодовым деревьям. Чем большие размеры группы, тем больше шансов завладеть привлекательной пищей. Установлена также связь между наземным образом жизни, пищевой специализацией и общими размерами группы. Как показывают расчеты английского исследователя Р.Данбара, наземные фруктоядные и неспециализированные (всеядные) виды преимущественно формируют большие группы с избирательными конкурентными отношениями между самками. Напротив, у видов, предпочитающих преимущественно питаться листьями и травянистыми растениями, нет причин для пищевой конкуренции, ведь на территории каждой группы пищи предостаточно и «засматриваться» на кормовые угодья соседей не имеет смысла. У листоядных видов, группы, как правило, меньше по размерам, а связи между сородичами не столь прочны. Социальные отношения у обезьян: различия между полами. Обе гипотезы (гипотеза пресса хищников и гипотеза межгрупповой конкуренции за пищевые ресурсы) сходятся в одном важном пункте: они признают, что виды существенно различаются, в первую очередь, по характеру внутригрупповых отношений между самками. Пища является основным объектом конкуренции самок, тогда как самцы в первую очередь соревнуются друг с другом за обладание самками. Такой расклад объясним в силу различия факторов полового отбора, действующих в направлении самок и самцов. Это правило остается неизменным и применительно к человеку. Какой фактор определяет тип связей между представителями одного пола в пределах группы? Одни авторы полагают, что таким фактором выступает конкуренция на межгрупповом уровне, другие, в первую очередь, обращают внимание на причины, порождающие внутригрупповую конкуренцию. В процессе формирования группировок у самок неизбежно возникает конкуренция за пищевые ресурсы. Там, где пищу легко монополизировать, внутригрупповая конкуренция принимает открытые силовые формы (яванские макаки, макаки резусы) и отношения самок характеризуются деспотизмом и непотизмом (предпочтение родственников). Матрилинейные системы (социальные структуры с упором на тесные родственные связи между самками) у приматов, по-видимому, являются результатом эволюции социальных систем в условиях, когда пищевые запасы подлежат монополизации и контролю. Там, где пищевые ресурсы небогаты и распределены в пространстве дисперсно, конкуренция носит завуалированный, непрямой характер и с высокой долей вероятности, формируются социальные структуры без тесных связей между самками (саймири – обезьяны Нового Света). Там, где ресурсы имеются в изобилии и распространены на большом пространстве, а не сконцентрированы в небольшой зоне, конкуренция между самками и вовсе отсутствует (Томасовы лангуры), а отношения между самками характеризуются исключительной терпимостью. Самки не объединяются в сплоченные группы породственно-клановому признаку и их связи друг с другом выражены слабо. Типы внутригрупповых отношений между самками (тесные или слабые связи) формируются, главным образом, под влиянием прямой внутригрупповой конкуренции за пищу, Этот фактор оказывается более значимым, нежели межгрупповая конкуренция за ресурсы. Многие виды со слабой внутригрупповой конкуренцией между самками – листоядные формы (гориллы), тогда как большинство видов с развитыми связями самок на групповом уровне – специализируются на питании фруктами (макаки). Дополнительным стимулом к объединению самок в группы является опасность нападения со стороны хищников. Упомянутые выше модели преимущественно поясняют причины, заставляющие самок держаться вместе: так легче монополизировать и защищать источники питания. А питание самкам необходимо не только для поддержания своего собственного существования, но и для вынашивания плода, выкармливания детеныша. Количество оставленного самкой потомства, у обезьян по сравнению с другими млекопитающими (например, грызунами или насекомоядными), малочисленно: рождается, как правило, один детеныш. Период кормления молоком и общей зависимости детеныша от матери продолжительный. Вот и получается, что от материнской заботы зависит продолжение рода, а наличие надежных пищевых ресурсов – гарантия выживания потомства и сохранения собственных генов матери в последующих поколениях. Вклад самцов в непосредственное воспитание детенышей у большинства обезьян незначителен. Исключение составляют обезьяны Нового Света (игрунки, тамарины, тити, калимико, совиные обезьяны) – у которых самцы заботятся о детенышах, носят, кормят и защищают. Поэтому, для межсамцовой конкуренции, пищевые ресурсы – фактор значимый, но вторичный. Правда, ресурсы можно монополизировать и защищать от других самцов, привлекая ими самок. В силу этих обстоятельств, самцы менее «сентиментальны» и «привязчивы» друг к другу (самки к родственницам и подругам проявляют большую терпимость), и их союзы друг с другом в основном принимает формы кооперативных агонистических (враждебных) альянсов против других самцов или реципрокного альтруизма. Указанные различия в отношениях к представителям своего пола являются базовыми. Различия сохраняются и у современного человека. Наши данные, наряду с исследованиями других авторов показывают, что с раннего детства мальчики и девочки ведут себя различно: мальчики более агрессивно и конкурентно, а девочки более дружелюбно. Девочки и женщины демонстрируют большую социальную компетентность, чем мальчики и мужчины соответственно. Женщины более склонны к состраданию и жалости и во многих действиях руководствуются эмпатией (способность к сопереживанию и оказанию конструктивной помощи). Тогда как у мужчин ведущим фактором, определяющим социальные решения является конкуренция. Кооперация самцов и самок в сообществах у современных африканских человекообразных обезьян и у ранних гоминин. Разнообразие типов иерархических структур у современного человека можно рассматривать как результат эволюционного развития социальных структур у ранних гоминин. Отдельные общие черты социального поведения последних представляется возможным реконструировать на основе данных по социо-экологии ныне живущих приматов. Прежде всего, интерес в этом плане представляют наши ближайшие родственники шимпанзе и бонобо. Раньше принято было думать, что связи между самками в сообществах гоминин были слабыми. Дело в том, что в отличие от низших узконосых обезьян (макаков, мартышек, павианов), связи между самками вряд ли опирались на родственные отношения: и у шимпанзе, и у бонобо самки не формируют матрилиний, и часто покидают родную группу, достигнув половой зрелости. В условиях патрилокальности какая-либосущественная роль самок в системе управлении группой считалась маловероятной. С накоплением полевых материалов о социальных отношениях в сообществах у бонобо, эта точка зрения постепенно пересматривается. У бонобо самки в целом обладают более высоким социальным статусом, чем у обыкновенного шимпанзе и могут даже сообща объединяться против самцов, доминируя над ними. В этом плане их сообщества отчетливо матрицентричны. Во многих человеческих обществах женщины явно продолжают следовать той же модели, и их связи друг с другом характеризуются исключительной стабильностью. В значительном числе традиционных обществах, женщина, переходя в дом мужа, устанавливает тесные связи, включая совместную работу по дому и обязанности по выращиванию детей с родственницами мужа. Замужняя женщина часто продолжает поддерживать тесные связи с родителями, сестрами и тетками. Связи мужчины с родственниками жены представляют важную социальную характеристику многих обществ охотников-собирателей (например, бушменов). Есть все основания полагать, что роль самок в сообществах ранних гоминин была значимой, а их связи друг с другом — хорошо развиты. Инфантицид как фактор социальной интеграции самок у обезьян. Другим часто игнорируемым фактором, способствующим развитию дружественных связей между самками, является опасность инфантицида (убийство детенышей своего вида) со стороны самцов (как будет показано ниже, такая адаптация реально существует у нескольких видов приматов). Инфантицид является одной из важнейших репродуктивной стратегией у приматов. По-видимому, инфантицид продолжает практиковаться в качестве эффективной мужской репродуктивной стратегии и у современного человека. По данным В.Шивенховела, дети рожденные от внебрачных связей, или дети от прошлых браков оказываются более вероятными жертвами инфантицида в 15 из 39 традиционных обществ, практикующих этот обычай. Хотя в большинстве случаев убивают детей преимущественно женщины (в том числе и сами матери), не подлежит сомнению, что стороной, выносящей «смертельный приговор» и инициирующей данное поведение, являются именно мужчины или их кровные родственники. Данные по аче, современным охотникам-собирателям Парагвая, дают возможность заключить, что дети, не имеющие отца имеют в 15 раз больше шансов погибнуть от инфнтицида в возрасте от двух до пятнадцати лет, чем их сверстники, имеющие отцов. В западных обществах, риск погибнуть в первые два года жизни усыновленных детей в 65 раз выше, по сравнению со сверстниками, живущими с двумя биологичекими родителями. Инфантицид снижает итоговую приспособленность самок. Не удивительно, что самки приматов выработали специальные стратегии, препятствующие убийству детенышей самцами. У одних таксонов обезьян (например, у макаков и мартышек) самки демонстрируют исключительную сплоченность, коллективно защищая детенышей от самцов-пришельцев. У других таксонов (например, колобусов или лангуров) типичной реакцией на чужака является эмиграция самок и дробление группы на более мелкие. Не последнюю роль в защите от инфантицида играют стратегии, направленные на формирование постоянных связей самец-самка. Социальная иерархия, доминирующий пол и дележ пищи. Шимпанзе и бонобо по целому ряду признаков социального поведения отличаются друг от друга. Кого же из них следует считать ближе по своей социальной организации к ранним гоминидам? У шимпанзе самцы тесно взаимосвязаны друг с другом, и эти связи напрямую определяют структуру иерархии доминирования в сообществе. При изменении положения самца на иерархической лестнице, меняется и круг его партнеров по альянсам. Груминг (чистка шерсти) у самцов шимпанзе, является эффективной социальной тактикой, обеспечивающей формирование альянсов против других членов группы. Напротив, у бонобо, иерархия доминирования самцов выражена менее отчетливо, самцы реже объединяются друг с другом, и редко формируют конкурентные альянсы. У бонобо связи между самками значительно более выражены. Поскольку, большинство взрослых самок в группах у бонобо не родственники, единственным объяснением данного феномена является тот факт, что при переходе в новую группу они активно практикуют стратегию «социальной адаптации». Суть стратегии сводится к установлению дружественных связей со старейшей и наиболее высокоранговой самкой сообщества. В отличие от самцов шимпанзе, груминг между самками бонобо положительно коррелирует с дружественными связями, и никоим образом не может объясняться в терминах платы вышестоящей особи за поддержку в агрессивных конфликтах. Высокоранговые самки бонобо не только не являются более частым объектом груминга по сравнению с подчиненными самками, но зачастую сами чаще чистят низкоранговых партнерш. У шимпанзе дележ пищи более типичен для самцов, чем для самок, у бонобо. дележ пищи более типичен для взаимоотношений в парах самец-самка, дележ растительной пищей между самками (в том числе неродственными) также не является исключением из правил. Отношения между самками бонобо характеризуются высоким уровнем социабильности: самки часто вступают в дружественные контакты друг с другом и взаимные умиротворяющие действия между ними – явление распространенное. Представляется, что у ранних гоминин отношения между самками более соответствовали модели бонобо. Структура социального поведения и характеристики репродуктивных партнеров у шимпанзе, бонобо и ранних гоминин. Различия между шимпанзе и бонобо в структуре социального поведения, отчасти объяснимы, если обратиться к анализу конкуренции между самцами за доступ к репродуктивным самкам. У самок бонобо период псевдо-эструса (наличие набуханий половой кожи, служащих обычно индикаторами рецептивности, в период, когда зачатие невозможно) значительно длиннее, чем у шимпанзе, и в этих условиях попытки доминантного самца монополизировать самку приносят меньше выгод. Самки демонстрируют сексуальную активность, будучи беременными, и вскоре после рождения детеныша. Сексуальное поведение у бонобо (как у самок, так и у самцов) часто используется для снятия социальной напряженности. Социоэкология и развитие социального интеллекта в отряде приматов. Сложная социальная среда требует развитой системы коммуникации, эта же среда обеспечивает сохранение и передачу традиций использования орудий в общине. Приматологи установили, что при прочих равных условиях, виды, живущие большими группами, имеют более развитую орудийную деятельность, более сложную систему коммуникации и более крупные размеры мозга. Установлено также, что развитие зрительных путей у обезьян коррелирует со сложностью социальной системы. Важным фактором развития когнитивных способностей является так же питание. Анализ, основанный на 68 независимых параметрах, взятых из приматологической базы (119 видов), проделанный Бартоном, дает основания предполагать, что размер мозга независимо и положительно коррелирует с пропорцией фруктов в диете и с размерами группы. Адаптивная специализация мозга происходит в определенном направлении. Среди дневных приматов фруктоядные виды имеют большую по размерам зрительную кору, чем листоядные. Эволюция цветового зрения, произошедшая у фруктоядных приматов, затронула и рост неокортекса. В то же время, ограничения на развитие мозга млекопитающих налагаются самими процессом индивидуального развития. Увеличение продолжительности детства имеет результатом развитие эволюционно более молодых структур, в первую очередь неокортекса (новая кора). Таким образом, получается фруктоядность, хотя и не прямо, но способствовала эволюции социального интеллекта у высших обезьян. Ранние гоминины (например, A.anamensis), несомненно, произошли от фруктоядных предков. С выходом в более открытую местность связывают начало перехода к потреблению большей доли мясной пищи. По вопросу о том, каким образом ранние Homo добывали мясо животных нет единого мнения. Одни специалисты полагают, что гоминины были сборщиками падали (тем самым, составляли конкуренцию гиенам). Другие находят возможным, что гоминины охотились на дичь мелкого и среднего размера. И в том, и в другом случае следствием подобных инноваций явились: рост внутригрупповой сплоченности, укрупнение размеров группы, увеличение общих размеров групповой территории и рост межгрупповой конкуренции за ресурсы. Наряду с этим должно было происходить дальнейшее развитие интеллектуальных способностей, связанных с кооперацией для получения доступа к телу убитого животного (падали) и развитием стратегий коллективной охоты. Удлинение периода детства и взаимоотношения между полами. В процессе эволюции рода Homo происходит увеличение общей продолжительности жизни и значительное удлинение периодов детства и юности. Продолжительное детство и связанная с этим беспомощность младенцев делали матерей более зависимыми от других членов группы. По мере удлинения периода младенческой беспомощности (с возникновением Homo erectus около 2 млн лет назад) мог совершиться и переход к формированию устойчивых пар. Гипотеза «заботливых бабушек». Изменения в структуре онтогенеза привели к еще одной значимой инновации – появлению менопаузы. Менопауза имеет место только у человека и в выраженном виде у других современных приматов отсутствует. Ее возникновение для антропологов являлось загадкой до тех пор, пока Блертоно Джонс с соавторами не предложили гипотезу, объясняющую данное явление. Гипотеза «заботливых бабушек» предполагает, что пожилые женщины играли, и играют в настоящее время, существенную роль в выживании детей. Исследования, проведенные в современных обществахохотников-собирателей и у ранних земледельцев, как в матрилинейных (счет родства в таких обществах идет по материнской линии), так и в патрилинейных группах (счет родства по отцовской линии), подтверждают справедливость этого предположения. Действительно, бабушки со стороны матери часто обеспечивают значительную долю пропитания для внуков, принося растительную пищу и мелких беспозвоночных (аче Парагвая, хадза Танзании, бушмены Намибии). Помимо всего прочего, бабушки присматривают за старшими детьми. С точки зрения эволюционной психологии менопауза является адаптивным новообразованием. Старшие женщины имеют меньше шансов выкормить собственных детейиз-за высокой смертности, но они могут повышать свою приспособленность, заботясь о внуках. Социальное устройство групп у Homo erectus и анатомически современных Homo. Примерно около1,9–1,8 млн лет назад человек широко расселился по территории Африки и впервые покинул за ее пределы. Началась колонизация Евразии. Освоение новых территорий стало возможным благодаря морфофизиологическим (увеличение общих размеров тела, снижение полового диморфизма, изменение пропорций и формы тела, удлинение нижних и укорачивание верхних конечностей, изменение строения пищеварительной системы, совершенствование дыхательной системы) и поведенческим перестройкам (изготовление орудий ашельского типа: каменные топоры, кливеры и остроконечные трехгранники; передача навыков изготовления орудий; новые способы добычи и обработки пищи; большая социальная интеграция) произошедшим у Homo erectus. Данные археологии и палеонтологии позволяют предполагать, что Homo erectus уже регулярно охотился на крупного зверя. С развитием практики регулярной охоты на крупного зверя должны были произойти важнейшие перестройки социальной жизни первобытных коллективов: 1. повышение кооперации между мужчинами, входящими в группу, что было необходимо для успешной коллективной охоты и защиты от соседних групп (кооперация мужчин могла осуществляться на родственной основе); 2. развитие практики дележа пищей (прежде всего, мясом) в пределах группы; 3. увеличение средних размеров группы; 4. развитие речи (усовершенствование способов передачи информации на расстоянии без участия рук). С эректусом связано также первое использование огня на местах стоянок (обогрев, защита от хищников в темное время суток). Именно Homo erectus, по-видимому, первым освоил и термальную обработку пищи (как растительную, так и животную). Изобретателями новой технологии с большой долей вероятности являлись женщины, проводившие у огня больше времени. Предположительно, термальная обработка пищи, сделав ее более усвояемой, оказала существенное влияние на морфологические перестройки тела человека (изменение пропорций тела – укорочение размеров корпуса и, прежде всего брюшного отдела). С Homo erectus, вероятно, связано окончательное разделение труда между полами: за мужчиной всецело закрепилась роль охотника и защитника группы, а за женщиной – собирательницы (растительные продукты, мелкие беспозвоночные) и хранительницы очага (приготовление пищи, работы в пределах стоянки, уход за детьми). Традиционные и современные взгляды на развитие общества. Долгое время в советской истории первобытности превалировала точка зрения о линейности социальной эволюции. В рамках этих представлений, считалось, что в развитии общества присутствовала стадия, характеризующаяся доминированием женщин в семье и обществе: матриархат. В настоящее время эти представления отходят в прошлое. Наука не располагает данными ни об одном обществе (современном или исторически описанном), в котором бы властные функции систематически осуществлялись женщинами и в котором политические решения были бы прерогативой женщин. Даже в матрилинейных обществах (счет родства ведется из поколения в поколение по материнской линии) управление осуществлялось мужчинами, родственниками тех женщин, через которых прослеживалось родство. Даже в матрилинейных обществах мужчины обладали более высоким статусом по сравнению с женщинами. В обществах верхнего палеолита, обитающих в условиях холодного климата, где большую часть года выживание группы зависело от удачной охоты на крупного зверя, роль мужчины могла резко возрасти. Доминирование мужского пола над женским закреплялось с развитием новых сфер социальной жизни: первобытной магии, обрядной и ритуальной деятельности (в большинстве обществ охотников-собирателеймагическими обрядами и ритуалами руководят мужчины). В условиях ледникового периода охота на большого зверя стала единственным способом выживания. При этом широкое распространение могли получить практики, препятствующие неравенству в распределении ресурсов питания (ограничение доминирования лидера группы коллективными усилиями подчиненных). Тактики контроля за доминантными индивидами, выработанные группой в ледниковый период оставались привлекательными для человека и в межледниковье в силу того обстоятельства, что подчиненные члены группы почувствовали «вкус» к политической независимости. Любое проявление анти-социального агрессивного поведения на внутригрупповом уровне становилось социально наказуемым и потому неадаптивным для индивида. Раз изобретенная и отработанная на групповом уровне, практика эгалитаризма не могла остаться незамеченной соседними популяциями. В условиях, когда ограничения на неравное распределение пищи являлись залогом выживания группы, эгалитарные стратегии постепенно вытесняли деспотические отношения. Как было показано нами совместно с А.В. Коротаевым и А.А. Казанковым, раз возникнув, традиция эгалитаризма продолжает непрерывно существовать в человеческой культуре, находя условия для своей реализации на базе самых различных социо-экономических укладов (начиная от охотников собирателей и кончая современным постиндустриальным общество западного типа). Данные по социальной организации приматов и человеческая история. В отечественной (и не только) абсолютно преобладало представление о том, что человеческие общества изначально были эголитарны и общественное неравенство появляется на самых поздних стадиях социальной эволюции. Данные о социальной организации приматов ставит под сомнения подобные представления. Действительно, неэгалитарные отношения, как мы могли видеть, широко распростаранены среди приматов, а вовсе не являются «достоянием» вида Homo sapiens. В самом деле, большая часть групп охотников-собирателейявляются эгалитарными, но уже среди бродячих групп охотников-собирателей встечаются группы с выраженными неэгалитарными отношениями. Речь идет, прежде всего, об аборигенах Австралии. Как было указано выше, в дальнейшем среди обществ с самым разным уровнем культурной сложности мы можем найти социумы как с эгалитарными, так и с деспотическими отношениями. С другой стороны, об этом также упоминалось, среди приматов встречаются как деспотически организованные, так и эгалитарные группы. Поэтому, наверное, возникает вопрос, о том, каковы же люди по природе – эгалитарные или деспотичные? Отметим, что в рамках социобиологии вопрос о природе человека, или, другими словами, человеческой биограмме преставляется вполне корректным. Очевидно, что простого ответа на зтот вопрос не существуют. По мнению А. В. Коротаева, у людей встречаются поведенческие предрасположенности и к эгалитарному, и к деспотическому поведению. Начнем с того, что имеются определенные основания предполагать у человека существование древнего пласта эгалитарных поведенческих предрасположенностей, формировавшихся в период в период от 40 до 5 миллионов лет тому назад. Здесь нужно иметь ввиду, что расцвет высших приматов приходится примерно на первую половину кайназойской эры. Именно в этот период наблюдается их наибольшее видовое разнообразие и наибольшее расселение по планете вплоть до появления человека современного вида. Однако, в период от 40 до 30 млн лет тому назад, по не до конца понятным причинам, происходит кризис высших приматов, резко сокращается их видовое разнообразие, а сами они, в значительно степени, вытесняются низшими приматами в экологические зоны, бедные полезной биомассой. Речь идет о тропических лесах. Многие полагают, что тропические леса как раз наоборот являются зоной исключительно богатой пищевыми ресурсами, но это совсем не так. Обычный среднерусский лес значительно богаче полезной для высших приматов биомассой, чем тропический лес, не говоря уже о степях и саваннах. Однако, адаптация к условиям тропического леса ведет, как правило, к развитию у приматов скорее индивидуалистических эгалитарных, чем коллективистских неэгалитарных поведенческих предрасположенностей. Тем не менее, 5 или 6 млн лет назад в эволюции человека происходит исключительно важное событие. Предки человека – приматы выходят в саванну. Адаптация к новым условиям саванны имело чрезвычайно существенные последствия. С одной стороны, саванна несравненно богаче полезной для приматов биомассой, чем тропические леса. С другой стороны, в саванны приматов подстерегают совершенно очевидная опасность – хищники. В лесах приматы могут легко укрыться на деревьях, в саваннах такое решение проблемы невозможно, что требует от приматов определенных социобиологических адаптаций. Одной из такого рода адаптаций предков человека стало развитие прямохождения (бипедализма). Это позволило им замечать хищников более эффективно, чем приматам, лишенным этой способности. В то же время, это вызвало такие изменения в тазовых костях, которые резко затрудняли роды. Как известно, роды представляют собой весьма мучительную процедуру только для представительниц только одного вида Homo sapiens sapiens. C другой стороны, защита от хищников потребовала от наших предков развития координации своих коллективных действий, совершенствования средств коммуникаций между особями, что коррелировало с увеличением объема головного мозга. Это, в свою очередь, дополнительно затрудняло роды. В результате пошел отбор особей на недоношенность, дети рождались все более и более беспомощными, и, как следствие – все больше и больше возростала роль культурной передачи информации от поколения к поколению, все больше и больше усложнялась культура наших предков. Обычной адаптацией приматов к условиям жизни в саванне является не только рост коллективизма, но и усиление неэгалитарных поведенических предрасположенностей. Действительно, скоординированность действий группы приобретает в этих условиях чрезвычайное значение, а наличие в подобном контексте такого лидера группы, которому все ее члены подчиняются бесприкословно, оказывается крайне адаптивным. Поэтому имеются все основания предполагать развитие у предков человека в этих условиях неэгалитарных поведенческих предрасположенностей.

 

Марков. Эволюция кооперации и альтруизма:

Важнейший вклад в понимание эволюции альтруизма внесли в разное время три великих биолога: Рональд Фишер, Джон Холдейн и Уильям Гамильтон.

Теория, которую они построили, называется теорией родственного отбора. Суть ее образно выразил Холдейн, который однажды сказал «Я бы отдал жизнь за двух братьев или 8 кузенов». Что он имел при этом в виду, можно понять из следующей формулы, которая вошла в науку под названием «правило Гамильтона»: «Ген альтруизма» (точнее, аллель, способствующий альтруистическому поведению) будет поддержан отбором и распространится в популяции, если:

rB > C

• r – степень генетического родства «жертвователя» и «принимающего жертву»

• B – репродуктивное преимущество, полученное адресатом альтруистического акта

• C – репродуктивный ущерб, нанесенный «жертвователем» самому себе.

Репродуктивное преимущество или ущерб можно измерять, например, в числе оставленных или не оставленных потомков. С учетом того, что от акта альтруизма может выиграть не одна, а много особей, формулу можно модифицировать следующим образом:

nrB > C, где n – число принимающих жертву.

Обратите внимание, что «правило Гамильтона» не вводит никаких дополнительных сущностей и не опирается ни на какие специальные допущения. Оно чисто логически вытекает из элементарных базовых фактов популяционной генетики. Если nrB > C, «аллель альтруизма» начинает совершенно автоматически, без всяких внешних направляющих сил и без всякой мистики, увеличивать свою частоту в генофонде популяции. С точки зрения самого «аллеля альтруизма» в этом никакого альтруизма нет, а есть чистый эгоизм. Этот аллель заставляет своих носителей – то есть организмы – совершать акт альтруизма, но тем самым аллель блюдет свои корыстные интересы. Он жертвует несколькими своими копиями, чтобы дать преимущество другим своим копиям. Естественный отбор – это ни что иное, как автоматическое и совершенно равнодушное и бессознательное взвешивание суммы выигрышей и проигрышей для аллеля – для всех его копий вместе – и если выигрыши перевешивают, аллель распространяется. Правило Гамильтона обладает замечательной объясняющей и предсказательной силой.

Задачка на дом. Попробуйте с помощью правила Гамильтона объяснить следующее наблюдение. Рыбак поймал в море рыбку и потрошит ее на берегу. Это замечает чайка, она подлетает и хватает из воды рыбьи потроха. Перед этим она издает несколько громких призывных криков, на которые слетается еще два десятка чаек. Они немедленно набрасываются на первую чайку и пытаются отнять у нее добычу. Первая чайка, со своей стороны, не желает делиться лакомством и храбро отбивается от грабителей. Вопросы: 1) зачем чайка позвала других, почему бы ей не есть молча? 2) Если уж она такая заботливая, что позвала других, почему она не делится с ними добровольно, а пытается отбить «свое»?

Одно из перспективных направлений современной микробиологии – экспериментальное изучение эволюции бактерий, эволюция в пробирке. Интересные результаты были получены на бактерии Pseudomonas fluorescens. Если этой бактерии предоставить необходимый минимум условий, она быстро эволюционирует прямо на глазах у исследователей, осваивает новые ниши и вырабатывает оригинальные адаптации. В жидкой питательной среде бактерии развиваются сначала как одиночные, подвижные клетки, и постепенно занимают всю толщу бульона. Когда в среде становится мало кислорода, получают преимущество бактерии-мутанты, образующие пленку на поверхности среды. Эти мутанты выделяют вещества, способствующие склеиванию клеток. Такие бактерии после деления не могут «отклеиться» друг от друга. Фокус тут в том, что одиночные клетки плавают в толще бульона, а склеившиеся всплывают на поверхность, где кислорода гораздо больше. Производство клея – дело дорогостоящее, однако общая награда (кислород) с лихвой покрывает расходы. Возникновение таких колоний – само по себе большое эволюционное достижение. Но до настоящей социальности, тем более до настоящего многоклеточного организма тут еще очень далеко. Такие колонии недолговечны, потому что они совершенно беззащитны перед микробами-«обманщиками», которые начинают паразитировать на этой колонии. Проблема тут в том, что естественный отбор в такой колонии по-прежнему действует на индивидуальном, а не на групповом уровне. И отбор благоприятствует клеткам-«обманщикам», то есть мутантам, которые перестают производить клей, однако продолжают пользоваться преимуществами жизни в группе. В этой системе нет никаких механизмов, которые препятствовали бы такому жульничеству. Безнаказанность способствует быстрому размножению обманщиков, что приводит к разрушению колонии. Дальнейшая эволюция альтруизма и кооперации в такой системе оказывается невозможна из-за обманщиков (см.: Микробиологи утверждают: многоклеточность – сплошное жульничество). Этот пример наглядно показывает, в чем состоит главное препятствие на пути эволюции кооперации и альтруизма. Это общее правило: как только начинает зарождаться кооперация, тут же появляются всевозможные обманщики, нахлебники и паразиты, которые во многих случаях просто лишают кооперацию всякого смысла, система разрушается, и происходит возврат к изолированному существованию особей.

Одна из причин «эволюционной бесперспективности» многоклеточных организмов, образующихся из скоплений одноклеточных индивидуумов, состоит в том, что такие организмы создают идеальные условия для развития социального паразитизма и нахлебничества. Любая мутация, позволяющая одноклеточному индивиду пользоваться преимуществами жизни в многоклеточном «коллективе» и ничего не давать взамен, имеет шанс распространиться, невзирая на ее гибельность для популяции. Мы знаем, что, для того чтобы выжить, социальным организмам необходимо как-то защищаться от нахлебников.

Обманщики мешают развитию кооперативных систем, потому что альтруисты, вместо того, чтобы развивать кооперацию, вынуждены ввязываться в бесконечную эволюционную гонку вооружений с обманщиками. Конечно, выражения типа «мешают» и «вынуждены ввязываться» – это метафорический язык, но всем, я надеюсь, понятно, что то же самое можно выразить корректными научными формулировками, просто это будет чуть дольше и скучнее. Надо сказать, что далеко не всегда альтруистам удается выработать средства борьбы с обманщиками. В некоторых случаях некий минимальный уровень кооперации удается поддерживать и без таких средств. Например, в популяциях дрожжей одни особи ведут себя как альтруисты: они производят фермент, расщепляющий сахарозу на легко усваиваемые моносахариды – глюкозу и фруктозу. Другие особи – «эгоисты» – сами не производят фермента, но пользуются плодами чужих трудов. Теоретически, это должно было бы приводить к полному вытеснению альтруистов эгоистами, несмотря на гибельность такого исхода для популяции. Однако в реальности численность альтруистов не падает ниже определенного уровня. Как выяснилось, возможность «мирного сосуществования» альтруистов с эгоистами обеспечивается небольшим преимуществом, которое получают альтруисты в случае очень низкого содержания глюкозы в среде, а также особым нелинейным характером зависимости скорости размножения дрожжей от количества доступной пищи. Для решения подобных задач используются модели, разработанные в рамках теории игр. Суть здесь в том, что в данном случае альтруизм при ближайшем рассмотрении оказывается не совсем бескорыстным: дрожжи-альтруисты помогают всем окружающим, но 1% произведенной ими глюкозы они все-таки берут себе сразу, в обход общего котла. И за счет этого однопроцентного выигрыша они, как выяснилось, могут мирно сосуществовать с эгоистами (см.: Честные дрожжи и дрожжи-обманщики могут жить дружно). Впрочем, понятно, что на таких мелких хитростях вряд ли можно построить серьезную, сложную кооперативную систему.

При переходе людей от охоты и собирательства к производству продовольствия (в ходе «неолитической революции», начавшейся 10–12 тысяч лет назад) проблема выбора кандидатов для доместикации тоже стояла крайне остро. Хороший симбионт – большая редкость, и во многих регионах просто не нашлось подходящих видов животных и растений. Там, где их случайно оказалось больше всего, человеческая цивилизация стала развиваться с наибольшей скоростью. Об этом подробно рассказано в замечательной книге Джареда Даймонда «Ружья, микробы и сталь» (doc-файл, 2,66 Мб).

Кооперация может иметь место даже при полном отсутствии родства между членами группы. Для этого необходима острая конкуренция между группами. Этим можно объяснить, например, странный факт из жизни пустынных муравьев Acromyrmex versicolor, у которых некоторые самки, способные основать новую колонию, отказываются от этой возможности ради помощи другим таким же самкам, совершенно неродственным – особенно в том случае, если компания самок-основательниц подвергается опасности набегов со стороны уже существующих колоний. Главный вывод состоит в том, что межгрупповая конкуренция – один из важнейших, а может быть, и самый главный фактор, стимулирующий развитие кооперации и альтруизма у социальных организмов (см.: Межгрупповая конкуренция способствует внутригрупповой кооперации). Теоретически эта модель может быть приложима не только к насекомым, но и к другим социальным животным, и даже к человеческому обществу. Аналогии вполне очевидны. Ничто так не сплачивает коллектив, как совместное противостояние другим коллективам; множество внешних врагов – обязательное условие устойчивого существования тоталитарных империй и надежное средство «сплочения» населения в альтруистический муравейник.

БИБЛИОТЕКА ПО ЭВОЛЮЦИИ

Тематические разделы:

• Классика
• Учебники, обобщающие работы
• Палеонтология
• Эволюция человека
• Генетика, молекулярная биология
• Микроэволюция
• Философские аспекты, общие вопросы
• Прочее
• Дискуссии в интернете
• Полемика с креационистами
• Статьи из журнала «Наука из первых рук»

 

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 755; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!