Поведенческая эволюция. Достаточно лишь сравнить размеры самцов и самок, чтобы понять социальное устройство внутри вида
Конспект лекции профессор биологии Стэнфордского университета Роберта Сапольского, в которой он рассказывает о законах развития эволюции и социального поведения животных.
Примечание от авторов публикации: Здравствуйте, меня зовут Юрий, я руковожу некоммерческой школой стартапов RUSSOL и координирую инициативу по переводу лекций основателей социальных сетей. Наша цель – помочь начинающим предпринимателям открытыми образовательными лекциями, встречами и конференциями. Помимо этого наша школа поддерживает инициативы по популяризации науки.
Мы считаем, что чем больше людей будут интересоваться прикладными и фундаментальными науками, тем лучше больше от этого выиграет наша страна и наше общество.
Вместе с волонтёрами мы подготовили конспекты лекций профессора из Стэнфорда Роберта Сапольского «Биологии поведения человека». Надеемся, что они вам понравятся.
А ещё мы будем рады вашей помощи в подобных проектах: мы ищем людей, которым близка тема образования, и кто готов поддержать наши инициативы словом и делом. Давайте общаться, вместе учиться, перенимать опыт, расти и приносить пользу своему родному дому. Откликнуться.
О логике эволюционного развития и социальном поведении
На столе передо мной лежат два черепа. Один принадлежит самцу, другой самке. Если вы вооружены необходимыми знаниями, вы можете с одного взгляда определить, какого размера были их тела, долго ли они жили, достаточно ли у них было пищи и сколько детёнышей они производили на свет. Вы можете сказать, насколько они были агрессивны, как самки выбирали самцов, и даже кто из них чаще изменял партнёру. Вы всё это легко узнаете, потому что жизнь животных подчиняется общей логике.
Считается, что чем менее выражен половой диморфизм у вида, тем более он моногамен. Галки Coloeus monedula образуют пары на всю жизнь. Фото: Kjell Eson/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0
Это логика эволюции – процесса развития организма до самого приемлемого варианта. Но ею можно также объяснить и многие аспекты социального поведения животных и человека. Все вы в детстве играли в крестики-нолики, и в процессе игры вырабатывали оптимальные стратегии поведения, чтобы не проигрывать. Но те же самые принципы создания оптимальной стратегии применимы и к эволюции, и к социальному поведению.
Логика эволюции Дарвина основана на двух принципах – это передача признаков по наследству и изменчивость признаков. Любой из вариантов признака может быть унаследован, но скорее всего следующее поколение получит наиболее полезные варианты. Например, для жирафа сердце размером с помидор – не лучшее решение. Значит, будут выживать и главное – размножаться – наиболее приспособленные особи.
То же самое и с поведением. Оно может передаваться по наследству. Некоторые его варианты более полезны, чем другие. Со временем именно эти варианты становятся наиболее распространёнными в популяции.
Три способа передать максимальное количество генов
Первое, что вам стоит сделать, это забыть научно-популярные фильмы National Geographic, которые утверждают, что животные могут совершать какие-либо действия во благо группы или вида. Забудьте об этой идее. На самом деле все животные, включая человека, совершают поступки, чтобы увеличить число своих генов в следующем поколении. Этого можно добиться тремя путями.
Эволюция даёт нам только одну цель, но оставляет свободу выбора пути её достижения. Фото: Penn State/Flickr.com CC BY-NC-ND 2.0
Первый – индивидуальный отбор. Животному необходимо вести себя так, чтобы размножаться как можно чаще.
Второй – родственный отбор. Чем ближе к вам ваши родственники, тем больше у вас общих генов. Согласно индивидуальному отбору, вы сможете передать такое же количество копий своих генов следующему поколению, если откажетесь от размножения сами и позволите размножаться своему близнецу. Этот принцип можно выразить фразой «Я с радостью пожертвую своей жизнью за двух братьев или восемь кузенов». Это математика родства. И такое поведение также можно наблюдать у животных.
Третий – взаимный альтруизм, кооперация. Животные не всегда конкурируют с теми, кто не является им родственником. Зачастую они избегают агрессии и как раз стараются наладить сотрудничество с другими особями. В качестве примера можно вспомнить совместную охоту. Казалось бы, взаимный альтруизм должны проявлять только наиболее сообразительные виды. Но эксперименты показали, что примеры сотрудничества встречаются даже у бактерий и грибков.
О склонности замечать обман
Тем не менее, многие особи (или колонии бактерий) пытаются жульничать и надуть своего партнёра. Множество аспектов социального поведения возникает из-за того, что животное или пытается схитрить само, или не дать кому-то другому это сделать. Психологи с помощью тестов доказали, что человек гораздо чаще – в 75% случаев – замечает именно обман, а не спонтанные акты доброты или получение незаслуженной награды. Исследования выявили такую же предрасположенность и у наших ближайших родственников – шимпанзе. Среди различного социального поведения они гораздо лучше различают обман, чем поступки, включающие в себя спонтанный альтруизм.
В нашем желании схитрить, чтобы получить выгоду, нет ничего эволюционно нового. Фото: Hariadhi/Wikimedia Commons CC BY 2.5
О теории игр
Теория игр – это целый мир, построенный на логике выбора. Что выгоднее – сотрудничать или обмануть? Базовый элемент теории – игра под названием «Дилемма заключённого». Она создает условия, в которых участники играют друг против друга, получая различные награды в зависимости от своего поведения, и пытаются понять, когда выгоднее сотрудничать, а когда подставить.
У участников игры возникал вопрос – как просчитать самый выгодный путь? Первой беспроигрышной стратегией считалась стратегия под названием «зуб за зуб». Вы начинаете с сотрудничества. Как только вас подставляют, вы в следующем круге платите обидчику той же монетой. Если оппонент решает возобновить сотрудничество, вы делаете то же самое.
Однако всегда есть вероятность ошибки. По какой-то причине игрок, который сотрудничает, может показаться партнёру обманщиком. В одной из книг описывалась ситуация, в которой ошибка системы привела к тому, что ракета, запущенная из США, уничтожила Москву. Чтобы избежать всемирной катастрофы, Советскому Союзу в той книге разрешили ответить по стратегии «зуб за зуб» и сравнять с землёй Нью-Йорк.
Так вот, стратегия «зуб за зуб» допускает возможность ошибки и оказывается, она не так уж хороша. Поэтому новой «беспроигрышной» стратегией назвали стратегию «прощения». Она заключается в том, что один из игроков поступается своими принципами и прощает предательство, чтобы восстановить сотрудничество. Однако вскоре выяснилось, что и эта стратегия имеет свою уязвимость – «прощающего» легко использовать.
Главное – вовремя переключиться, если выбранная стратегия не приводит к успеху. Фото: Jonas Löwgren/Flickr.com CC BY 2.0
Новая популярная стратегия была названа именем академика Павлова. Ее правила были таковы: если вы обманули другого игрока, вы получаете много очков. Если сотрудничаете – тоже получаете, но меньше. Если вы с другим игроком обманули друг друга – теряете баллы. И больше всего очков у вас отбирают, если сопернику удалось обмануть вас. Главное правило – использовать те ходы, которые приносят очки. И наоборот – переключаться на другую стратегию, если в предыдущем круге вы потеряли баллы.
В этой стратегии много общего со стратегией «зуб за зуб», но если вы выпишете на длинном рулоне бумаги все варианты, поймете, что «стратегия Павлова» позволяет использовать «прощающих» игроков, а потому побеждает.
О стратегиях в мире животных
После изучения теории игр у учёных возникла мысль – применяются ли подобные стратегии в животном мире? Во время экспериментов они обнаружили, что взаимодействие по принципу «зуб за зуб» можно найти многих видов, в частности, у летучих мышей-вампиров и рыбы колюшки. Самки летучих мышей кормят всех детёнышей вместе. Но если одна мышь не принесёт в гнездо добычу, другие самки перестанут кормить ее детей.
Перед аквариумом с колюшками ставили два зеркала так, чтобы рыбка воспринимала одно своё отражение как противника. В этом случае она быстро подплывала к стенке аквариума, стремясь защитить свою территорию. Второе зеркало располагали так, чтобы свое отражение в нём колюшка воспринимала как союзника. Но если зеркало ставили таким образом, что «союзник» начинал слегка запаздывать, колюшка проявляла осторожность и не пыталась напасть на «соперника».
Однако и из этого правила бывают исключения. В прайдах встречаются львы-трусишки, но почему-то более смелые сородичи не изгоняют их. Некоторых представителей голых землекопов другие животные кормят весь год, чтобы во время сезона дождей они закрывали собой входы в норы. В реальном мире животные играют между собой в куда более сложные игры, чем представлялось изначально.
О влиянии размера черепа на социальное поведение
Вернёмся к первому примеру с черепами самца и самки. Добавим к ним ещё два – одинаковых по размеру. Что мы можем сказать, просто взглянув на эти черепа? Что у первого вида самцы будут вести себя агрессивнее.
Повышенный уровень агрессии часто встречается у видов с большой разницей в размерах. Раз именно эти признаки передавались по наследству, значит, самки выбирали таких самцов. Важный момент в том, что у первого вида размножаться могли только 5% наиболее удачливых и агрессивных самцов – те, кто мог победить соперника в драке. 5% самцов осуществляли 95% спариваний. У второго вида каждый самец мог иметь детёнышей, поэтому им не было необходимости быть агрессивными. И соответственно, разнообразие генов будет выше у второго вида.
Самцы павианов почти в два раза крупнее самок. Фото: Thomas Quine/Flickr.com CC BY 2.0
Самки первого вида выбирали самых крупных и агрессивных самцов ещё и потому, что генетический материал – фактически единственное, что они могли от них получить. Эти самцы никогда не заботились о потомстве, они предпочитали сразу продолжить развлекаться в соседних джунглях. В то время как у второго вида все самцы - «отцы года». Их самки выбирали самцов, максимально похожих на себя, чтобы оба родителя могли заботиться о потомстве. Отбор происходил не по размерам и агрессии, а по принципу заботы о потомстве.
У самцов и самок первого вида была разная продолжительность жизни. Агрессивные самцы чаще получали травмы, к тому же у них был вредный для организма сверхвысокий уровень тестостерона. Если у вида наблюдается половой диморфизм по размеру тела, обязательно будет и половой диморфизм по продолжительности жизни.
У второго вида будут чаще встречаться близнецы, потому что у них полные семьи. В то время как самки первого вида – сплошь матери-одиночки, у которых нет шансов выкормить сразу двух детёнышей.
По размеру черепа двух особей можно узнать даже о том, кто чаще изменял своим партнёрам. Позволить себе бросить детей и сбежать с каким-нибудь горячим парнем могла только самка второго вида. Ведь в это время за потомством присматривал отец. А вот если самка первого вида решит оставить детей, она просто потеряет все свои вложения в передачу генов следующему поколению.
Подобную картину можно увидеть у многих видов млекопитающих. Такие виды, как первый, называются конкурирующими. Это, например, павлины или бабуины в африканской саванне. Павлиний хвост - это знак, что ты настолько здоров, что можешь позволить себе потратить много энергии на глупые бесполезные перья. Вторые виды называют парными или моногамными.
Если показать вам фото, например, южноафриканских обезьян тамаринов или мармозеток, вы не определите, где самец, а где самка. Итак, достаточно всего лишь сравнить размеры самцов и самок, чтобы понять социальное устройство внутри вида и ответить на многие подобные вопросы.
К какому виду относятся люди?
Ответ - всё сложно. Истина в том, что мы где-то посередине. У людей существует два типа полигамии по социальным системам. Первый тип – экономическая полигамия, например, самый богатый человек в деревне может позволить себе иметь сразу несколько жён. В этом случае сдвиг репродуктивного успеха вызван экономикой. Вторая причина – демография. Полигамия возникает в условиях недостатка мужчин репродуктивного возраста. Большинство культур на планете допускали полигамию. Между тем в полигамных культурах большинство людей не полигамны. Мы очень запутанный и сумасшедший вид.
Фото: Andrew Sorensen/Flickr.com CC BY-NC 2.0
Оригинал видео лекции Роберта Сапольского.
Над составлением конспекта работали: Юрий Ярцев, Анна Глот.
