Докинс: Генът е основна единица за егоизъм

На 16 май, като част от Софийския фестивал на науката, ще изнесе лекция световноизвестният учен Ричард Докинс. В серия от статии ще ви запознаем с идеите му, изложени в първата му книга - “Егоистичният ген”, посветена на социобиологията.

Репликаторите

В началото беше простотата. Дарвиновата теория на еволюцията чрез естествен подбор е убедителна, защото тя ни показва как простото може да се превърне в сложно, как неподредената смес от атоми могат да се групират във все по-сложни структури, докато в крайна сметка това не довело до създаването на човека.

Дарвиновото "оцеляване на най-приспособените" - това е всъщност частен случай на по-общия закон за оцеляване на стабилното. Светът около нас е населен със стабилни обекти.

Важно е да се подчертае, че до възникването на живота на Земята, вероятно се е извършвала някаква рудиментарна еволюция на молекулите с помощта на обикновени физични и химични процеси. Няма нужда да се измисля някаква предначертаност, цел или умисъл. Ако групата атоми в присъствие на източник на енергия образува някаква стабилна структура, то тя ще има тенденция да съхрани тази структура. Най-ранната форма на естествен подбор се състояла просто в подбор на стабилни форми и отхвърляне на нестабилните. В това няма нищо тайнствено. В някакъв момент в първичния бульон случайно се образувала една забележителна молекула, наречена Репликатор, способна да създава копия на себе си.

play stop Схема: bgchaos.com

Репликаторът е като матрица, състояща се от сложна верига от различни видове по-малки молекули, играещи ролята на строителни блокове. Такива блокове в изобилие се съдържали в бульона около репликатора. Да допуснем, че всеки строителен блок има някакво сродство с други блокове и ако някой от тях се окаже близо до такава част от репликатора, с която има сродство, той се прикепя към нея. По този начин строителните блокове автоматично се разполагат в същата последователност, като блоковете на репликатора. Двете вериги могат да се разделят и отново да създават свои копия.

По-сложнa e възможността, ако всеки стрителен блок има афинитет не към същия, а към други видове блокове, като афинитетът е взаимен.

В този случай репликаторът действа като матрица за формирането не на идентични копия, а на определен "негатив", който от своя страна отново създава копие на оригиналния позитив. Няма значение дали първоначалният процес на репликация е от типа на "позитив-негатив" или "позитив-позитив", въпреки че трябва да се отбележи, че съвременният еквивалент на първия репликатор - молекулата на ДНК - е репликатор от типа "позитив-негатив". С възникването на репликатора, неговите копия, вероятно, бързо се разпространили по моретата, докато запасите от малки строителни блокове не започнали да се изтощават.

При копирането се случват грешки и тези грешки се натрупвали. В края на краищата именно тези грешки правят еволюцията възможна и без граници на усъвършенстването на методите и средствата на репликаторите за продължението на собственото им съществуване.

Каква е съдбата на древните репликатори сега, след 4x10⁹ години? Те не са изчезнали, защото са ненадминати майстори на оцеляването. Но не са свободни в океана, а са събрани в огромни колонии в пълна безопасност в гигантски недодялани роботи, изолирани от външния свят, общувайки с него и въздействайки му с помощта на дистанционно управление. Те присъстват във нас, те са ни създали, нашите души и тела и единственият смисъл на нашето съществуване е тяхното запазване. Преминали са дълъг път и сега тези репликатори съществуват под името гени, а ние им служим като машини за оцеляване.

Безсмъртните спирали

Нашето ДНК живее в нашите тела, но не е концентрирано в определена част от тялото, а е разпределено между клетките. Има около хиляда милиона по милион клетки - 10¹⁵ , изграждащи тялото на човека и с няколко изключения, които можем да пренебрегнем, всяка от тези клетки съдържа пълно копие на ДНК.

Еволюционното значение на факта, че гените контролират развитието на зародиша, се състои в това, че гените поне частично са отговорни за собствено си оцеляване в бъдеще, защото тяхното оцеляване зависи от ефективността на телата, в които живеят и които се изграждат с тяхна помощ.

Определението, което Докинс приема за ген е: каквато и да е порция хромозомен материал, който се съхранява достатъчно поколения за да служи като единица на естествен подбор. Ако се използват термините от гл. 2, генът е репликатор с висока точност на копиране.

Ако два гена, подобни на гените на кафявите и сините очи са конкуренти, които искат да заемат едно и също място в хромозомата, те се наричат ​​алелни един на друг или алели. Думата "алел" е синоним на думата "съперник".

Схема Gateway to U.S. DOE Biological and Environmental Research Image Galleries

Състезанията по гребане

За да обясни конкуренцията и взаимодействието между гените, Докинс предлага следната аналогия:

Състезанията по гребане между университетите в Оксфорд и Кембридж стават с отбори по осем гребци. Всеки състезател е специалист в своата област и винаги заема в лодката определено място. Да допуснем, че треньорът разполага с известен брой кандидати, с различна специалност. Подборът става по следния начин. Всеки ден треньорът създава три нови пробни екипа, произволно прехвърляйки кандидатите за всяка позиция в лодката от един подбор в друг и устройва след това състезания между екипите. След няколко седмици се изяснява, че в печелившия отбор често попадат едни и същи отделни спортисти. Те са отбелязани като добри спортисти. Други кандидати често са в загубите отбори и накрая отпадат. Но дори и изключителен гребец понякога може да бъде в губещ отбор или поради ниското ниво на другите си съотборници, или просто заради лош късмет, например поради насрещен вятър. Силните спортисти само вероятно попадат в отбора победител.

Гребците са гените. Лодките са индивидите. Съперниците за една седалка в лодката са алелите, които  могат да заемат едно и също място в хромозомата. Бързото гребане съответства на способността да се построи тяло, достигащо успех, т.е. оцеляващо. Вятърът е външната среда. Алтернативните кандидати са генофонда.

Много от гените потъват на дъното, защото са се оказали в едно тяло заедно с лоши гени, много загиват заради инциденти, например ако тялото е ударено от мълния. Обаче късметът се разпределя случайно и генът, който постоянно губи, не е просто неудачник - това е просто лош ген.

Едно от качествата на добрия гребец е способността към съгласувано взаимодействие с другите членове на отбора. Това е не по-малко важно, отколкото силните мускули. Естественният отбор може несъзнателно да "редактира" даден генен комплекс с помощта на инверсия и други големи премествания на късчетата хромозоми, в резултат на което гените, които добре се кооперират, образуват тясно сплотени групи. "Средата" на всеки отделен ген в значителна степен се състои от други гени, всеки от които се подлага на подбор. Индивидите не са вечни, те са преходни. Хромозомите също отиват в небитието, подобно на ръце на карти, скоро след като са изиграни. Но картите преживяват разместването. Картите са гените. Те просто сменят партньорите и продължават нататък. Те са репликатори и ние сме техните машини за оцеляване. Като изпълним задачата си, те ни захвърлят. Гените измерват времето си в геоложки машаби, те са вечни.

Прародителите не умират млади

На генно ниво алтруизмът е лоша черта, а егоизмът - добра. Всеки ген, ще се държи по такъв начин, че да увеличи шансовете на собственото си оцеляване в генофонда. Генът е основна единица за егоизъм.

Но освен егоизма, другото общо качество, което трябва да имат гените стремящи се към успех, е да могат да отсрочат смъртта на своите машини за оцеляване поне докато не се размножат. Може би някои от братовчедите или сестрите или братята на баба ви и дядо ви са починали в детска възраст, но нито един от вашите преки прародители не го е правил. Предците просто не умират млади!

Защо се разболяваме, когато остареем

Генът, който причинява смъртта на своя собственик, се нарича летален ген. Има и полулетални гени, които отслабват индивида и увеличават вероятността от смърт по други причини. Всеки ген проявява своя максимален ефект на определен етап от живота на организма. Болшинство от гените оказват въздействие върху плода, други - като дете, в ранна възраст, четвърти - в средна и накрая, някои в напреднала възраст.

Очевидно е, че леталните гени трябва да бъдат отстранени от генофонда. Но също така е очевидно, че леталните гени, чиито ефект се проявява в по-напреднала възраст, са по-стабилни в генофонда от леталните гени, които действат на по-ранни етапи. Генът, който има летален ефект в старо тялото, все пак може да се задържи в генофонда, защото този ефект се проявява след като това тяло е взело някакво участие в размножаването.

По този начин, според тази теория, старческото угасване е просто страничен продукт на натрупаните в генофонда на действащите в по-късни етапи на летални и полулетални гени, които са успели да преминат през мрежата на естествения подбор само защото техният ефект се проявява в по-напреднала възраст.

Еволюцията е процес, с помощта на който броят на едни гени в генофонда нараства, а броят на други намалява. Хубаво би било, ако всеки път, когато се опитваме да обясним еволюцията на някакъв признак, например алтруистичното поведение, просто да се попитаме: "А какво въздействие ще окаже този признак на честотата на гените в генофонда?"

Още по темата

16/04/2015

Животът

Ричард Докинс: Ние сме само обвивка на егоистичните си гени

14/04/2015

Космос

Лекция на Ричард Докинс: "По-странна, отколкото можем да предположим" (обновена)

05/04/2015

Физика

Ричард Докинс на Софийския фестивал на науката през май