Расширенный фенотип: Дальнее влияние гена - Ричард Докинз

На первый взгляд может показаться, что аргументация Чарнова неприменима к гаплодиплоидным животным, и дескать жаль, что большинство социальных насекомых гаплодиплоидны. Но это ощущение ошибочно. Сам Чарнов показывает это в специальном предположении про популяцию с несмещённым отношение полов; в этом случае даже у гаплодиплоидных видов самкам безразлично – растить ли родных братьев и сестёр (r = среднее между 3/4 и 1/4) или потомство (r = 1/2). Но Крейг (1980) и Графен (в подготовке) независимо показывают, что Чарнову даже не требовалось предполагать наличие несмещённого отношения полов. Потенциальному рабочему так и так безразлично – растить ли родных братьев или потомство, каким бы ни было отношение полов в популяции. Следовательно предполагаем, что отношение полов популяции смещено самкой, даже предполагаем, что оно соответствует предсказанному Триверсом и Харом значению 3:1. Так как рабочий находится в более близком родстве с сестрой, чем с братом или потомством любого пола, то может показаться, что он «предпочтёт» растить родных братьев а не потомков, учитывая такое смещённое самкой отношение полов: разве он не извлекает пользу главным образом из ценных сестёр (плюс немного относительно бесполезных братьев) когда он предпочитает уход за родными братьями? Но это рассуждение пренебрегает относительно большой репродуктивной ценностью самцов в такой популяции из-за их редкости. Рабочий не может быть в близким родстве с каждым из своих братьев, но если самцы редки в популяции как целом, то каждый этих братьев с высокой вероятностью будет родоначальником будущих поколений.

Математика свидетельствует, что вывод Чарнова применим даже шире чем он предположил. И у диплоидных, и у гаплодиплоидных видов, при любом соотношении полов популяции, отдельно взятой самке теоретически безразлично, растить ли ей своё потомство, или более молодых родных братьев. Ей однако небезразлично, растят ли её дети своих собственных детей (её внуков), или своих родных братьев: она предпочитает, чтобы они растили своих родных братьев (её потоков), а не своё потомство (внуков). Поэтому, если ставить вопрос о манипуляции в такой ситуации, то манипулирование потомков родителями более вероятно, чем манипулирование родителей потомками.

Может показаться, что выводы Чарнова, Крейга и Графена радикально противоречат таковым Триверса и Хара касательно соотношения полов у социальных перепончатокрылых. Заявление о том, что при любом соотношении полов самке этих видов безразлично кого растить – родных ли братьев, или потомство, выглядит эквивалентным заявлению, что ей также безразлично отношение полов в её гнезде. Но это не так. По-прежнему верно то, что – учитывая предположение о контроле над инвестициями в репродуктивных самцов и самок рабочими, итоговое эволюционно-стабильное соотношение полов будет не обязательно совпадать с эволюционно-стабильным отношением полов, учитывающим контроль царицы. В этом смысле рабочему небезразлично соотношение полов: он может продуктивно действовать, далеко смещая соотношение полов от значения, к которому стремится царица.

Анализ Триверсом и Харом точного характера конфликта между царицей и рабочими по поводу соотношения полов может быть расширен так, чтобы он далее освещал концепцию манипуляции (например, Oster & Уилсон 1978). Следующий отчёт получен от Графена (в подготовке). Я не буду забегать вперёд насчёт деталей его заключения, но хочу подчеркнуть принцип, который явно используется в его анализе, и который также используется Триверсом и Харом. Вопрос не в том, «успешно ли достигнуто “наилучшее” соотношение полов?». Напротив, мы делаем рабочее предположение, что естественный отбор в рамках каких-то ограничений достиг результата, и затем спрашиваем, что это были за ограничения (см. главу 3). В нашем случае мы соглашаемся с Триверсом и Харом в том, что эволюционно-стабильное соотношение полов кардинально зависит от того, на чьей стороне гонки вооружений находится практическая власть, но мы признаём более широкий диапазон возможных властных конфигураций, чем они делали. В результате, Триверс и Хар выявили последствия двух альтернативных предположений об обладании властью: первом – всей властью обладает царица, и вторым – всей властью обладают рабочие. Но можно сделать и много других возможных предположений, и из каждого будет следовать предсказание различного эволюционно-стабильного соотношения полов. Действительно, в других местах их статьи, Триверс и Хар рассматривают некоторые из них, например предположение, что рабочие способны сами откладывать яйца с самцовым эмбрионом.

Графен, как и Балмер с Тейлором (в подготовке), исследовал последствия предположительной ситуации, когда власть разделена следующим образом: царица обладает абсолютной властью над полом откладываемых ею яиц; рабочие обладают абсолютной властью над кормлением личинок. Таким образом, рабочие могут определять, какая доля доступных самочьих яиц разовьётся в цариц, а какая – в рабочих. В их власти морить голодом молодняк того или другого пола, но они могут действовать в рамках ограничений, задаваемых царицей, определяющей пол яиц. Во власти царицы – откладывать яйца с любым выбранным ею соотношением полов, включая полный отказ откладывать яйца того или другого пола. Но будучи отложенными, эти яйца оказываются отданными на милость рабочих. Царица могла бы например, проводить стратегию (в смысле теории игр) откладывания только мужских яиц весь данный год. Рабочие, как можно ожидать – неохотно, не имея иного выбора, будут растить своих братьев. Царица в этом случае может блокировать некоторые стратегии рабочих, таких, как «предпочтительное выкармливание сестёр», просто потому, что в этой «игре» она «ходит» первой. Но рабочие могут делать и другие вещи.

Используя теорию игр, Графен показывает, что только определённые стратегии царицы являются эволюционно-стабильными ответами на специфические стратегии рабочих, и только определённые стратегии рабочих – эволюционно-стабильные ответы на особые стратегии царицы. Интересный вопрос – что есть эволюционно-стабильные комбинации стратегий рабочих и царицы? Оказывается, что существует более чем один ответ – целых три эволюционно-стабильных состояния для данного набора параметров. Конкретные заключения Графена – не есть предмет моего рассмотрения здесь, хотя и отмечу, что они интересно «анти-интуитивны». Обращаю внимание, что эволюционно стабильное состояние модели популяции зависят от предположений насчёт распределения власти. Триверс и Хар противопоставляли два возможных крайних предположения – абсолютная власть рабочих против абсолютной власти царицы. Графен исследовал одно вероятное распределение власти – царица имеет власть над яйцами, а рабочие – над выкармливанием личинок. Но как я уже отметил, можно сделать и другие, весьма многочисленные предположения о распределении власти. Из каждого предположения следуют различные предсказания об эволюционно стабильном соотношении полов, и проверка этих предсказаний может быть использована как свидетельство том или ином распределении власти в гнезде.

Например, мы могли бы сфокусировать наше исследовательское внимание на точном моменте, когда царица «решает», оплодотворить ли данное яйцо или нет. Логично предположить, что раз уж это происходит в внутри тела царицы, конкретное решение, вероятно будет выбрано в свете выгоды для генов царицы. Вероятно это так, но это – как раз то предположение, которое собирается объявить своей темой доктрина расширенного фенотипа. В данный момент мы просто обращаем внимание на потенциальную возможность рабочих манипулировать нервной системой царицы, феромонами или иными средствами, чтобы подчинять её поведение своим генетическим интересам. Точно так же как нервы и мускулы рабочего прямо ответственны за выкармливание личинок, но из этого мы не обязаны предполагать, что конечности рабочего двигаются только в интересах генов рабочего. Как хорошо известно, имеется мощный поток феромонов от царицы к рабочим, и легко представить себе мощную манипуляцию поведения рабочего царицей. Дело в том, что всякое предположение о власти должно быть урожайным на проверяемые предсказания о соотношении полов, и именно за эту проницательность мы должны благодарить Триверса и Хара, а не за конкретную модель предсказания которой им довелось проверять.

Вполне мыслимо, что у некоторых перепончатокрылых именно самцы могли бы обладать такой властью. Брокманн (1980) проводит интенсивное изучение ос-строителей Trypoxylon politum. Это «одиночные» (в противоположность истинно социальным) осы, но они не всегда совсем одни. Как и у других видов, каждая самка строит гнездо (в данном случае из грязи), снабжает его парализованной добычей (пауками), откладывает одно яйцо на добыче, затем запечатывает гнездо и начинает цикл снова. У многих перепончатокрылых самка всю жизнь носит в себе запас спермы, однократно полученный в ходе одного оплодотворения в начале жизни. Однако самки T. politum в течение взрослой жизни совокупляются часто. Самцы часто посещают самочьи гнёзда, не упуская возможность совокупиться с самкой при каждом её возвращении к гнезду. Самец может часами сидеть пассивно в гнезде, вероятно помогая охранять его от паразитов, и борясь с другими самцами, которые пытаются войти. Поэтому в отличие от большинства самцов перепончатокрылых, самец Т. politum присутствует на сцене событий. Не может ли он поэтому иметь потенциальную возможность влиять на соотношение полов, примерно так же, как было постулировано в отношении рабочих муравьёв?