Устойчивость к антибиотикам – эволюция наносит ответный удар

 

А вы делаете ежегодную прививку от гриппа? Вообще‑то это необходимо, поскольку вирус гриппа эволюционирует прямо у нас под носом, таким уязвимым для этой инфекции, поэтому и вы должны не отставать. Вирусы занимаются продолжением своей жизни, заражая живые клетки и заставляя их создавать копии вируса. Эти реплики вырываются на свободу и сталкиваются с соседними клетками, что приводит к еще большему распространению инфекции и еще большему количеству копий вируса. Если это напоминает вам войну, то вы не так уж далеки от истины. Зимой 1918–1919 годов испанский грипп унес жизни 50 млн человек – больше, чем все битвы Первой мировой войны, которая на тот момент только‑только закончилась. Имейте в виду, доказательств тому, что вирусы зловредны, нет. Они просто следуют своему эволюционному пути, размножаясь в любом месте, где они получают преимущество. Самое страшное здесь заключается в том, что это бессмысленное, неустанное движение естественного отбора подавляет нашу защиту, делая некогда покоренные заболевания вновь опасными.

Люди выходят на бой в доспехах, также сформированных в процессе эволюции: это иммунная система. Это сложный набор химических веществ и процессов, которые ваше тело использует для борьбы с болезнями, вызванными вирусами, микробами и многоклеточными паразитами. Иммунная система накапливает опыт, разрабатывает целевую оборону против каждой появившейся инфекции. Итак, позвольте мне задать вопрос: если бы наша иммунная система работала в нормальном режиме и с нормальным уровнем производительности, разве мы не были бы способны побороть любую инфекцию, с которой нам или нашему организму довелось столкнуться? Разве мы не победили бы каждого микроба и паразита в природе? Вы наверняка думаете, что нет. В природе так не бывает. И это один из наименее приятных результатов эволюции.

На протяжении вашей жизни вы, несомненно, болели и простудой, и гриппом, подхватывали ротовирусную инфекцию, страдали пищевым отравлением и переживали еще кучу разных заболеваний. Тем не менее ни вы, ни кто‑либо иной так и не смогли окончательно победить все эти напасти. У вас даже могла выработаться полезная привычка очень часто мыть руки, чтобы не заболеть снова. Интуитивно вы понимаете, что вокруг вас гораздо больше микробов, чем видела ваша иммунная система, и так и будет на протяжении всей оставшейся жизни.

Итак, напрашивается следующий логический вопрос. Откуда берутся все эти новые, доселе невиданные микробы? Нет необходимости искать где‑то в неизвестных местах фабрики по производству биологического оружия – фабрики, которые создают образцы новых микробов и распространяют их по всему миру. Все эти фабрики находятся у нас под носом, и это мы сами. Каждый из нас служит инкубатором для новых штаммов или видов микробов.

Из‑за полного отсутствия нервов или мозга микробы нельзя назвать подлыми или злобными. Они просто такие, как есть. С самого начала жизни бактерий на Земле, 3,5 млрд лет назад, здесь, скорее всего, существовала какая‑то конфигурация молекул, которая и породила эту бактериальную проблему. Как и любое другое живое существо, когда‑либо найденное нами на Земле, молекулы вируса обладают длинной цепочкой ДНК, несущей генетическую информацию, необходимую вирусу для принуждения бактериальных клеток к производству еще большего количества тех же самых вирусов. К тому же они созданы из одного и того же молекулярного материала и очень сильно похожи на молекулярном уровне – поэтому разумно предположить, что бактерии и их враги‑вирусы, бактериофаги (вирусы, которые атакуют бактерии), появились на свет примерно в одно и то же время. Отсюда мое предложение о вынесении вирусов в отдельный домен жизни. Каждый организм начал борьбу за одни и те же ресурсы в тот момент, когда Земля достаточно остыла для того, чтобы на ее поверхности появилась жидкая вода.

Весьма интересным аспектом бактериофагов является их специфичность. Конкретные фаги атакуют только конкретные бактерии. Как я упоминал ранее, разумное объяснение этому явлению заключается в том, что все они появились на Земле примерно в одно и то же время. При появлении огромного количества бактерий и огромного количества фагов шансы на то, что они найдут друг друга, становятся достаточно высокими, чтобы поддерживать целые экосистемы. Это часть того, что происходит внутри вашего микробиома.

Давайте заглянем в историю, чтобы увидеть, как мы тут оказались. Бактерии в первичных морях, несомненно, постоянно подвергались атакам со стороны фаговых вирусов и им подобных. Их там были миллионы и миллионы. Но дело‑то в том, что при копировании молекул неизбежно появляются ошибки или несовершенства. Если вирусу удалось заразить тысячи клеток, каждая из которых производит тысячи вирусов, то рибонуклеиновая кислота этого вируса будет воспроизводиться с некоторыми мутациями. Теперь перенесите эту ситуацию в будущее, где десятки тысяч людей подхватывают инфекции, и каждый из нас производит миллионы вирусов. Рано или поздно появится мутация, которая может заразить или перезаразить большинство из нас.

Неужели нам придется смириться с тем, что мы будем постоянно, на протяжении всей нашей жизни подвергаться атаке необычных, новых штаммов вирусов, бактерий и паразитов, и с этим ничего нельзя будет поделать? Точно так же, как мы принимаем меры во избежание получения травм от деревьев, которые мы вырубаем, или от дорог, которые мы пересекаем, мы принимаем меры, чтобы избежать инфекций. Мы моем руки и избегаем контактов с заболевшими людьми, по крайней мере, насколько это возможно. Я хорошо помню, как на протяжении нескольких лет меня летом не выпускали на улицу, чтобы избежать контакта с вирусом, вызывающим полиомиелит. Поэтому логично, что мы, как грамотное общество, принимаем меры по созданию иммунных ответов как внутри наших тел, так и снаружи. И делаем мы это потому, что способны понять эволюцию.

Учитывая все происходящие мутации, разработка вакцины против гриппа – это как стрельба по движущейся мишени. Каждую зиму, когда начинается сезон гриппа, вирусы, которые циркулируют повсюду, немного отличаются от тех, что были в предыдущем сезоне. Вот почему Центры по контролю и профилактике заболеваний, готовясь к мучительной борьбе с новым штаммом гриппа следующего сезона, сотрудничают с Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов и со Всемирной организацией здравоохранения. Главный фокус здесь заключается в том, чтобы получить образцы вирусов гриппа, поражающих жителей Южного полушария в тот момент, когда у них зима, а у нас лето, и успеть до нашего зимнего периода подготовить вакцины. Это движимая эволюцией система здравоохранения, которую практически все принимают как должное.

Патоморфологи – это ученые, которые изучают инфекции, такие как грипп, и работают с ними: они подготавливают вакцину либо с помощью вируса, который был немного ослаблен (истощен) посредством химического реагента, либо с помощью мертвого или неполноценного вируса, структура которого остается ненарушенной. Он все еще обладает той конфигурацией белка, которую ваш организм может распознать; таким образом, не имея возможности самостоятельно возбудить инфекцию ввиду своей неполноценности, он все еще способен вызывать иммунный ответ.

Основная задача иммунной системы заключается в распознавании появляющихся вирусов, бактерий или паразитов, нежелательных для нашего организма ввиду того, что эти возбудители способны нападать на ваши клетки или брать их под свой контроль, заставляя производить большее количество вирусов или бактерий (попутно иммунная система должна пропускать полезные микробы и собственные клетки организма). После того как ваше тело признает нежелательное вторжение возбудителя инфекции, оно начинает посылать антитела, предназначенные для взлома и уничтожения вируса. Для этого антитела должны быть настроены на белок внешнего захватчика. Если ваша иммунная система и ее молекулы‑антитела не признают инфекционного возбудителя, то иммунный ответ следует, по крайней мере, с определенной задержкой. Это дает вирусу, бактерии, многоклеточному паразиту огромный гандикап и может нанести серьезный вред вашему здоровью.

Причина, по которой эти инфекционные организмы по‑прежнему существуют, заключается в том, что они постоянно меняются, мутируют по мере размножения, принимая новые химические облики, которые иммунная система распознать не может. Они постоянно развиваются в абсолютном соответствии с предсказаниями эволюционной теории. Микробы и паразиты эволюционируют с поразительной скоростью в масштабах геологического времени или в сравнении с тем количеством времени, которое жизнь существует на Земле. В общем‑то, это их дело. Только мы, люди, будучи их медленно развивающимися жертвами, вынуждены сделать это дело нашим.

Бактерии питаются химическими веществами, получая их из окружающей среды. Употребив нужное количество необходимых химических веществ, бактерии получают достаточное количество химической энергии для размножения. Они размножаются путем деления пополам. Конечно, с точки зрения биохимии это несколько сложнее, но идея именно такая. Мы называем это простым делением – расщеплением на две части. Для бактерий это, конечно, прекрасно, только вот поскольку они размножаются и питаются при этом окружающей их химической средой, отходы некоторых из них очень уж токсичны и могут спровоцировать наши болезни.

Когда‑то давным‑давно, в первобытную эпоху одна бактерия случайно произвела токсин, который заразил одного из наших предков. Этот день стал великим днем для новорожденной бактерии, ибо таким образом они обнаружили эффективный способ своего распространения. Видимо, в носу у нашего предка скопилось так много токсинов, что он чихнул на других представителей своего племени, извергая живые бактерии вместе со своей слюной и слизью. Или он мог просто дышать воздухом, в котором в капельках воды содержались бактерии. Или – ой – бактериальные токсины, возможно, вызвали диарею. И, в тот момент, когда организм нашего предка, хммм… избавлялся от токсинов, он точно так же распространял вокруг себя бактерии. После того как бактерия или семейство бактерий вышли на эту схему, остановиться им уже было невозможно. Однако человеческие ученые нашли несколько очень эффективных методов борьбы с этим.

У бактерии есть клеточная стенка, которая отделяет микроб от окружающей среды. В этой стенке есть мембрана, которая разделяет иначе организованные подсистемы, или «органеллы», в пределах бактерии. Люди нашли способ заставлять белок – молекулярную структуру, которая отвечает за удерживание стенок клетки бактерии, – разваливаться или раскрываться. Когда это происходит, бактерия разрушается; это останавливает метаболизм и выработку токсинов.

Молекулы, синтезированные патоморфологами и запущенные инженерами‑химиками в массовое производство в «реакторах» размером с нефтяную цистерну, являются тем, что мы называем общим термином «антибиотики». Пожалуй, самым известным среди них является пенициллин. Вы наверняка слышали историю про Александра Флеминга, шотландского биолога, который в 1920 году заметил, что плесень Penicilliumnotatum способна убивать бактерии стафилококка (Staphylococcusaurius), вызывающие стафилококковые инфекции. Вы, безусловно, слышали об уничтожающем бактерии веществе, которое он выделил из этой плесени: пенициллин. Флеминг понял, что, если эту смесь выделить и начать производить в больших количествах, то она могла бы быть очень эффективной в отношении бактериальных инфекций. Пенициллин положил конец многим страданиям и спас множество человеческих жизней.

Наряду с этими скромными заслугами, пенициллин привел к развитию десятков других фантастических антибиотиков: ципрофлоксацин, полимиксин, тигециклин и многие другие. Некоторые из этих препаратов удерживают бактерии от деления или размножения; другие сражают бактерии наповал. В любом случае антибиотики изменили мир и полностью изменили ожидания современной медицины. Наши самые опасные враги, микробы и паразиты, враз стали легко победимы и преодолимы.

Но процесс эволюции сделал многие из этих лекарств гораздо менее эффективными, чем они когда‑то были, а порой даже бесполезными. Поскольку бактерии способны размножаться очень быстро по сравнению с организмами, на которые они нападают и эксплуатируют, они и мутируют очень быстро. За несколько лет у них случайным образом появились гены, которые проявляли устойчивость к препаратам. В результате: огромное количество бактерий, которые некогда были вполне управляемы, теперь в лучшем случае стали обузой, а в худшем – смертельным приговором. Эволюция позволяет им наносит ответный удар, и это плохо для нас.

В настоящее время медицинские работники уже осознали серьезность проблемы и предупреждают общественность, которая бездумно использует антибиотики, тем самым делая их неэффективными. Чем больше этих препаратов мы используем, тем больше шансов у инфекционных бактерий войти в контакт с этими лекарствами, и тем скорее эти бактерии изобретут штаммы, которые будут способны защитить себя от химического воздействия этих препаратов.

Я не раз принимал участие в кампаниях, поощряющих людей и особенно заботливых родителей, которые не злоупотребляют этими замечательными плодами науки. Возможно, у вас тоже болел ребенок или вы знаете кого‑то, кто с этим сталкивался. Родители отводят малыша к доктору и начинают переживать, если врач назначил им антибиотики для лечения заболевания, победить которое так или иначе иммунная система пациента все равно смогла бы сама.

Более того, различия в химических механизмах делает вирусы невосприимчивыми к препаратам, направленным против бактерий. Чтобы антибиотик сработал, он должен быть направлен на бактерию, которая вас поразила (не просите у своего врача антибиотик, если у вас грипп, он ничем не поможет, кроме как поспособствует размножению более опасных бактерий). У вирусов нет клеточных стенок, целостность которых можно было бы нарушить. Их нужно атаковать антителами, направленными конкретно против них и настроенными на их быстрый поиск. Вот почему медицинское сообщество спонсировало компании, ориентирующие потребителей и поставщиков медицинских услуг на принцип «вирус, микроб, бактерия – для каждого свое лечение».

Вот почему так важно перестать самостоятельно принимать антибиотики. При этом если ваш врач назначает вам двухнедельный курс антибиотиков, обязательно пропейте его до конца, даже если вы почувствуете себя лучше уже через пару дней. В противном случае, вы можете не добить болезнетворные бактерии внутри вас, они останутся в вашем организме и в результате смогут развить устойчивость к антибиотикам. У них не будет полного иммунитета, но частичная резистентность к антибиотику перейдет к следующему поколению ваших микробов, и уже они станут устойчивыми к тому же самому препарату, которым несчастная, зараженная вами жертва попытается пролечиться. Так что не стоит мараться пособничеством врагу.

Все это происходит по законам того же самого эволюционного процесса, благодаря которому почти все существа и экосистемы дожили до сегодняшнего момента. Это модификация путем естественного отбора, и в данном случае она происходит в мире бактерий. Это еще одна жизненно важная причина для продвижения всеобщей грамотности в отношении науки: эволюция является вопросом жизни и смерти.

 

Неутолимая жажда альтруизма

 

Признаю, последняя пара глав книги получилась довольно мрачной и представляет эволюцию в таком виде, будто она собирается захватить нас силой. Насколько можно судить, эволюция не руководствуется разумом или планом. Она просто существует. Наше восприятие того, что эволюция может быть щедрой или злонамеренной, полностью основано на том, что мы думаем, будто мы единственные, кто оказались лучше всех, – такой подход к миру – вы только задумайтесь – вполне отвечает духу эволюции. Так что воспринимайте мое высказывание как полностью субъективное суждение, но я думаю об этом как о гораздо более счастливом сюжете. Я говорю о том, что приносит пользу всем нам: альтруизм, инстинкт, который заставляет нас присматривать друг за другом.

Рассмотрим пример из моего детства. Как и мой отец, я был довольно хорошим бойскаутом. Я отлично ладил и продолжаю ладить с лесами. Я могу срубить дерево, развести огонь, раздобыть пропитание, сделать деревянный каркас, соорудить укрытие и найти дорогу из леса через незнакомую территорию. Наряду с приобретением подобных полезных навыков, в задачу бойскаутов входили коммуникация и взаимопомощь в организации. Бойскауты должны были каждый день делать доброе дело, помогать кому‑то, пусть даже совсем чуть‑чуть. Один из моих нынешних девизов размещен на сайте billnye.com «Чтобы мир после вашего ухода стал лучше, чем было до вас, однажды вам придется убрать за кем‑то его мусор». Я думаю, моими альтруистическими порывами я обязан своим маме и папе. Они сделали все возможное, чтобы оставить мир после себя лучше, чем он был. (Надеюсь, вы простите им мое появление. Моя мама всегда говорила, что папа был великим танцором, и я думаю, тут одно привело к другому.)

Когда я достиг работоспособного возраста, я стал волонтером в Научном центре Тихого океана в Сиэтле. По выходным я помогал передвигать коробки и выступал в качестве «толкователя науки» – и тогда и потом. Мне было просто приятно помогать кому‑то. Навыки публичных выступлений, которые я там приобрел, стали залогом моей дальнейшей карьеры и привели к созданию этой книги. Я также был наставником в программе «У меня есть мечта»[12]. Оба этих юношеских занятия являются примером альтруизма, где энергия одного человека затрачивается на создание блага для другого. Мне нравится думать, что я делал свою работу хорошо, но я всегда чувствовал, что я получаю от нее больше, чем посетители Научного центра или студенты ранним субботним утром. Позже я множество раз испытывал что‑то подобное – преподавая в классе или проводя особенно удачную научную демонстрацию. Я утверждаю, что могу чувствовать это внутри себя и внутри других – этот тип альтруизма закодирован где‑то внутри нас.

Религии часто проповедуют важность совершения дел ради других. Существует огромное количество некоммерческих организаций, которые продвигают идею служения ради блага наших соседей или блага тех, кому в этой жизни повезло меньше, чем нам. Если вы волонтер или избрали для себя путь служения ближнему, я предполагаю, что это дает вам возможность чувствовать себя довольно хорошо. Большинство из нас находят удовлетворение в оказании помощи другому. Большинство из нас чувствуют себя отлично, если считают, что поступили правильно. Так же, как вы и я, эволюционные биологи называют феномен совершения правильных вещей «альтруизмом», хотя они определяют его более строго. Это слово происходит от латинского alter, что означает «другой». Происхождение и природа альтруизма сегодня является одной из самых актуальных областей исследования в эволюционной науке.

В повседневной речи альтруизм означает бескорыстность, готовность помочь другому без ожидания какой‑либо награды. В эволюционной биологии эта идея находит выражение в уравнении: индивид оказывает услугу, не получая либо получая совсем мало выгоды от этого. Это отношение можно записать очень просто: П < З (польза дающего меньше его затрат).

Предложение помощи всегда несет в себе некоторую затратность, неважно, чем она измеряется – временем, энергией или риском стать жертвой нападения. Меж тем получатель получает выгоду – например, немного еды или помощь в подъеме тяжестей, предупреждение о готовящемся нападении хищника, а даритель при этом пользы не получает, по крайней мере, очевидной и незамедлительной. Ученые, интересующиеся появлением этой тенденции у многих животных, включая нас, изучали альтруизм всеми возможными и интригующими способами. Многие из этих исследований курсируют вокруг главного вопроса альтруизма: для чего затратам преобладать над выгодой в битве за выживание?

На данный момент религии, как правило, утверждают, что корнем альтруизма является вера в высшую силу – что без определенного набора верований или вхождения в религиозную доктрину добрые дела в мире не совершались бы. По крайней мере, это моя интерпретация того, что я принимаю за позиции многих организованных христианских религий. Однако, по моему мнению, как и по мнению многих ученых‑эволюционистов, альтруизм широко распространен в природе. Он проявляется у таких животных, как, например, летучие мыши‑вампиры и термиты.

Присмотритесь к летучим мышам‑вампирам. Ночью они летают и охотятся на крупный рогатый скот. Они кусают корову или быка в шею и сосут кровь, насыщенную питательными веществами. Затем они возвращаются и с помощью сигналов определяют, были ли среди их товарищей те, кто сегодня ночью потерпел неудачу: летал‑летал, но так и не нашел того, кого можно было бы укусить. В этом случае, мыши‑вампиры, которым удалось найти пропитание, отрыгивают небольшое количество крови, которую они насосали, позволяя голодному сотоварищу подкрепиться. Может это и покажется вам вампирически жутко, но все это задокументировано, и это – часть мира мышей‑вампиров. Тем не менее альтруизм в данном случае – довольно странный момент. Зачем эти летучие мыши так делают?

На первый взгляд, учитывая фактор выживания наиболее приспособленных, вы можете увидеть себя в роли благополучно отужинавшей мыши и заметить (или подумать): «Почему я должен помогать этой непутевой мыши, которая летала и слушала попсу вместо своих ультразвуковых эхолокаторов? Она не поела? Ну и пусть отправляется в пещеру!» Говоря мышиным языком: «Почему бы ей не поголодать сегодня ночью? Может, тогда она научится правильно летать и охотиться». Каким бы полезным ни был такой урок, мыши так себя не ведут. Когда одна мышь не получает достаточно пищи, другая помогает ей. Насколько мы можем судить, эти альтруистические летучие мыши никогда не ходили в воскресную школу. Это в их крови, чья бы она ни была. И исследования показывают, что подобный импульс имеет широкое распространение в природе.

Давайте предположим, что альтруистическое поведение в крови у всех млекопитающих. Скажем, у всех у нас, млекопитающих, есть достаточно общих родственных черт, чтобы можно было объяснить это. Где‑то давным‑давно в прошлом, возможно, в период вымирания динозавров, 66 млн лет назад, летучие мыши и люди имели общего предка, и эта группа (колония или племя) имела тенденцию помогать своим сородичам. И что на этом – все? Если бы мы нашли этого предка, смогли бы мы произвести некий анализ эволюционного происхождения альтруизма?

Наверное, нет, потому что альтруизм, скорее всего, восходит к еще более древним временам. Я был в замечательном месте под названием Национальный памятник «Динозавры» (Dinosaur National Monument). Это на границе штатов Юта и Колорадо. Так вот один из их слоганов гласит: «Вы захотите остаться здесь навсегда… Динозавры уже остались!» Очаровательно, не правда ли?

Около 150 млн лет назад через это место, по‑видимому, протекала река, и во время очень обильных дождей здесь всегда были огромные наводнения. Сотни животных смывало потоками вниз, так же как наши дома смывают огромные наводнения. Животные тонули и погибали в этой, если можно так сказать, мясорубке.

Если вы никогда не бывали здесь, вам лучше приехать и увидеть все своими глазами. Это просто удивительно. В 1915 году президент Вудро Вильсон проследил, чтобы этот район сохранили в качестве национального памятника. Сегодня здесь над основной частью раскопок, обнаруживающей множество костей динозавров и известной под названием Карьер Карнеги, сооружена огромная крыша. Но если побродить вокруг и хорошенько поискать, можно найти и другие древние фрагменты окаменелостей динозавров, создающие ощущение последствий гигантского потопа. Думая обо всех тех животных, которые, должно быть, жили в этом же районе вверх по течению, хочется узнать о том, как именно они жили. Были ли они дикарями без каких‑либо родственных или территориальных связей? Или они были как мы с племенными отношениями и своими альтруистическими порывами? А может быть, у них были свои древние динозавровые ритуалы, такие как парады, дни рождения или пасхальная заутреня?

Я также путешествовал по Монтане и посетил там несколько раскопок с останками древних динозавров. Ученым пришлось постараться, но они смогли найти гнездовья динозавров. Некоторые из наиболее впечатляющих экземпляров были погребены под пеплом так называемого супервулкана близ Йеллоустонского национального парка. Гнезда здесь принадлежали утконосым динозаврам под названием майазаура. Необязательно разбираться в динозаврах, чтобы увидеть, что их гнездовья напоминают птичьи. Расположение яиц в гнездах майазауры указывает на то, что эти животные заботились о своем молодняке не менее внимательно, чем это делают современные птицы. Наблюдая за современными птицами, мы видим, что они также обнаруживают альтруистические тенденции. Некоторые виды, та же пресловутая кукушка, откладывают яйца в гнездах других птиц, которые, как правило, принимают чужих птенцов так же, как своих, и, видимо, только потому, что это правильно. Это удивительная стратегия, которая использует альтруизм других птиц, а может, просто их куриные мозги.

Связь между динозаврами и птицами очень глубока. По сути дела, все современные птицы классифицируются как динозавры, и их происхождение прослеживается следующим образом: рептилии породили динозавров, к отряду которых относятся зауроподы, которые включают в себя птицеподобных динозавров (Avialae) – современных птиц. Как ни парадоксально, но наши птицы являются потомками динозавров, которые классифицируются как «ящеротазовые», а не как «птицетазовые». И это очередной каприз научной терминологии. Современные птицы имеют материнский инстинкт, как, вероятно, и древние динозавры, которые на современном эволюционном профессиональном жаргоне называются «не птичьими» (nonavian) (примечание: «не птичьи» – слишком скромный термин для таких некогда могущественных существ. Вы бы могли представить себе, что продавец автомобилей может продать вам «не автомобильный» грузовик? Н‑да…).

Материнская забота о потомстве и альтруизм – это не совсем одно и то же, но многие из нас не раз отмечали по отношению к себе удивительную заботу со стороны матери нашего лучшего друга – просто потому, что мы были детьми, которых надо было покормить, напоить или покатать на аттракционах. Что движет ею в этом случае – материнский инстинкт или всеобъемлющий альтруизм? Если в понятие альтруизма включить материнскую заботу, то оно превратится в гораздо более широкий и древний эволюционный импульс. Очень многие виды, которые кажутся нам куда менее сообразительными по сравнению с нами, проявляют еще и отеческую заботу. Я как‑то занимался дайвингом среди рыбок, которых называют ласточками Гарибальди. Так вот как только вы приближаетесь к их гнезду, самец подплывает и начинает мельтешить перед вами, пока вы не уплывете подальше. Я видел толпы дайверов, покусанных этими милыми рыбешками. Основываясь на одном этом опыте, я мог бы сказать, что, по крайней мере, отцовский инстинкт у рыб определенно имеется.

Существует много свидетельств тому, как некоторые рыбы помогают друг другу, хоть и весьма ограниченным способом. Давайте посмотрим на глазастую рыбу‑белку и рифового губана (прежде чем продолжить, я бы хотел выразить свое восхищение перед человеческой фантазией, выдумавшей столь причудливые рыбьи имена. Рыба‑белка? В самом деле? А губан – это что, такой важный надутый толстяк? Просто поразительно!). Рыба‑белка постоянно приплывает в те места, где обитает губан. Эта крупная рыба позволяет маленькой рыбке объедать крошечных паразитов с ее чешуи. Она даже запускает маленького губана к себе в рот, чтобы и его очистить от паразитов. Рыба‑белка могла бы запросто проглотить губана, но она этого не делает. Оба этих вида имеют симбиотическое или взаимовыгодное соглашение. Но есть и еще кое‑что!

Судя по всему, оба этих вида рыб распознают друг в друге индивидуумов. Каждая конкретная рыба‑белка ищет определенного губана – они узнают друг друга с помощью своего рыбьего нюха. Они помогают друг другу также тем, что не отправляются на поиски какого‑нибудь другого губана или другой большой рыбы‑белки. Они гарантируют друг другу рабочие места. При этом альтруистическая составляющая заключается в том, что рыба‑белка отгоняет хищников, охотящихся на губанов. Рыба‑белка могла бы запросто позволить губану сгинуть в пасти большого и злобного хищника, но вместо этого она подвергает свою собственную жизнь опасности ради маленького губанчика. Поистине захватывающая ситуация.

Однако альтруизм имеет и свою темную сторону. Временами он требует принуждения, и это может повлечь за собой наказание. Вы когда‑нибудь вредничали, только потому, что вам просто становилось от этого лучше? Вы когда‑нибудь жаждали мести? Героиня потрясающего хита кантри‑певица Кэрри Андервуд «Пока он не изменил» искренне радуется, когда расправляется с грузовичком своего бывшего дружка – разбивает фары, режет обивку сидений. Публика сходит с ума, когда она поет эту песню, – я сам видел!

Вы обращали внимание, что мщение может потребовать большого количества времени, усилий и энергии? Представьте, что кто‑то сыграл с вами злую шутку – например, позвонил от лица крупной телевизионной компании и заявил, что шоу «Билл Най – научный парень» больше не будет сниматься – это разбило вам сердце, и вы буквально выпали в осадок на целую неделю (разумеется, этот пример вымышленный и используется исключительно для наглядности!). Узнав о том, что это был всего лишь знакомый ди‑джей с радио, притворившийся телевизионным работником, вы начнете размышлять о том, каким образом вы можете превратить жизнь этого парня в сущий кошмар (естественно, ко мне все это не имеет никакого отношения). Пусть даже вы потратите кучу времени на то, чтобы изготовить фальшивые штрафные талоны за парковку и зарезервировать фальшивый номер фальшивой юридической фирмы, которая вышлет ему счет на тысячу долларов? Если вы все это проходили, значит, вы поддерживаете наше общество в равновесии, и именно это можно предсказать с помощью математических моделей эволюции.

Жажда мести будет требовать от вас определенных затрат: это отнимает время и к тому же это немного опасно – разбивать фары и кромсать сиденья. Вам придется потратить свои время и деньги на то, чтобы заказать поддельные квитанции, абонировать номер телефона или отправить фальшивые счета – но вы все равно это сделаете, потому что, заставив кого‑то пострадать, вы почувствуете себя лучше. Такое явление получило название альтруистического наказания. Это оборотная сторона эволюционного альтруизма. Эволюционные ученые утверждают, что мстить тем, кто нас обидел необходимо, поскольку это имеет пользу для общества. Наши предки, не запрограммированные на мщение (например, поцарапать краску на двери машины, если застукала с соперницей), не смогли передать нам свои гены. Месть имеет эволюционное значение: она поддерживает справедливость, и именно поэтому мы не можем сопротивляться жажде мщения. Месть за нарушение общепринятых правил отвечает эволюционным интересам племени. Наказание альтруистично.

Исследователи провели множество тестов по оценке эффективности альтруистического наказания. В классических экспериментах участники групповой игры должны были распределить между собой деньги или очки. В результате игроки никогда не оставляли себе все ресурсы, по‑видимому, опасаясь, что в противном случае другие игроки рано или поздно могут потребовать возмещения. Такое происходило во время каждого эксперимента. У нас есть сильная потребность отомстить или расквитаться с тем, кого мы считаем нарушителем, пусть даже месть потребует от нас финансовых, временных или энергетических затрат, и пусть для нас самих в этом не будет никакой очевидной выгоды.

Это еще один случай, на примере которого видно, что эволюция влияет не только на наше понимание, но и на наши ощущения. Благоприятная сторона альтруизма приносит пользу членам человеческого племени. Негативная сторона – альтруистическое наказание – держит всех нас в узде. Мы помогаем друг другу, когда можем, и от этого нам всем становится лучше. Мы поступаем нехорошо, когда нужно, и от этого нам также становится лучше, и, что еще важнее, это помогает поддерживать гладкую работу всей системы альтруизма.

Серьезной оговорки все эти эксперименты заслуживают из‑за того, что они на самом деле – всего лишь тесты. Они зачастую упрощают ситуации реального мира при моделировании и наверняка упускают очень важные и значительные детали. А оговорки в отношении подводных экспериментов связаны с тем, что участие в них принимали обычные рыбы. Выяснить их мотивацию очень сложно. И хотя они постоянно двигают своими челюстями, говорить на эту тему они отказываются, да и почерк у них ужасный.

В результате биологи стали играть в игры: точнее, они обратились к теории игр – системе мышления, которая анализирует поведенческие затраты и выгоды при определенных сценариях. Эти игры превращает идею эволюционных чувств в нечто конкретное и измеримое. Вот об этом мы сейчас и поговорим.

 

Игры, в которые играют виды

 

Мой старший брат Дарби отлично играет в карты и, как правило, всегда меня обыгрывает. На самом деле он обыгрывает многих. У него есть то, что обычно называют «чувством карты». Не считая карт, он интуитивно определяет количество сыгравших фигур, тузов, оставшихся в колоде, и вероятность того, какие карты находятся у меня или других игроков на руках. Возможно, моему брату нужно было стать эволюционным биологом, поскольку теории игр имеют особое значение для понимания естественного отбора и особенно для понимания альтруистических порывов, о которых мы только что говорили.

Самая известная эволюционная игра – «Дилемма заключенного», она была сформулирована в 1950 году математиком Альбертом Такером, который специализировался на так называемой теории игр. Игра идет следующим образом: предположим, полицией задержаны два соучастника преступления, и каждого из них ведут на допрос; в пределах воображаемой ситуации каждый может либо сообщить полиции, что преступление совершил другой парень (соучастник), либо может полностью взять вину на себя. Возможные последствия:

1) Первый задержанный отрицает какую‑либо связь со вторым заключенным, его освобождают, но второму парню приходится брать всю вину на себя.

2) Они оба отрицают свою причастность к преступлению и оба попадают в тюрьму.

3) Они оба признаются в совершении преступления и оба получают лишь половину срока наказания.

Участвующих в игре людей помещали в различные условия, моделирующие эту ситуацию. Для имитации этой ситуации даже создавались компьютерные программы. Математики, специализирующиеся на теории игр, уже проанализировали дальнейшее развитие этого сценария. Каждый заключенный должен сделать выбор между отрицанием вины и ее признанием. Исход игры будет решен, как только второй заключенный сделает выбор: признание после того, как первый все отрицал, отрицание после признания первого, и т. д. Во многих версиях игры заключенные должны сделать выбор, прежде чем получат информацию о том, что выбрали их сообщники.