Дрожжи показали эволюционную выгоду кооперации

Учёные из Массачусетса (MIT) выяснили, как в простейшем обществе, не имеющем способности рационально мыслить, могла появиться и закрепиться кооперация и совместное, выгодное всем, поведение.

Эволюционное учение Дарвина заставляет задуматься, как же появилась кооперация среди организмов, каждый из которых живёт по принципу "выживает сильнейший"? Отметим, что не только выживает, но и передаёт свои гены потомству.

Совместное проживание может закрепиться в любом обществе, только если оно выгодно индивидуумам, его составляющим, считает Джеффри Гор (Jeffrey Gore) из MIT. Что вполне логично для живых организмов, которые с какой-либо целью готовы делиться с сородичами (или обмениваться, предположим, ресурсами). Но что происходит в простейших сообществах, способных лишь отвечать на внешние раздражители в соответствии со своим генетическим кодом?

Гор и его коллеги взяли в качестве примера дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae. Учёные посмотрели, как же кооперация и эволюция соседствуют в таком бездумном сообществе.

В своей статье, опубликованной в журнале Nature, учёные пришли к выводу, что кооперация будет существовать тогда, когда она хоть немного выгодна индивидуальной особи. Каким образом это происходит?

В проведённых экспериментах дрожжей "кормили" сахарозой, которая не является их основной "едой", но в отсутствие глюкозы они могут переваривать и её.

Правда, для этого им необходимо вырабатывать фермент инвертазу, который расщепляет сахарозу на более простые вещества (глюкозу и фруктозу).

Естественно, часть расщеплённых сахаров "уплывает" и достаётся другим (соседним) дрожжевым клеткам. Получаются, что те дрожжи, которые вырабатывают инвертазу (назовём их "кооператорами"), подкармливают своих более ленивых сородичей ("обманщиков").

Если бы все простые сахара доставались всем подряд без какого-либо предпочтения для расщепляющих их дрожжей, последние лишились бы выгоды и всегда проще было бы существовать только "обманщикам". В таком случае кооперации (как и "кооператоров") не существовало бы вовсе. Но ясно, что при этом (если никто не возьмётся расщеплять сахарозу) конец наступит всей популяции.

Как выяснили учёные, примерно 1% расщеплённой сахарозы доставался только тем дрожжам, которые собственно её и "производили". Это преимущество перевешивало помощь собратьям и позволяло "кооператорам" конкурировать с "обманщиками".

Любопытно, что при любом исходном числе дрожжей в популяции микробы всегда приходили к равновесию, когда присутствовали как "обманщики", так и "кооператоры".

Тому есть вполне логичное объяснение: когда перевешивало количество "кооператоров", всегда появлялась группка ленивцев, которым удобно было "паразитировать" на чужих остатках. Когда же пересиливали "обманщики", то активизировались "кооператоры" (вспомним об их 1% выгоды, которая всё же лучше, чем полное отсутствие еды).

Учёные также выяснили, что в дикой природе разные дрожжи содержат различное количество копий генов, кодирующих инвертазу. Видимо, такое генетическое разнообразие является следствием длительного сосуществования дрожжей двух типов (похожего на то, что наблюдается в лаборатории).

Источник : www.membrana.ru

Комментарии: (0)

Пока комментариев нет, вы можете стать первым!