Nagy Lilla Emese
a TERMÉSZETES SZELEKCIÓRÓL
About natural selection
The theory of natural selection is based on the concept of replicator. Replicators can copy themselves in many samples but several mistakes can occur during the replication. Therefore, there will be different copies which will contest for the resources. The survivors are the fittest. In our world the genes are the most common replicators. They can copy themselves but they can accumulate mutations, too. We define the concept of good features as those which increases the fitness. In this manner selfishness is the best feature one can have. If we consider living body as a survivor machine of the genes, this can lead us to the conclusion that selfishness is a good human feature, too. How do we deal with this? In this paper I tried to define how the theory of natural selection influenced the communication, the altruism and the relationship between the sexes.
A természetes szelekció ténye korunk nagy biológusai1 szerint alapjában rengeti meg a teremtésbe vetett hitünk igazságát. Azzal a kísértéssel áll elő, hogy minden megmagyarázható tudományosan, és ha van racionális magyarázat, nem szükségeltetik egy, a tudomány eszközeivel nem bizonyítható (isteni) személy jelenléte. A közember szerint az evolúció lényege, hogy az ember a majomból fejlődött ki. Ennyi érint minket „személyesen". Ez ellen lázad értékrendszerünk; ilyen alapon támadták Darwint is, mondván: lehet, hogy ő a majomtól származik, de mi bizonyára nem. Az ilyen támadások, vagdalkozá-sok a tudomány embereihez és az érett keresztényekhez sem méltók. Tanulmányomban az evolúciós elméletek alapjául szolgáló természetes szelekcióról és annak lehetséges erkölcsi következményeiről írok, elfogultság nélkül és indulatoktól mentesen, igyekezve reális képet nyújtani e témáról.
A természetes szelekció
A természetes szelekciós elmélet alapján a replikátor fogalma áll. Replikátoron olyan egységet értünk, amely képes önmaga másolására. Ennek következtében több példányban lesz jelen, s hamarosan kitölti a rendelkezésére álló teret. A másolás folyamatába hibák csúszhatnak be, így a sok példány közül némelyek egy, mások más változatokhoz tartoznak. Ezeknek a változatoknak megvan a potenciális esélyük, hogy nemcsak szerkezetben, hanem minőségben is eltérjenek egymástól. Minőségen olyan jellemzőket értek, mint például a másolat életideje, a másolás sebessége vagy pontossága. Könnyen elképzelhetjük, hogy amennyiben a másolás valamilyen forrásokat igényel, nem lehet jelen végtelen számú replikátor. Ha a replikáció folyamatában nem történnének hibák, és mindenik egység ugyanolyan szerkezettel bírna, a szerkezet fennmaradása szempontjából teljesen mindegy lenne, hogy melyik egység jut a forrásokhoz, hisz szerkezetileg egyformák. Mivel azonban a másolásból adódó hibák folytán különbségek lépnek fel az egységek között, nem lényegtelen, hogy mely egységek jutnak a szűkös forrásokhoz. Könnyen elképzelhető, hogy a gyorsabban, nagyobb pontossággal, hosszabb ideig fennmaradó egységek több példányban másolják le magukat, mint társaik, így az ő szerkezetük marad fenn, míg a többi szerkezet kiszorí-tódik, akár el is tűnik.
Az a replikátor marad fenn, amelyik olyan tulajdonságokkal rendelkezik, hogy ki tudja szorítani a versenytársait. Nem azért marad fenn, mert céljának tekinti a fennmaradást, vagy mert a természetes szelekció tudatosan őt választja ki. A természetes szelekcióban semmiféle tudatosság nem tapasztalható. Egyszerűen arról van szó, hogy a környezetében jobban érvényesülni tudó replikátor túlszaporodja a gyengébb tulajdonságokkal rendelkezőt, így ő marad fenn. A továbbiakban mindazon tulajdonságokat, amelyek a fennmaradást biztosítják, önkényesen jó tulajdonságoknak, amelyek a kiszelektálódást okozzák, rossz tulajdonságoknak nevezzük. A jó és a rossz ebben az esetben tehát nem erkölcsi kategória. Ilyen értelemben a legjobb tulajdonság az önzés. Önzésen értem egy replikátor azon tulajdonságát, hogy más replikátorok rovására saját maga másolatait hozza létre, tehát saját javát szolgálja.2
A természetes szelekció úgy működik, hogy „kiválasztja" a rendelkezésére álló replikátor-repertoárból azokat, amelyek a legjobban megfelelnek a környezetük támasztotta igényeknek. Ebből következik, hogy a természetes szelekció folyamata nem tervez előre. Nem jön létre olyan replikátor, amely a jövőben előnyös lenne, sőt, nem jön létre olyan replikátor sem céltudatosan, amely a jelenben hasznos. Véletlenszerűen jöhet létre egy másolási hiba következtében, s ha létrejött, akkor a természetes szelekció folyamatában fennmarad.
Az önző gén túlélőgépei
Nem tudhatjuk biztosan, az élet kialakulásának hajnalán milyen replikátor jelent meg először, az viszont ismert, hogy a mai élővilágban e szerepet a gének töltik be. A gének DNS- (dezoxiribonukleinsav)-molekula szakaszok, a szervezet bizonyos tulajdonságaiért felelősek. A továbbiakban a replikátor fogalma helyett a gén fogalmát használom, mivel élővilágunkra ez jellemző.
A gének kezdetben mint csupasz DNS-darabok úsztak az őstengerben. Ám egyes géneknek kifejlődhetett az a képessége, hogy másokat lebontsanak, és így anyagaikat felhasználják saját maguk replikációjához. Az a gén, amely képessé vált maga köré valamiféle burkot létrehozni, hatalmas előnyre tett szert, hisz a többiek nem tudták őt lebontani. Utódaiba átörökítette ezt a burokszervező képességet, így azok is sikeresek lettek, s ez a tulajdonság elterjedt, kiszorítva a burkot nem képző géneket. (Ilyen fehérjeburokkal körbevett DNS-darabokat most is ismerünk, ők a vírusok.) A következő lépés a burok bonyolódása lehetett: a gének valóságos „túlélőgépezeteket" hoztak létre, amelyek felépülési tervét magukba kódolva hordozták. Most már nem a saját másolásuk gyorsulása, életidejük hosszabbodása voltak a tökéletesedésre váró tulajdonságok, hanem a túlélőgépek hatékonyságának növelése. Az a gén maradt fenn utódaiban, amely képes volt a környezetének kihívásaira legjobban válaszoló túlélőgépet létrehozni.
Ezek a túlélőgépek azonban nemcsak egy génnek, hanem gének csoportjainak biztosítottak védelmet. A közös gépezetbe rejtett géncsoportosulások leszármazottai az első sejtek, és az ők leszármazottai vagyunk mi, élőlények. Az élővilágot a gének vezetik, szaporodásra késztetik túlélőgépeiket, majd miután megtörtént a szaporodás, elpusztítják őket.
Úgy tűnhet, mintha a természetes szelekció a túlélőgépezetre, vagyis az egyedre hatna. Valójában a génekre hat, de az egyedeken keresztül fejti ki hatását. Ha egy egyed olyan gént tartalmaz, amely túlélését vagy szaporodását gátolja, a szelekció látványosan az egyed halálát okozza, de a gén az egyed halálával saját gyakoriságát csökkenti.
Egyed versus csoportszelekció
Láthattuk, hogy a természetes szelekció alapegysége a gén. Mégis bizonyos esetekben megszorításokkal megengedhetjük, hogy az egyedet tekintsük alapegységnek Elfogadhatatlan viszont a csoportszelekciós elmélet, melyet V. C. Wynne-Edwards hirdetett.
Az ő elmélete értelmében a szelekció alapegysége a csoport. Azok a csoportok, ahol az egyedek olyan géneket hordoznak, amelyek kedveznek a szociális életnek, önzetlenségre, becsületességre, önfeláldozásra késztetik a tagokat, nagyobb eséllyel maradnak fenn, mint azok a csoportok, ahol a tagok önző módon viselkednek. Első pillantásra igaznak tűnhet ez az állítás, hisz az önzetlenség génjét magukban hordozó egyedekből álló csoport hatékonyabban tud harcolni a többi csoporttal szemben. Van még egy vetülete ennek az elméletnek. Az ilyen csoportban a tagok önzetlenül segítik egymást, mindig a mások javát tartva szem előtt. Ez nyilván megéri nekik, hisz őket is éppúgy segítik mások. Ezzel az elmélettel csak egy probléma van. Mi van, ha ebben az önzetlen közösségben megjelenik egy önző mutáns, vagy bevándorol egy önző egyed? Ebben az esetben a közösség önzetlen tagjain fog élősködni, hatalmas nyereségre tesz szert az önzetlen egyedek kárára, így több utódot fog létrehozni, amelyek szintén önzők lesznek, lassan kiszorítják az önzetleneket, és a csoport önzetlen jellege megszűnik. Ebből láthatjuk, hogy természetes szelekció alapegységét nem képezhetik a csoportok, mivel kihalásuk lassú folyamat az egyedi versengés sebes vagdalkozásához képest. Még akkor is, amikor a csoport lassan és kérlelhetetlenül csúszik lefelé a lejtőn, az önző egyedek az önzetlenek rovására rövid távon növekvő jólétnek örülnek.3
Kommunikáció
Az etológusok hagyományos felfogása szerint a kommunikáció az adó és a vevő kölcsönös előnyére fejlődött ki. Az evolúció természetes szelekción alapuló elméletének fényében ez a megállapítás megkérdőjelezhető. A természetben sokszor felbukkannak csaló egyedek, akik olyan jeleket bocsátanak ki, amelyek mást jelentenek, mint aminek a vevő értelmezi azokat. Ezzel a jelenséggel találkozunk a tűzbogaraknál. A nemek párzási időben fényjelekkel jelzik egymásnak hajlandóságukat. A Photinus fajok párvonzó fényjeleit utánozzák a ragadozó Photuris tűzlégyfajok nőstényei, zsákmányolásra használva a Photinus hím gerjedelmét. A Photuris fajok hímjei viszont a Photinus jelet utánozva, magukat prédának álcázva vonzzák magukhoz az éhes nőstény fajtársakat.4
Hasonló példát a hím integető rákoknál (Uca annulipes) találunk. Ezek az állatok ollójukat fegyverként használva űzik el territóriumaikról az ellenséges hímeket. Akinek nagyobb az ollója, valószínűleg jobb harcos, tehát sokszor az ollók lengetése is elég ahhoz, hogy megfutamodásra bírja a betolakodókat. Megfigyelték azonban, hogy az ollójukat vesztett idősebb hímek az eredeti ollóval megegyező méretű, de sokkal kevésbé robusztus ollót növesztenek. A fajtársak nem tudják megkülönböztetni az eredeti erős és az újonnan kinőtt gyengébb, de azonos méretű ollókat, így nem támadják meg a csalókat. Természetesen ezek az egyedek kárára vannak az eredeti ollóval rendelkező egyedeknek, hisz sokkal kevesebb energia befektetéssel érik el ugyanazt a státust, így több energiát tudnak az utódok létrehozásába fektetni. Így terjedhetett el ez a csaló stratégia.5
Ehhez hasonló csalás a mimikri is. Egyes orchideafajok virágai olyan alakkal rendelkeznek, mint az őket beporzó méhek nőstényei, sőt az ezek fermononjaival analóg kémiai anyagokat választanak ki. A hímek rászállnak a virágokra és megpróbálnak kopulálni velük, közben párzó mozdulatokat tesznek, és önkéntelenül is magukra ragasztják a virágok pollenjeit. Majd a következő nőstény alakú virágra szállva beporozzák azt. Sokszor még az ejakuáció is bekövetkezik, így értékes spermamennyiséget veszítenek el a hímek. Ezzel a mechanizmussal a virágok befolyásolni tudják a méhek ivararányát. A méheknél a meg nem termékenyített petékből hímek, a megtermékenyített petékből nőstények kelnek ki. Ha a hímek elvesztegetik spermiumaikat, miközben virágokkal próbálnak párzani, kevesebb spermium marad a megtermékenyítésre, így a petékből több hím kel ki. Ez azért „éri meg" a virágnak, mert több hím több virágot tud beporozni, a nőstények értelemszerűen nem poroznak virágot.6
Frekvenciafüggő szelekció
A Tanganyika-tóban a Perissus microlepis halfaj két formája él. Halpikkellyel táplálkoznak, amelyet a Tanganyika-tóban élő más halfajokról szereznek be. Az egyik forma állkapcsa kissé jobbra van eltolódva, az áldozatot a bal oldalán károsítja meg, a másiké balra, jobb oldalról támad.
Hogyha nem lenne szelekció alatt ez a jelleg, akkor az egyik formának már el kellett volna tűnnie az evolúció folyamán, a genetikai sodródás során. Véletlenszerűen egyik vagy másik jellegnek kellett volna fennmaradnia. Mivel mindkét változat fennmaradt, valamilyen szelekciós tényező áll a háttérben. A két jelleg aránya a populációban fluktuációt mutat. Vannak évek, amikor az egyik, máskor a másik jelleg képviselteti magát nagyobb arányban. Megvizsgálták, hogy szinisztrál domináns évben melyik oldalon van több seb az áldozatokon. Mivel a balra eltolódott állkapcsú halak jobbról támadnak, azt várnánk el, hogy abban az évben, amikor több a balra eltolódott állkapcsú hal, az áldozatok testén jobb felől legyen több seb. A megfigyelések ezzel ellentmondanak, hiszen bár többen vannak a jobb oldalról támadók, mégis a bal oldalon van több seb. Ennek magyarázata az lehet, hogy a megtámadott halak hozzászoknak előző évekből ahhoz, hogy a P. microlepis fajok jobb oldalról támadják őket, és így azok a halak vannak előnyben, amelyek kisebb arányban képviseltetik magukat a populációban, hiszen a préda nem tud hozzászokni támadásaikhoz. Ezt a jelenséget nevezzük frekvenciafüggő természetes szelekciónak.
Bizonyos idő eltelte után viszont elszaporodnak a bal oldalról támadók, így a halak hozzászoknak, hogy bal felükről érje őket a támadás. Ekkor a bal oldalról támadók lesznek hátrányban, és a jobb oldalról támadók előnyben, tehát ők fognak elszaporodni, és nagyobb arányban képviseltetni magukat a populációban. De akkor a préda megint hozzászokik a jobb oldalról jövő támadásokhoz, és így tovább.7
Rokonszelekció
Ha a természetes szelekció az önző egyedeket juttatja előnyhöz, hogyan találunk önzetlen viselkedést az állatvilágban? Ezek az önzetlen viselkedési formák tulajdonképpen csak rövid távon önzetlenek. Hosszú távon valójában sokszorosan megtérülnek.
Vizsgáljuk meg közelebbről az őszapók helper viselkedését. Előbb azonban két, a biológiai kutatásban használt fogalmat szeretnék tisztázni: a proximális és ultimális megközelítés fogalmait. Proximális megközelítést, alkalmazunk abban az esetben, ha egy jelenség belső okaira vagyunk kíváncsiak. Milyen fiziológiai mechanizmusok felelősek a jelenségért, hogyan hat a környezet, illetve a genetikai program az egyedfejlődés során a jelenség kialakulására. Ultimális megközelítést alkalmazunk, amikor az érdekel bennünket, hogy egy adott viselkedésből milyen evolúciós előnye származik egy egyednek, hogyan változott a viselkedés az evolúció folyamán, milyen tényezők játszottak szerepet a változásban.
Az őszapók költési időn kívül szociális madarak, de költéskor territoriálisok. Egyes párok fészekalja tönkremegy, és ilyenkor ezeknek nincs idejük újra költeni, hanem helperekké válnak, és más párokat segítenek a fiókafelneve-lésben. Megfigyelték, hogy a fiókák nagyobb tömeggel és nagyobb számban repülnek ki, ha felnevelésükhöz a helperek is hozzájárultak.
Proximális megközelítésben feltehetjük a kérdést, hogy hogyan ismerik fel a rokonaikat?
Megfigyelték, hogy egy őszapó ritkábban hallatja agresszív hangját akkor, ha egy rokon hangját játsszák be neki, mintha egy idegen hangot játszanának. Észrevették, hogy az ének minimum és maximum frekvenciája nagyon variábilis a madarak közt. Feltételezték, hogy ez alapján történik a rokonfelismerés. Ezenkívül tudták, hogy két hangjuk van, az egyik az agresszív viselkedéskor, a másik a családi csoportokon belüli egyedek kontaktustartására szolgál. Madarakat fogtak be, és négyféle hangot játszottak be: a rokon nem manipulált és manipulált hangját, valamint a nem rokon manipulált és nem manipulált hangját. Megvizsgálták, hogy mennyire megy közel a hang forrásához, menynyi időt tölt el a 10 méteren belül, mennyi az agresszív hang rátája és a baráti hang rátája a különböző bejátszott hangok esetén. Azt figyelték meg, hogy az őszapó ritkábban hallatja agresszív hangját akkor, ha egy rokon nem manipulált hangját játsszák be neki. Másik három esetben mindig egyformán hallatta a hangját. Ebből arra a következtetésre jutottak, hogy valóban az ének minimum és maximum frekvenciája a meghatározó a rokonfelismerésben.
A következő kérdés, hogy az őszapók tanulják vagy öröklik a hangot. Ha tanulják, fennáll az a veszély, hogy a fészek közelében levő idegenek hangját is megtanulhatják, így felnőve őket fogják segíteni, és ez hátrányos lesz a fitnesszük szempontjából. Ha öröklődik a hang, akkor meg annak a veszélye áll fenn, hogy mivel az apa és az anya távoli rokon, hangjuk is nagyon különböző, az utódok hangja pedig átmeneti lesz, tehát nem valósulhat meg a hang általi felismerés. Fiókakicserélési kísérletet végeztek. Megvizsgálták, hogy mennyire hasonlít a biológiai testvérek hangja, ha őket együtt, illetve külön nevelték. Megvizsgálták ugyanakkor a szülők és a biológiai utódok hangjának hasonlóságát, ha a biológiai utódokat a szülő, illetve ha mostohaszülő nevelte. Ugyanígy vizsgálták az utód és mostohaszülő hangjának hasonlóságát, ha az utódot a mostohaszülő, illetve a biológiai szülő nevelte. Azt találták, hogy azon madarak hangja hasonlít a legjobban, akik együtt nevelkedtek, tehát a hang tanult jelleg. Mivel ezen madarak territoriálisak, nincs fészekparazitizmus náluk, valamint az utódok hangja csak addig módosul, amíg a fészekben vannak, utána már nem, ezért nem áll fenn annak veszélye, hogy idegenek énekét tanulják meg.
Ultimális szempontból az a kérdés, hogy mért éri meg egy egyednek más madarak utódját felnevelni. Hogy ezt megértsük, szükségünk van az inkluzív fitness fogalmának tisztázására. Az inkluzív fitness értelmében egy egyed akkor sikeres, ha génjei nagy arányban reprezentáltak a következő generációban, függetlenül attól, hogy a génjeit hordozó egyedek a saját utódai vagy rokonainak utódai. Rokonok közt ugyanis a rokonsági foknak megfelelően a genetikai állomány egy része közös. Tehát érdemes a rokont segíteni utódai felnevelésében, hiszen a rokon az én génjeim egy részét is továbbadja. Ebben az értelemben nem beszélhetünk az emberi erények szerinti önzetlenségről. Itt az altruizmus csupán annyit jelent, hogy rokon utódát nevelni hosz-szú távon előnyös, hisz ha a rokonomat nevelem, az én génjeim továbbadását segítem. Milyen rokonsági foknál éri meg a rokonom utódai nevelésébe besegíteni? Erre a kérdésre válaszol a Hamilton-szabály. H/K>1/r, ahol a H a haszon, a K költség, az r rokonsági fok. Ha r=0,5 (testvérek között, szülő-utód között), akkor H>2K, tehát akkor éri meg segíteni, ha a haszon kétszerese a költségnek. Ha r=0,25 (unokák, unokatestvérek), akkor H>4K, a haszon a költség négyszerese kell legyen. Tehát 0,25-ös rokonsági fok az a szint, ahol még előnyös segíteni.8
Valóban szorgalmas a hangya?
A rokonszelekció másik kitűnő példája az euszociális rovarok esete. Mitől olyan különlegesek az euszociális rovarok? Gerincesek esetében egyetlen egy fajról tudjuk, hogy euszociális, az afrikai csupasz földikutyákról. Gerinctelenek között több fajra is jellemző az euszocialitás: hártyásszárnyúakra, termeszekre, tripszekre, levéltetvekre és ormányosbogarakra. A társas életmód több mint 15-ször egymástól függetlenül alakult ki az evolúció során az álatok között, ebből 11-szer a hártyásszárnyúaknál. Mi tette alkalmassá ezeket a lényeket arra, hogy ilyen sok esetben alakuljon ki náluk ez az életmód?
A társas rovarok közösen gondoskodnak az utódokról, a nemzedékeik között átfedés van. Ez eddig jellemző más fajokra is. De ami különlegesség, hogy a társas rovarok között reproduktív munkamegosztás van. A reproduktív munkamegosztás azt jelenti, hogy a faj egyes egyedei szaporodnak, míg mások nem képesek párzani, akár sterilek is lehetnek, és ők segítik az ivaros egyedek utódainak felnevelését. És ez a jelenség egyedülálló a társas rovarok esetében.
Kezdetben azt hitték, amint La Fontaine meséi is tanúsítják, hogy a méhek, a hangyák a szorgalom megtestesítői. Szorgalmasak és önfeláldozók, mert nem önmaguknak dolgoznak, hanem egyesek szerint a kolóniának, mások szerint a királynőnek. Mára már paradigmaváltás szükséges, ezek a rovarok nagyon is önzőek, hisz amit tesznek, nekik sokkal jobb, mintha nem ezt tennék. Miért?
Az euszocialitás kialakulásában a hártyásszárnyúak (méhek, darazsak, hangyák) párzási rendszerének nagy szerepe volt. Ahhoz, hogy hím utód jöjjön létre, ezeknél a fajoknál nem szükséges megtermékenyítés. A nőstény a meg nem termékenyített petesejtet lerakja, és abból hím utód jön létre. A nőstények diploidok, mert kétszeres kromoszómaszerelvénnyel rendelkeznek, hasonlóan az emberhez, aki minden génjéből két másolattal rendelkezik. Viszont mivel az ivarsejtek úgy jönnek létre, hogy ez a kromoszómaállomány megfeleződik, és a hím utódok esetében nincs megtermékenyítés, ezért a hím utódok csak egyszeres kromoszómaszerelvénnyel rendelkeznek, minden génjük csak egy példányban van jelen, tehát fele annyi génnel rendelkeznek, mint a nőstények. És ez a kulcsa azoknak a furcsa rokonsági fokoknak, ami a hártyásszárnyúak számára előnyössé teszi a társas viselkedést.
Az anya a lány utódaival 50 százalékban rokon, mert genetikai állományának felét adja át az utódaiba. A lány utódai genetikai állományaik felét apjuktól kapják (hasonlóan az emberhez). A lány utódok anyjukkal 50 százalékban rokonok. Az anya hím utódaival 50 százalékban rokon, mert felét adja át kromoszómakészletének. A fiú utódok anyjukkal viszont 100 százalékban rokonok, mert ők nem kapnak géneket apjuktól, és teljes genetikai állományuk megtalálható anyjukban. Ez az első példa az aszimmetrikus rokonsági fokra. Két dolgozó egymással 75 százalékban rokonságban van. Mért? Mivel apjuk közös, és apjuk mindkettőjüknek ugyanazt a kromoszómakészletet adja át, ezért 50 százalék a rokonsági fok köztük az apa ágán. Anyai ágon viszont 25 százalék az átlagos rokonsági fok. Tehát a dolgozók 50 százalékban rokonok az apjuk révén és 25 százalékban rokonok az anyjuk révén, ezért az átlagos rokonsági fok két dolgozó között 75 százalék. (Ember esetén az átlagos rokonsági fok 50 százalék, mert 25 százalék az anya révén plusz 25 százalék az apa révén.) A lány utód a hím testvérével csak 25 százalékban rokon, hisz a lánynak a hím testvérével csak az anyja közös, a hímnek nincs apja. Ezért a lány kromoszómaszerelvényének felét az apától kapja, amely a hímben semmiképp nincs jelen.
Innen adódik a paradoxon, hogy a dolgozók egymással 75 százalékban rokonok, míg az anya az utódaival csak 50 százalékban. Ezért ha elfogadjuk azt az axiómát, hogy minden egyed arra törekszik, hogy genetikai állománya minél nagyobb százalékban legyen prezentálva az utódgenerációkban, jobban megéri egy dolgozónak a húgát nevelni, mint saját utódot létrehozni, hiszen a húga 75 százalékban azonos vele genetikailag, míg egy saját utód csak 50 százalékban azonos. Ugyanakkor az aszimmetrikus rokonsági fok konfliktusok forrása a kolónián belül. A dolgozóknak csak akkor éri meg az anya utódait gondozni, hogyha az ivararány 3:1 a dolgozók javára. A királynő érdeke az 1:1 ivararány. Ebben az esetben viszont az átlagos rokonsági fok a 75 és a 25 százalék számtani középarányosa, ami 50 százalék, és így nem éri meg sterilnek lenni. Tehát a dolgozók arra törekednek, hogy háromszor annyi dolgozó legyen, mint hím. Egyes fajok kolóniáiban megfigyelhető ez az ivararány.
A dolgozók nem sterilek. Bár nem képesek párzani, de saját hím utódot létre tudnak hozni, hiszen a hím utódok létrehozásához nem kell párzás. A dolgozó, ha saját hím utódot hoz létre, akkor azzal 50 százalékban rokon. A királynő által létrehozott hímekkel viszont csak 25 százalékban rokon. Ezért a dolgozó érdeke, hogy a hímeket ő hozza létre, ne a királynő. A királynő saját hím utódaival 50 százalékban rokon, míg a dolgozók hím utódaival 25 százalékban, hisz azok neki unokái. Ezért konfliktus van a királynő és a dolgozók között. Méheknél a királynő feromonaival elnyomja a dolgozókat, így azok nem képesek saját hím utód létrehozására.
A helyzetet tovább bonyolítja az, hogy ezek a rokonsági fokok csak akkor igazak, hogyha a kolóniában csak egy királynő van, és az egy hímmel pár-zik. De ez legtöbb esetben nem így van, így csökken a rokonsági fok, de még mindig nagyobb haplodiploid egyedek esetén, mint diploid egyedek esetén. Méheknél a királynő három-négy hímmel is pározhat. Viszont nem tudjuk, hogy ezek spermiumait egyszerre vagy egymás után használja fel.
Egy másik tényező, amely hozzájárulhatott ennek a rendszernek a kialakításához, az az egyszerű jelenség, hogy azon egyedek, akik nem kapnak bőséges táplálékot, képtelenek fejlett párzószerveket fejleszteni. Ennek alapján elképzelhető, hogy a királynő kevés tápanyaggal táplálta az utódait, így ezek nem tudtak párzó szervet fejleszteni, nem maradt más nekik hátra, mint a testvéreiket felnevelni.
Feltételezik, hogy ez a két jelenség együtt hatott az euszocialitás kialakulására a rovarok körében.
S végül is, kinek dolgozik a dolgozó?
A dolgozó a királynőt segíti olyan utódok felnevelésében, amelyek az ő (a dolgozó) genetikai állományát nagy százalékban tartalmazza. Egyáltalán nem önzetlen viselkedés. Sőt!9
Szexuális szelekció
Az emberi társadalmak nagy többségére jellemző, hogy a férfiak és nők nem esnek egyforma erkölcsi megítélés alá. Gyakran hangoztatják, hogy megbocsátható az, ha egy férfi nem tudott uralkodni magán és félrelépett, de ha egy nő teszi ugyanazt, az már erkölcstelenség. Vajon ennek az antifeminizmusnak van-e evolúciós jelensége? Ha fennmaradt az evolúció folyamán, bizonyára át kellett jusson a természetes szelekció kíméletet nem ismerő szűrőjén. Előnyösnek kellett lennie!
A női nem kizsákmányolt, és e kizsákmányolás evolúciós alapja az a tény, hogy a petesejtek nagyobbak, mint a spermiumok.
Az élővilágban egyezményesen azt az egyedet tekintjük nőneműnek, amely nagy ivarsejteket hoz létre, és azt tekíntjük hímneműnek, amely kicsiny ivarsejteket hoz létre. A nőnemű egyedek egyetlen petesejt létrehozásába összehasonlíthatatlanul nagyobb mennyiségű energiát fektetnek, mint a hím egyedek egyetlen spermium létrehozásába. A spermiumok tulajdonképpen csak a genetikai információk hordozói, és csupán annyi energiát tárolnak, amennyi a petesejthez való eljutásig szükséges. Ezzel szemben a petesejt biztosítja a fejlődő embrió energiaszükségletét a fejlődés kezdeti stádiumában. Gondoljunk csak a madarak tojására, amely egyetlen hatalmas méretűre nőtt petesejt. Emlősöknél a nőstények nemcsak nagyobb szaporító sejtekkel rendelkeznek, hanem a magzatot kihordják méhükben, majd tejjel táplálják. Ez hatalmas többletráfordítást jelent úgy idő, mint energia szempontjából. Ezzel szemben a hím egyedek többmillió spermiumot képesek létrehozni ugyanazon időegység alatt, ugyanannyi energiával.
Érthetővé válik, hogy a két nem eltérő stratégiát alkalmaz. A nőstények arra törekszenek, hogy minél jobb minőségű utódot hagyjanak maguk után. Egyetlen utód létrehozásához nagy ráfordítás szükséges, tehát úgy tudják optimalizálni szaporodási sikerüket, hogy a létrehozott utódok minőségén javítanak. A hímek ezzel szemben nem ölnek túl sok energiát egy utód létrehozásába, tehát ők a mennyiségre mennek. Nem baj, ha nem mind jó minőségűek az utódaik, a lényeg, hogy minél több legyen belőlük.10
Egy hímnek érdeke minél több nősténnyel párosodni, hogy minél több utódot hozzon létre. Egy nősténynek érdeke minél jobb minőségű hímmel párosodni, hogy minél jobb minőségű utódokat hozhasson létre. Jobb minőségű hímmel párosodva a saját génjei mellé jó minőségű géneket választ, így a saját génjei társa előnyös tulajdonságokat kódoló génjei segítségével nagyobb eséllyel hoznak létre sikeres utódokat, amelyek aztán a saját génjeit adják tovább unokáiknak.11
Sokáig úgy gondolták, hogy a szülők harmonikusan együttműködve nevelik fel közös utódaikat, hisz ez mindkettejük érdeke. A valóság azonban más. Bár az utódok mindkét szülő genetikai állományának felét hordozzák, a szülők érdeke az, hogy társukra hagyják az utódokkal való törődés gondját, miközben ők új párok és ezáltal új utódok létrehozása után néznek.12
A függőcinegéknél rendszerint csak az egyik szülő neveli a fiókákat. Egy svédországi populációban a fészkek 52 százalékában a hímek, 18 százalékában a tojók, 34 százalékban mindkét szülő dezertál a nevelés periódusában. Az elhagyó szülők új párt keresnek és új fészek építésébe kezdenek. Ha nem ismernénk a szülőket vezető önző érdekeket, érthetetlen lenne számunkra, hogy miért hagyja el mindkét szülő a fiókákat, amelyek sorsa a biztos pusztulás. A szülők megpróbálják társukra hagyni az utódnevelést, szélsőséges esetben mindkét szülő a másikra hagyná, és így az utódok sajnos elpusztulnak.13
Próbáljunk meg válaszolni arra a kérdésre, hogy miért minősül nagyobb véteknek, ha a nőstény lép páron kívüli kapcsolatba más hímmel, mintha a hím csalná meg a párját.
Monogám fajok esetén a szociális pár, a hím és a nőstény együtt nevelik utódaikat. Mindketten nagy mennyiségű energiát fektetnek az utódnevelésbe, bár elképzelhetőnek tűnik, hogy a nőstény mindig többet fektet az utódokba. Ha egy hím „félrelép", és egy másik nősténnyel párzik, akkor a páron kívüli kapcsolatból származó utódokat a másik nőstény neveli fel, esetleg nevelteti fel szociális párjával, és a félrelépő hím párjának nem származik belőle közvetlen kára. Ha viszont a nőstény lép félre, akkor az utódot a hűtlen nőstény párja sajátjaként neveli fel, és az idegen géneket hordozó fiókákat felnevelni bizony káros mulatság. Evolúciósan ebből eredhet a félrelépések megítélésében jelen levő aszimmetria.14
Még egy érdekes kérdést tehetünk fel a szülők közötti érdekellentét fényében. Ha a hímek esetén a poligámia nagyobb szaporodási sikert biztosít, miért találunk mégis monogám fajokat? Erre több hipotézis létezik.
Sok esetben érdemes lehet a nősténnyel maradni és őrizni a többi hímtől, mert így biztosított az apaság. Főleg ott lehet hatékony, ahol a nőstény a pár-zás után is fertilis marad, vagy nehéz megtalálni fertilis időszakában. Ilyenkor ha talált egy nőstényt a hím, jobb lehet kivárni, míg szaporodóképes lesz, mint másik fertilis után nézni, mert kicsi a valószínűsége a megtalálásának. A bohócrák (Hymenocera picta) nősténye csak rövid ideig receptív, és mivel elszórva élnek, a hím megtalálva vele marad és vár az ivarzásra.
A pársegítő hipotézis szerint akkor marad a hím a nősténnyel, ha az utódok felneveléséhez kell a segítsége, mert nagyon növeli az utódok túlélési esélyeit, vagy az utódok nélküle nem is élnek túl. A csikóhalak (Hippocampus whitei) esetében a hímek költőzacskójában fejlődnek a megtermékenyített peték. A hím nem tud más nősténnyel párzani, mert nem fér már több pete el nála. Hűségre kényszerül, de az utódok kikelése után újra pározhat eredeti párjával.
A nőstényerőszak hipotézis azt feltételezi, hogy a nőstény valamilyen formában maradásra kényszeríti a hímet. Ilyen esettel állunk szemben a Nicrophorus defodiens temetőbogárnál. Ha a hím nősténycsalogató feromont termel, a párja megtámadja. Ha más nőstény is az ő dögébe rakná petéit, akkor azok kikelve erősen csökkentenék saját fiókáinak túlélését, ezért érthető a morózussága.15
E fejtegetések lényege, hogy a monogámia kényszerhelyzetben alakul ki. Olyan esetekben, amikor valamiért jobban megéri a meglevő partnert és utódait segíteni, mint újak után nézni. Elgondolkodhatunk, hogy mi emberek, a mi kultúránkban vajon milyen értékeket követve mondtunk le az egyébként előnyös poligámiáról.
A mémek
Az élővilágban a replikátorok szerepét a gének töltik be. Ám a kultúrában ugyanezt a szerepet olyan információegységek jelentik, amelyek az ember pszichológiájából kifolyólag előszeretettel maradnak meg a köztudatban és adódnak át egyik generációról a másikra. Ezeket a gondolatokat mémeknek nevezzük. Dawkins ilyen mémnek említi a túlvilági életbe vetett hitet, a hit értékét, de ugyanakkor bármely ének, vers, filozófiai gondolat a mém szerepét tölti be. A mémek szintén átesnek a természetes szelekció szűrőjén, és a génekhez hasonló módon azok a jó mémek, amelyek minél tovább fennmaradnak a kultúrában.16
A vallás evolúciós háttere
A természetes szelekció gondolatmenetét követve egyes evolucionisták felteszik a kérdést, mi a vallás adaptív értéke, ha minden kultúrában fennmaradt napjainkig, evolúciós szempontból előnyösnek kellett lennie. Egyes tudósok határozottan tagadják, hogy a vallásosság bármilyen előnnyel járna. Helyette a következő elmélettel állnak elő, amit egy példán keresztül szeretnék bemutatni.
Közismert, hogy az éjjeli lepkék belerepülnek a gyertyalángba, és ott összeégve elpusztulnak. Mivel magyarázható ez az öngyilkos viselkedésük? Van-e ennek valamilyen evolúciós előnye, amiért fennmaradt a lepkék generációin át?
A lepkék öngyilkossága egy másik adaptív tulajdonságuk mellékterméke. Ahhoz, hogy tájékozódni tudjanak, úgy repülnek, hogy repülésük iránya a fénysugarakkal 30 fokos szöget zárjon be. Evolúciójuk során természetes fénnyel találkoztak, a Hold és a csillagok fényével, amelyek a végtelenben helyezkednek el. Hozzájuk igazodva az a szabály, amely meghatározta, hogy a repülési irányuk a fénysugarakkal 30 fokos szöget zárjon be, előnyös volt, így fennmaradt. Ám az ember elkezdte használni a tüzet, és így új fényforrás jelent meg az éjszakában. A lepkék nem voltak erre felkészülve, ezért a tűz fényét is úgy tekintik, mintha egy végtelenben levő fényforrás lenne. Csakhogy a tűz nagyon közel van hozzuk, és ha tartják magukat a génjeikbe írt szabályhoz, egy spirális pályán a tűzbe repülnek. Nem arról van tehát szó, hogy a lepkék öngyilkosak akarnak lenni. A lepkék öngyilkossága mellékterméke egy egyébként jól működő, hasznos szabálynak.
Dawkins szerint az emberi vallásosság is egy ilyen evolúciós melléktermék. Annak mellékterméke, hogy az emberi agy, különösen a gyermeki agy nagyon hiszékeny. Ez fontos is az ember esetében, egyrészt mert nagyon fejlett kommunikációs rendszer, a nyelv áll a rendelkezésére, másrészt mivel nagyon hosszú a gyermekek érési folyamata, és ezalatt védtelenek lennének a környezeti ártalmakkal szemben, ha minden egyén a saját bőrén kellene megtapasztalja, hogy mi a káros számára. Könnyebb, ha a szülők verbálisan adják át tapasztalataikat gyermekeiknek. Ez sok bukástól megmenti őket. A hiszékenységnek azonban ára van. A gyermek nem tud különbséget tenni a két „jó tanács" között, hogy ne úszkálj a krokodilokkal teli folyóban, és holdtöltekor áldozz kecskét, hogy essen az eső. Mindkettő egyformán hihető számára, ha ugyanaz a tekintélyes felnőtt mondta el.17
Miért fontos minderről tudnunk?
Eszmefuttatásomat Richard Dawkins szavaival zárom: „Még ha a sötét oldalát nézzük is, és feltételezzük, hogy az egyén alapvetően önző, tudatos előrelátásunk - az a képességünk, hogy a jövőt képzeletben szimulálni tudjuk - megmenthetne bennünket a vak replikátorok legrosszabb önző túlkapásaitól. Megvannak legalábbis a szellemi eszközeink arra, hogy hosszú távú önző érdekeinket segítsük elő, s ne csupán a rövid távúakat. Megvan a hatalmunk ahhoz, hogy dacoljunk velünk született önző génjeinkkel, és ha szükséges, a belénk táplált, belénk nevelt, önző mémekkel is. Még annak módját is megbeszélhetjük, hogy tudatosan ápoljuk a tiszta, érdekmentes önzetlenséget - olyasmit, aminek nincs helye a természetben, olyasmit, ami még sohasem létezett a világ egész eddigi történetében. Géngépeknek építettek bennünket, és mémgépekként nevelkedtünk, de megvan a hatalmunk ahhoz, hogy szembeforduljunk. Mi, egyedül a Földön, fellázadhatunk az önző replikátorok zsarnoksága ellen."18
Jegyzetek
1 Dawkins, Richard, Isteni téveszme. Nyitott Könyvműhely, Budapest 2007
2 Dawkins, Az önző gén
3 Dawkins, Az önző gén
4 Szabó Krisztián, A szexualitás evolúciója. Egyetemi jegyzet. Kolozsvár 2008
5 Blackwell, P. R. Y., Christy, J. H., Telford, S. R., Jennions, M. D. és Passmore, N. I. 2000. Proceedings of the Royal Society of London, Biological Series, 267
6 Szabó Krisztián, A szexualitás evolúciója
7 Hori, M. 1993. Science, 260.
8 Sharp, S. P., McGowan, A., Wood, M. J. és Hatchwell, B. J. 2004. Nature, 434.
9 Dawkins, Az önző gén
10 Szabó Krisztián, A szexualitás evolúciója
11 Papp Péter László, Etológia. Egyetemi jegyzet. Kolozsvár 2008
12 Dawkins, Az önző gén
13 Szabó Krisztián, A szexualitás evolúciója
14 Dawkins, Az önző gén
15 Szabó Krisztián, A szexualitás evolúciója
16 Richard Dawkins, Isteni téveszme
17 Richard Dawkins, Isteni téveszme
18 Richard Dawkins, Az önző gén
