Тайны осиного гнезда. Причудливый мир самых недооцененных насекомых

В отсутствие экспериментальных доказательств Гамильтон и его сторонники обдумывали концептуальные варианты. Альтруисты должны были как минимум состоять в более тесном родстве с выводком, который помогли вырастить, чем со случайным индивидуумом, выбранным из более широкой популяции. В противном случае идея Гамильтона опровергалась, поскольку поведение, направленное на помощь, могло появиться в ходе эволюции лишь в том случае, если помощницы (альтруистки) передают свои гены не напрямую, а через тела своих родственников. Наилучшим сценарием был бы вариант, когда альтруистки являются потомками размножающейся особи: это означало бы, что альтруистки выращивали братьев и сестер, что с точки зрения генетики (обычно) так же хорошо, как самим стать мамами.

А что, если альтруистки были сестрами или двоюродными сестрами матери? Генетический результат такого варианта развития событий был бы не так уж плох для осы (или, разумеется, для пчелы или муравья) в отличие от человека. Дело в том, что пчелы, осы и муравьи обладают причудливой генетической системой воспроизводства под названием «гаплодиплоидия». «Плоидность» организма говорит нам, сколько копий каждого гена присутствует в каждой из его клеток. Мы с вами – диплоиды: все наши гены существуют парами, причем копия каждого из них расположена на каждом из двух плеч 23 пар хромосом нашего тела – структур, которые связывают воедино гены внутри клеток. По крайней мере, именно так обстоят дела с нашими нерепродуктивными клетками (они известны как соматические клетки).

Однако наши репродуктивные (половые) клетки (также известные как гаметы) являются гаплоидными (это слово происходит от греческого корня haploos

, означающего «одиночный») – у них есть только одно плечо от каждой пары хромосом. Таким образом, половые клетки содержат половинное количество ДНК по сравнению с остальными клетками и лишь по одной копии каждого гена. Они должны быть гаплоидными, чтобы потомство оказалось диплоидным, а не тетраплоидным: одно «плечо» в каждой из ваших 23 пар хромосом происходит из половых клеток вашей матери (от яйцеклетки, из которой потом выросли вы), а другое – из половых клеток вашего отца (от сперматозоида, который оплодотворил эту яйцеклетку). Таким образом, половое размножение проделывает огромную работу по смешению генов от родителей. У перепончатокрылых самки диплоидны (как ваши соматические клетки), а самцы гаплоидны (как ваши половые клетки). Это означает, что самцы ос несут лишь половину комплекта ДНК, присутствующего у самок, и являются просто клонами материнской половины ДНК[155]

.

Причуды гаплодиплоидной генетической системы позволяют сделать несколько любопытных выводов в отношении ос (а также пчел и муравьев). Прежде всего, это означает, что у самцов нет отцов, поскольку они развиваются из неоплодотворенных яиц. Это отличная новость для неспаривавшихся рабочих особей, которым, возможно, захочется тайком снести яичко с самцом внутри, пока не видит матка (или коллеги)[156].

Второе следствие из гаплодиплоидии, возможно, является ключом к пониманию причины того, что в процессе эволюции альтруизм возникал среди перепончатокрылых чаще, чем в любой другой группе. У общественных перепончатокрылых рабочими особями неизменно оказываются самки (в отличие от диплоидных термитов, у которых работают и самцы, и самки). Из-за хитросплетений гаплодиплоидии у самок и их сестер общими являются 75 % аллелей (вспомните, что у вас всего лишь 50 % общих аллелей с братом или сестрой), потому что, наследуя лишь половину ДНК своей матери, они наследуют все 100 % аллелей своего отца. В результате для аллеля, случайно выбранного у самки, существует (в среднем) 75-процентная вероятность оказаться идентичным таковому у ее сестры. Это означает, что путем альтруистического воспитания сестер самка может передать больше генов, чем путем самостоятельного воспроизводства. Может ли причудливая генетика перепончатокрылых обеспечить им предрасположенность к эволюции в сторону общественного образа жизни? Казалось, Гамильтон одновременно разгадал загадку происхождения альтруизма и объяснил, почему он так часто эволюционно возникал у перепончатокрылых.