[Биология ғажабы] Менмендіктің биологиясы

«Пән ғажабы неде» жобаның барлық мақалалары
«Биология ғажабы» циклдың басқа мақалалары
Биологиялық сағаттар және олардың сағатшылары
Микориза құпиялары
Есірткі адам өмірінде
Глюкозаның зат алмасу жолы
«Ішек-ми» осі

Эгоизм немесе менмендік — бұл тіршілік иесінің жеке бас пайдасына деген ұмтылысы. Егер нәтижеде менменшіл адам (эгоист) толық пайдаға ие болса, онда табиғи эгоизмнің бір көрінісі енді басқа біреуге жәрдем көрсету ретінде байқалуы сирек емес. Өркениет өз бастауын алған сәттен бері эгоизм адам табиғатының бір меншігі ретінде тұлға мен қоғам арасындағы алауыздықтың алғышарты болып қалды.

Бүгінгі таңға дейін эгоизмнің ізгілік мәні жайында бірыңғай пікір кездеспейді. Дегенмен эгоизмді табиғаттағы тірі жаратылыстардың айнымас бөлігі деп санауға толық негіз бар. Адам тірі жаратылыс болғандықтан, ішкі эгоисттік гендердің басқаруымен жүретін машина іспетті. Мақсаты: өзін-өзі ген тұрғысынан көшірмелеп, келесі ұрпаққа жалғау. Экзистенциалды көзқарас тұрғысынан, мұндай пайым өмірді мәнсіз етеді, себебі, репликация немесе «өзін-өзі қайта жасау» әдісі зият ойдан тыс, шегі жоқ және ешқайда апармайды. Алайда ғылыми таным шеңберінде «менмендіктің гендері» қазіргі ғылым саласының көптеген тұжырымдарын түсіндіруде ауадай қажет екенін көрсетті. Ол эволюция мен этология (жануарлардың мінез-құлықтарын зертейтін ғылым) әм психологияның сіз бен біз білмеген мың сұрағына жауап тапты.

Барлығы қайдан бастау алды?

Сонау \(1859\) жылы негізін алған есімі мәшһүр Дарвиннің эволюция теориясы сол уақытта адамзат тарихындағы ғылым саласының ең ірі жетістігі болып саналды. Чарльз Дарвин ұсынған тіршілік үшін күресте әлділер мен әлдеқайда жағдайға бейімделгендердің жеңіске жетуі, яғни табиғи сұрыптау түсінігі ағзалардағы тың белгілердің қандай бағытта пайда болатынын шешті, бірақ бұл үрдістің қалай жүзеге асырылатынына жауап бере алмады. \(1899\)-\(1903\) жылдары Коржин Де Фризаның мутация теориясы Дарвинизмге айқын балама ретінде саналып келген еді, ақыр аяғында бұл Дарвинизмнің қайшылықтарын оңалдырып, эволюция теориясының өзіне тамаша толықтырылу болды. Қос ғалымда бір-біріне дербес күйде ағзаларда жаңа белгілердің басталуы генетиканың өзгерісіне айналып, ол өз кезегінде мутацияның пайда болуына себеп болады деп жазады. Байқағанымыздай, мутация жаңа белгілерді түзсе, табиғи сұрыптау оның популяцияда қаншалықты тұрақтайтынын шешеді. Соңында пәлсапаның түп сұрағы қойылады: «неге?». Нендей себептен тіршілік түрлері эволюцияға ұшырайды? Неліктен эволюция өз бағытын басқа емес, нақ осы жаққа бұрды? Эволюцияның қозғаушы күші не?

«Менмендіктің гендері» (эгоисттік гендер) өзінің тарихын \(20\)-ғасырдың 6-ыншы онжылдығынан бастайды. Неге дәл осы уақыт? Себебі, осы жылдарда түрлердің дамуына генцентрлік көзқарастар қарқынды тамыр жая бастағанды. Ғалымдар эволюциялық үрдісті гендердің эволюциясы деп тұжырымдап, ал түрлердің табиғи сұрыпталуын генетикалық деңгейдегі сұрыптаудан келіп туындайды деп қорытындылады. «Менмендік гені» — осы мәселедегі барлық «НЕГЕ?» сұрақтарына мазмұнды түрде жауап берген биолог және ғылым насихатшысы Ричард Докинздің танымал кітабы.

«Менмендік гені» деген не?

Қарныңыз ашты ма? Бүгінгі мәзірге жердегі жаратылыстың пайда болу нұсқаларын үйлестіретін ауқаттар: біріншіі тағамға «бастапқы сорпа», дәмтатым реінде «бастапқы пицца» және «бастапқы майонез». Бұл «жеуге жарамды» үштіктің ортақ ерекшелігі — алғашқы су басқан жердің құрамында болған барлық дерлік бейорганикалық қосылыстардың найзағайдың аса жоғары температурасы мен электрлік разрядтары әсерінен қайта құрылуы және «жабысу» жолымен биомолекулалар пайда болды деген болжам. Бұл жайында сіздер «Химия ғажабы» мақалаларының бірінен толық оқи аласыздар. «Бастапқы сорпада» өзін-өзі көшірмелеуге қабілетті молекула репликаторлары пайда болды», — деп пайымдайды Ричард Докинз. Пионер репликатор болып қалыппен (матрица) де, еселеткішпен (дупликатор) де бір уақытта әрекет ете алатын рибонуклеин қышқылы танылды. «Бастапқы сорпадағы» қоршаған ортаның органикасымен қаныққан органикалық қоспаларды пайдалана отыра, мұндай молекулаларға өзіне шексіз көшірме жасау үшін бір рет туылуы жеткілікті еді.

Бастапқы репликаторларды тіршілік үшін күреске итермелейтін құрылыс блоктарына айналып жатқан ұсақты молекулалардың тапшылығы, молекула репликаторларын өздерінің бастауын алғанынан-ақ жер жүзіне өзінің көшірмесін таратуға асықтырды. Қазіргі таңда ДНҚ гендері көбеюді қажет ететін бөлшектер ретінде құрылады. Ал мембранадан бастап, көп клеткалы ағзаларға дейін тек тіршілік үшін бәсекеге бейімділікті пайда болғызады. Осы сәттен бастап біз білетін Дарвин эволюциясының негізіне ене бастайды.

Ертеректе кез келген тірі ағзаның бастапқы мүддесі ұрпақ жалғау деп пысықталған еді. Нақтырақ айтсақ, ұрпағың қаншалықты көп болса, сенің генің соншалықты кең таралады. Бірақ эволюция бар-болғаны осы бейімделулердің үдерісі деген сипатқа ие болады. «Менмендік гені» гипотезасының басты идеясы да осымен қортылады.

«Менмендік гені» гипотезасының қолданылуы

«Менмендік гені» гипотезасы биологияның әр саласындағы табиғат эволюциясының мәні мен шешімін тауып береді. Ұрпақтарды пайда болғызудағы алаң, түрлердің репродуктивті қос жыныс жүйесіне көшуі, жыныстық мінез-құлықтың мәні, «пайдалы» мен «залалды» мутациялардың мазмұны — бар болған және болатын менмендік гендерінің нәтижесі.

Ұрпаққа деген қамқорлықтың өсуі тұқымның өмір сүру мүмкіндігін арттырады, нәтижесінде олар ата-ана генін келесі ұрпаққа жалғайды. Қос жынысты ағзалардың пайда болуы өз кезегінде, ұрпағына қамқорлықты әлдеқайда жақсы атқарады. Себебі, олар әкенің де, ананың да гендерін қоса алып жүреді, ал баланың бойына біткен ата-ана гендерінің көшірмесі бір жыныстың емес, екі жыныстың тарапынан қатысуды талап етеді. Сол себепті репродуктивті жүйенің қос түрін сақтап қалу (еркек және әйел) ресурқа тәуелді болып шықты. Сол себептен гермафродитизм (ағзада бір сәтте екі түрлі жыныс белгілерінің пайда болуы) екінші эволюциялық жоспарға тұрақтады.

Алайда төлдерге деген қамқорлық түйсігі барлық жануарларда кездесе бермейді. Түрте кететін жайт, біз өсімдіктерді жануарлармен салыстырғанда қарабайыр болғандықтан қарастырмаймыз, бірақ олар эволюцияның бірдей ережелеріне бағынады. Эволюциялық түрде ұрпаққа деген қамқорлық ағзалардың әр классында әрқалай пайда болды. Дегенмен құстар мен сүтқоректілерде бұл қабілет кешірек пайда болды. Генетикалық менмендік тұрғысынан бұл «кідірісті» эволюциялық параллельдікпен түсіндірсек болады. Бұл дегеніміз оның тамыр жаю үшін эволюциялық оқиға уақытпен сәйкес келуі қажет. Ата-ананың тікелей қатысын есептемегенде, бұрыңғы ұрықтанудың сыртқы түрлері кеңістік пен уақыттық ерекшеліктерге байланысты «әкелер» өздерінің генін кім тасығанын білмеді, ал «аналар» аналық жасушасын кім алып жүргенінен бейхабар болды. Ұрпаққа деген қамқорлық ана мен бала арасындағы туыстық қатынасты айқындаған ұрғашыларда (еркектерде де) қатар жүретін жүктіліктің пайда болуы мен ішкі репродукциялау арқылы пайда болды. Әкелік қамқорлық болса аталықтың ұрпақ көбейту әрекетінен кейін физикалық әлі күшті болып қалған кезде популяцияның топтық өмір салтының құрылуымен қатар келеді. Не дегенмен оның көзге байқала беруі өте әлсін.

Жыныстық мінез-құлық эгоисттік эволюцияның салдарынан ұрғашыға да, еркекке де әсер етті. Генетикалық материалдардың молдығына байланысты (өндіру барысында сперматозоидтар онша көп шығындалмайды) аталықтардың негізгі стратегиясы — өз гендерінен барынша көп ұрпақ қалдыру үшін, мүмкіндігінше көбірек ұрықтандыру болды. Осы арқылы біз көптеген жануарларда кездесетін тұрақсыз «жұбай» ұғымын түсінеміз. Сонымен қатар, ұрғашылар аналық жасушалары шекті болғандықтан әрі күші мен уақытының көп бөлігін қамқорлыққа жұмсағандықтан олар басымдылықты ұрпақ санына емес, сапасына береді. Ашып айтсақ: оның өміршеңдігі, бәсекелестігі және өзге ұрғашыларды еліктіре білуі. Мысалға алатын болсақ, ұрғашы тауыстар құйрық жүні үлпілдеген, ашық түстерге малынған еркек тауысты таңдайды. Себебі, оның генінен шығатын тауыста өзге ұрғашы тауыстарды еліктіретін артықшылығы болады. Осы арқылы ұрғашылардың еркектерді жыныстық сұрыптауы өтеді, ал еркектер болса өз кезегінде көп ұрпақ қалдыру үшін өзара тайталастыққа түседі.

Осылайша ерлер мен әйелдердің басымдылықтары арасындағы алауыздық «қаруландырудың жыныстың жарысына» алып келеді. Кей примат аталықтары көбею кезінде ұрғашыларды аңдиды. Сонаң соң, әлді қарсыластарын үркітіп, ұрғашыны көбею қатынасқа итермелейді. Десекте әйел заты да осал емес. Олар да жауапты реакция қайтаруға қауқарлы. Мысалыға, галапагос ұрғашы тасбақалары ұнамсыз ер тасбақалардан қашуға асық болады. Тіпті, кейде бұл өз нәтижесін беріп жатады.

Сонымен қатар, «менмендік гендері» гипотезасы мутацияның пайдалы тұстарын түсіндіреді. Ағзадағы сынды гендердің де өмір сүруі оның өзге гендер мен шарттарға өзара байланысымен сипатталады. Ағзалардың деңгейінде олардың өздері емес, популяциясы эволюцияға ұшыраса, дәл сол сияқты гендердің деңгейінде гендердің өзі емес гендер популяциясы өзгеріске ұшырайды. Гендер популяциясы — генотип және генофонд. Осы логикаға сәйкес гендердің көбеюіне кедергі жасайтын мутация зиянды саналмайды. Бірақ басқа гендер мен қоршаған орта жағдайларына әлсіз қалыптасқан болып саналады. Мұндай әлсіз бейімделген мутациялар өзге мутациялардың тарапынан ығыстырылады немесе генофондта толығымен «құриды». ДНҚ пайдалы өзгерісі геномда жатады. Ол басты мақсат көбейту мен өндіруді жүзеге асыруда өзге гендермен әрекет етуде жетістік көрсетті. Қалыпты жағдайда орақ жасушаларының анемиясы (ОЖА) бұқараға зиян, бірақ оның гетерозиготалы түрі безгекке қарсы төзімділікті қамтамасыз етеді. Безгек плазмодийлері орам тәрізді «дұрыс емес» болып табылатын эритроциттерге көбейтілуі мүмкін емес. Халықты безге ауруымен ауруын тоқтату үшін ОЖА гені популяциға бекітіліп қойды. Сөйтіп, эволюция орын алды.

Менменшіл альтруизм

Эволюциялық көзқарас жағынан түрлердің әлеуметтілігі үлкен жетістік болып саналады. Себебі, ол әр ағзаның топтағы бейімділігін арттырады. Әрқашан біріне бірі көмекке келуге әзір термиттерді еске түсірсек жеткілікті. Әлеуметтенген қоғамның биік сатысы ретінде эусоциалдық саналады. Және оның басты қасиеті ретінде альтруизм саналады. Алайда «менмендік гені» гипотезасына негізделген популяцияға бекітілген альтруизм гені жоқ. Қалай парадоксалды болып естілмегенімен, менмендік гендері өзінің тасушыларын түптің түбінде альтруизмге алып келеді. Биологияда альтруизм ұғымы альтруисттің тікелей ұрпағы болып саналмайтын тіршіліктің көбеюге және тірі қалуға деген қабілеті деп түсіндіріледі. Оған қоса, альтруисттің тірі қалу ықтималдығымен оның тікелей ұрпақтарының азаюы. Альтруист мінез-құлқы бірдей гендер таситын «мейірім тасушы» басты альтруисттің туысқаны болып шығатын туыстық сұрыпталу жағдайларында анық байқалып жатады. Менмендік гені биологиялық альтруизм әрекетін рационалды және жөнді, зиянсыз ету үшін өзінің көшірмелерін аман алып қалуға ұмтылады. Туыстық іріктеу құбылысы әпкелі сіңілілермен ағайындылар арасында жүреді. Сонымен қатар, аралар мен құмырсқалар секілді ірі патшалықтар ішінде де анық көрінуі мүмкін.

Екі индивид қанша генмен бөліссе, соғұрлым айқын альтруизм өзін-өзі көрсететін болады. Мұндай кездерде ағзалар арасындағы туылу дәрежесі мен альтруизм пайда болу ықтималдылығын математикалық күйде қалай анықтауға болады? Туыстық коэффиценті туыстық генотиптегі гендердің шығу ұқсастығының үлесін есептеуге көмек береді. Бұл есептеу тікелей ата-анасына, туыстарына және ұрпақтарына қолданылады. Біз білетіндей ата-ана өзінің жарты хромосомасын ұрпағына қалдырады. Қалған туыстық коэффиценті — туыстардың ортақ гендерінің болу ықтималдығын көрсетеді. Диплоидты ағзалар үшін туыстық коэффиценті келесідей өлшенеді:

                                                                  r = n ⋅ 0.5L

мұндағы n — сіздің ортақ ата-бабаларыңыздың саны, L — сізді ұрпаққа бөлген сан, r — туыстық коэффиценті.

Осылайша, ата-ана мен балаларда туыстық коэф. \(0.5\) құрайды. Ал бауырларда \(0.25\) (арғы ата мен немерелерде, жиен туысқан, немере іні т. б. осы көрсеткіш).

Өзге бір ереже — туысқандар арасындағы альтруисттік әрекеттің орындалуын анықтайтын Уильям Гамильтон ережесі:

                                                                 r ⋅ B > C ⋅ m

мұндағы C (cost) — альтруист ұрпақтарының потенциалды саны, B (benefit) — реципиент ұрпақтарының потенциалды саны, r (relatedness) — туыстық коэффиценті (\(0\)<r<\(1\)), m (mortality) — ізгілік жайтында альтруисттің жаңадан еңген өлім айнымалысы (0≤m≤1).

Бұл формуланы өте икемді десек болады. Сол себепті, B тек ұрпақтары ғана емес, сақталған туыстар саны болуы мүмкін. Бірақ мұндай жайтта C әрдайым  \(1\) тең болады, яғни, альтруисттің бір өміріне тең. Егер таңдау әр қилы жақындықтағы әртүрлі туыстардың арасында болса, бұл формуланы альтруизм пайда болу мүмкіндігіне қолдансақ болады. Мысалы, Гамильтон формуласы сандар арқылы төрт жиенді құтқару, өзіңнің бір балаңды құтқарудан әлде қайда репродуктивті тиімді екенін айтады.

Туыстық іріктеу кезінде партеногенез жолымен көбейетін ағзалар (ұрықтандырусыз жүретін жұмырта жасушалар) ең ерекше құбылыс ретінде саналады. Осылайша ортастатистикалық диплоидты жұмысшы ара жатырдың жарты геномдық жиынтығын және аталықтың толық генін алады. Ол гаплоидты болғандықтан тек бір ғана хромосомалар жиынтығын тасиды және оны гаметалар арқылы жібереді. Әпкелі-сіңілі аралар арасындағы геномның аналық-патшайымнан алынған бөлігі бойынша ұқсастықтың орташа ықтималдығы \(0.25\), ал еркектен әрқашан \(0.5\) құрайды. Жұмысшы аралардың өз арасындағы және олардың әпкелері мен патшайымдары арасындағы ген ұқсастығының орташа деңгейі \(0.75\). Генетикалық тұқым қуалаудың осындай механизімінде сұрыптау өзара туысқандығы жағынан жақын әпкелі-араларда альтруисттік «ген» мінезін бекітуді жөн санайды.

Қорытынды

Эгоизмді қоғамның ең жексұрыны деп танысақта, әлемнің алғашқы құрылу барысында өзін-өзі қорғауға қабілеті болған дәл осы «менмендік». Біз парадоксалды болса да, төменгі деңгейдегі жануарлардың жеке және топтық әрекеттерінде алғашқы көзқарасқа сонша риясыз әрекеттер тудыра және эволюцияның алдын алуда табиғи эгоизмнің үлкен күшіне куә болдық. Адам зеректік сынды дамулардан миллиондаған жылдар бойы өтіп келе жатыр. Сондықтан біз көбею үшін өзіміздің гендеріміз басқаратын қауқарсыз көлік екенімізге сену әсте қиын. Әлде олар біздің осылай ойлағанымызды қалайды ма екен?

«Beyond Curriculum» қоры «Пән ғажабы неде» циклы материалдарын «Караван знаний» жобасымен серіктестікте және «Шеврон» компаниясының қолдауымен жариялауда. «Караван знаний» – жетекші қазақстандық және халықаралық сарапшылардың қатысуымен орындалған алдыңғы қатарлы білім тәжірибелерін зерттеу мен талқылау бойынша бастама.

Аударған: Мади Пазыл

Редактор: Дильназ Жемісбек