English Deutsch
Новости
Эксперты отвечают

Мужчины и женщины эволюционировали по-разному?

Вопрос: Правильно ли я понимаю одну из гипотез о эволюции человека, что в какой-то момент социальная структура общества предков человека способствовала тому, что в генах мужских особей закреплялись та наследственная информация, которая отвечает за большее любопытство, желание исследовать и изучать новое, что помогало охотится и добывать пищу, а в генах женских особей закреплялась наследственная информация связанная, если так можно выразиться, с большей эмпатией, заботой о потомстве?

Насколько это правильное представление о эволюционном процессе с точки зрения современной биологии? 

И, интересно, если это так, то как долго такая поведенческая дифференциация между полами может сохранятся в генах, при условии что специфические факторы отбора перестали действовать? Могли ли они дойти до наших дней? 

Да, подобные гипотезы существуют, но есть и немало других. См., например здесь и здесь. Дело это темное, и мы, к сожалению, слишком мало знаем о направленности отбора в доисторические времена, да и в исторические тоже. Кое-какие статистические различия во врожденных психологических предрасположенностях мужчин и женщин, безусловно, существуют. Но я бы не стал их преувеличивать. Они в принципе могли бы сохраниться в течение десятков поколений после прекращения действия соответствующих векторов отбора (но мы не можем быть уверены, что их действие на самом деле прекратилось, и тем более не знаем, когда оно прекратилось). Однако не исключено, что строгое разделение гендерных ролей в палеолите часто преувеличивают. Мужчинам тоже нужна эмпатия и, скажем, чувство справедливости, и привязанность к своим партнершам, и любовь и забота о детях мужчинам тоже свойственны. А женщины у первобытных народов тоже наверняка принимали активное участие в добыче пропитания. В некоторых современных группах охотников-собирателей мужчины проводят время на охоте, но добыть что-то им удается не так уж часто. И поэтому большую часть калорий племя на самом деле получает из всяких плодов и корешков, собираемых женщинами. Так что не стоит отказывать женщинам в любопытстве и исследовательском поведении исходя их таких "общих эволюционных соображений", основанных на самом деле в значительной степени на стереотипах и предрассудках - и о врожденных различиях современных мужчин и женщин, и о том, как жили первобытные люди.

Вопрос: Как человек, увлекающийся физикой и, в частности, квантовой механикой, я знаю, что в основе процесса эволюции, как и в основе других процессов на нашей земле лежит квантовая механика, одной из аксиом которой является принципиальная невозможность предсказания точного состояния квантово-механической системы, коей является ДНК. Применительно теории эволюции, можно сказать, что те случайные движения атомов в ДНК, приводящие к мутациям и приведшие в итоге к тому миру живой природы, который мы наблюдем, будут другими, если бы процесс эволюции повторился ещё раз с самого начала (далее – "эволюция-2"). Безусловно, что естественный отбор будет стараться сохранить полезную мутацию, даже если она появится в "эволюции-"2 у другого организма, в другом месте или в другое время (при всех прочих одинаковых условиях, в том числе и условиях внешней среды), Но! Ведь в нашей эволюции, которая на самом деле происходила, могли быть такие изменения в ДНК, которые появились в нужное время и в нужном месте, а появление их, в другое время или в другом месте (например, если бы эволюцию заново повторить, в "эволюции-2") могут не сохраниться и не передаться будущим поколениям (квантовая механика не гарантирует одинаковые исходы даже в серии одинаковых квантово-механических экспериментов). То есть, повтори бы мы эволюцию ещё раз (при таких же условиях) и исход у нее был бы другой. Но насколько другой?

Так вот вопрос собственно в этом и заключается: насколько сильно отличался бы живой мир, если бы эволюцию повторить ещё раз?

Например, если использовать следующую математическую модель:

В каждый момент времени генерируется случайное число, где случайные числа равномерно распределены между 0 и 10. Сгенерируем множество таких чисел. Найдем их средне арифметическое. Так вот, окажется, что сколько раз мы не повторяли бы опыт, результат всегда будет около 5. Отличаться среднее арифметическое в серии опытов от 5 будет лишь незначительно. С точки зрения математики, такая модель является СХОДЯЩЕЙСЯ. 

Рассмотрим также ещё одну математическую модель.

В каждый момент времени генерируется случайное число, числа равномерно распределены между 0 и 10. Сгенерируем множество таких чисел. Но в качестве результата мы будем брать не среднее арифметическое, а сумму двух последних чисел. Окажется, что если мы повторяем этот опыт несколько раз, то результат каждый раз может сильно отличаться от предыдущего. Такая мат. модель называется РАСХОДЯЩЕЙСЯ.

Так вот вопрос собственно в том, является эволюции сходящимся процессом или расходящимся. 

Смогут ли небольшие изменения, обусловленные квантовыми процессами привести к совершенно другому результату эволюции, если бы эволюцию повторить ещё раз? Получится ли какой-то другой мир, другой в достаточной степени, чтоб это можно было заметить, может даже вообще совершено не похожий на наш, с другими организмами и другими способами получения энергии, либо же эволюция достаточно сильно сходится, как первая математическая модель, сколько раз бы мы не повторили ее, результат будет примерно один, очень-очень мало отличающийся? 

Этот вопрос – о соотношении случайного и закономерного в эволюции, о степени ее предсказуемости или о том, является ли эволюция «сходящимся или расходящимся процессом» – конечно же, очень интересует биологов. На эту тему есть великое множество спекуляций и серьезных исследований, в том числе экспериментальных. Например, в эволюционных экспериментах на бактериях или дрожжах, где участвует много исходно одинаковых подопытных популяций, содержащихся в одинаковых условиях, ученые проверяют, какие эволюционные события воспроизводятся всегда, во всех повторностях, а какие являются уникальными для одной или немногих подопытных популяций.

Приведу несколько ссылок:

1) Замечательная книга Евгения Кунина «Логика случая» во многом посвящена как раз этой теме. Для Е. Кунина характерна очень высокая оценка роли случая. То есть он, в отличие от некоторых других специалистов, считает, что роль случайности во многих ключевых эволюционных событиях (таких как появление белкового синтеза или эукариотической клетки) крайне велика, и что эти события при повторном «проигрывании» эволюции почти наверняка не повторились бы. Но так считают не все специалисты.

2) Несколько недавних исследований, рассказы о которых публиковались на сайте «Элементы»:

В общем, по-видимому, если ставить вопрос совсем глобально, то эволюция – скорее «расходящийся» процесс. Роль случайности в целом весьма велика. Но не абсолютна: некоторые вещи достаточно строго предопределены и предсказуемы. Это видно, например, по повторяемости многих событий. Несколько примеров:

1) Параллельное независимое появление очень похожих наборов жизненных форм у рыб в  больших африканских озерах или, допустим, у сумчатых и плацентарных в Австралии и на «большой земле»;

2) многократное независимое появление эусоциальности у перепончатокрылых или, скажем, многоклеточности у эукариот;

3) Многократное независимое появление «растительной клетки», то есть фотосинтезирующих эукариот, путем приобретения фотосинтезирующих эндосимбионтов. То есть в данном случае можно сказать, что если у вас уже есть эукариотические гетеротрофы и есть одноклеточные фотоавтотрофы, то появление «растений» в широком смысле предопределено;

4) Появление настоящего активного полета у наземных животных происходило четырежды: значит, можно сказать, что если у вас уже есть наземные животные, то вероятность того, что кто-то из них полетит, весьма высока.

Но многие важные события, насколько мы можем судить, были уникальными: например, появление многоклеточных животных (в отличие от многоклеточных «растений» в широком смысле,  включая различные водоросли) произошло, насколько мы знаем, только один раз. Поэтому не исключено, что тут сыграла роль случайность и при «повторном проигрывании» планета осталась бы без животных вообще. Их экологическую роль могли бы взять на себя какие-нибудь, например, грибы.

В общем, я думаю, что если бы эволюцию земной жизни можно было бы повторно «проиграть» на тысяче одинаковых планет, начиная, допустим, с момента появления первых прокариотических клеток, то мы получили бы спустя 4 миллиарда лет тысячу очень, очень разных биосфер. Может быть, что-то вроде эукариот и тем более многоклеточных появилось бы только на нескольких планетах из 1000. А может быть (если Кунин прав насчет исключительно низкой вероятности появления эукариот), ни на одной не появилось бы ничего интересного, кроме микробных сообществ и строматолитов. Но нельзя исключать и возможность того, что на некоторых планетах получилось бы что-то такое, чего мы даже не в состоянии вообразить.

Вопрос: Может ли культура влиять на гены?  Учителя еще в школе нам говорили, что приобретенные признаки не наследуются. Очевидно, что определенные навыки, сами по себе, тем более не могут закрепиться в генах. Но может ли быть такое, что если существует устойчивая культура, в которой из поколения в поколение на протяжении тысячи лет передается некоторое ремесло, которое дает очевидные преимущества для продолжения рода и выживаемости, то за некоторое количество поколений отбор будет способствовать сохранению тех наборов генов, которые способствуют наиболее эффективному обучению и использованию этого ремесла?  

Стократно упрощая, представим, что какой-нибудь древний гоминид вдруг придумал лук. И даже худо бедно охотился с помощью него. Так же, представим, что в конкретных условиях без данного орудия репродуктивный возраст составлял пару лет, а с луком все двадцать пять!

Будет ли отбор способствовать сохранению тех генов, которые позволяют более эффективно охотится с помощью данного орудия? Какой примерно срок нужен для закрепления таких генов? Можете ли привести более реальный пример влияния культуры на наследственную информацию в масштабах эволюционного процесса, если такое утверждение справедливо?

Да, предположение о существовании такого эволюционного механизма было выдвинуто еще в 19 веке. Данный механизм известен в науке под названием "эффект Болдуина" по имени одного из авторов, его придумавших (несколько ученых высказали эту идею почти одновременно). Вот два реальных примера действия эффекта Болдуина. Первый пример - распространение мутации, позволяющей переваривать молочный сахар лактозу во взрослом состоянии, у народов, издавна занимавшихся молочным животноводством. Изменилась культура (стали разводить молочный скот и пить молоко) - изменилась направленность отбора (люди, успешно усваивавшие лактозу, получили преимущество) - распространились аллели, полезные при данном поведении. Второй пример.

См. также здесь.


Интересно

«Если не углубляться в Античность и Средневековье, то можно сказать, что всё на­чалось с Христофора Колумба, который обнаружил в открытой им части света новую расу людей. Сперва этот факт просто вызывал удивление, но когда Америго Веспуччи убедил мир в том, что открыт именно новый материк (1503), возник вопрос: могут ли его жители быть потомками Адама? Те, кто отвечал утвердительно, позже стали именоваться моногенистами. Их позиция служила базой для защитников прав индей­цев на человеческое существование. Их противники - полигенисты, давали аргумен­тацию тем, кто видел в индейцах всего лишь «говорящий скот». Можно сказать, что моногенизм предварял идею эволюции человека.

Чайковский Ю.В., Пятьсот лет споров об эволюции, журнал «Вопросы философии», 2009 г., N 2, с. 71. Цитата предоставлена Викентьевым И.Л.

Catalog gominid Antropogenez.RU