Nauka

Gra na wiele koszyków

Strategie ewolucyjne u zwierząt i ludzi

Mirosław Gryń / Polityka
Studiując mechanizmy ewolucji wykrywane u żab i bocianów, możemy wyjaśnić niektóre zachowania polityków i ich wyborców.
Lecąc do ciepłych krajów, bociany wybierają różne - wcale nie najkrótsze - drogi i nigdy wszystkie nie rozpoczynają wędrówki w tym samym czasie.Manfred Heyde/Wikipedia Lecąc do ciepłych krajów, bociany wybierają różne - wcale nie najkrótsze - drogi i nigdy wszystkie nie rozpoczynają wędrówki w tym samym czasie.

Artykuł w wersji audio

Prawa ewolucji, odkryte przez Karola Darwina ponad 150 lat temu i potwierdzone potem badaniami genetycznymi, sprawdzają się również na ludziach. Podlegamy temu samemu prawu doboru naturalnego, a mutacje w naszych genach odpowiedzialne są za zmiany genetyczne pozwalające na pojawianie się nowych cech. Możliwe też, że kierujemy się strategiami ewolucyjnymi, które są dopiero odkrywane.

Jedną z kluczowych strategii ewolucyjnych, zwaną bet-hedging, zidentyfikowano w latach 70. XX w. Nie zauważył jej Darwin, choć stosowana jest przez wiele gatunków – od bakterii do ssaków. Nazwa bet-hedging jest nieprzetłumaczalna na polski. Jej sens dobrze oddaje porzekadło, że nie należy wkładać wszystkich jajek do jednego koszyka. Jon Seger z University of Utah w Salt Lake City, jeden z odkrywców bet-hedgingu, podsumował ją słowami: Always play safe – zawsze warto grać bezpiecznie.

Strategia bocianów

Weźmy za przykład sezonowe migracje bocianów do Afryki. Wydawać by się mogło, że najbardziej ekonomiczny dla ptaków powinien być przelot najkrótszą drogą nad Morzem Śródziemnym. Jednak taka trasa jest dla nich zbyt ryzykowna. Lecące z Europy do ciepłych krajów bociany nadkładają więc tysiące kilometrów i wybierają okrężne drogi przez Gibraltar lub Bosfor. Przed i za owymi cieśninami też podążają bardzo zróżnicowanymi trasami. Wybierając różne trasy i rozpoczynając swoją wędrówkę w nieco innym czasie, stosują właśnie strategię bet-hedging – unikają jednego koszyka. Jeśli bowiem leciałyby wszystkie razem tą samą drogą, to w razie nagłego załamania pogody ucierpiałoby bardzo wiele z nich, jeśli nie całe stado. Populacja, a może i cały gatunek, też mógłby na tym ucierpieć.

Co prawda łączenie się szlaków wędrówek bocianów nad wąskimi cieśninami niesie ze sobą podwyższone ryzyko, jednak niebezpieczeństwa z tym związane wydają się o wiele mniejsze od przeprawy wprost przez Morze Śródziemne. Ptaki kalkulują więc poziom ryzyka i nawet gdy wydaje się, że z pozoru rezygnują z zasady always play safe, w rzeczywistości właśnie ją stosują.

Poza zwierzętami również rośliny, grzyby i bakterie stosują bet-hedging dla przetrwania jak największej części populacji. Na przykład rozłożone w czasie kiełkowanie nasion wielu roślin zapewnia większe prawdopodobieństwo trafienia siewki na dogodne warunki rozwoju, niż gdyby przy pierwszym wiosennym promieniu słońca kiełkowały wszystkie razem. Rośliny i zwierzęta nie stosują oczywiście strategii ewolucyjnych w sposób przemyślany. Naukowcy próbują się dowiedzieć, jakie mechanizmy molekularne decydują o takim zachowaniu i jak strategia ta jest regulowana u poszczególnych osobników i całych populacji.

Przypadek bakterii

Wiele badań sugeruje, że podstawą strategii bet-hedging jest zróżnicowanie w obrębie populacji. Otóż nawet genetyczny klon bakterii, wywodzący się z jednej komórki, bardzo szybko się różnicuje. Powodem są niedokładności w ekspresji genów. W pewnych komórkach niektóre geny włączają się na krótko w niekontrolowany sposób i produkują minimalne ilości zupełnie niepotrzebnych białek, których obecność nie odgrywa żadnej roli w życiu bakterii w stabilnych warunkach środowiska. Ale jeśli nastąpi gwałtowna zmiana, np. wyschnięcie zbiornika, to największe szanse przetrwania mogą mieć te komórki, które przypadkowo w tym właśnie czasie produkowały białko pozwalające przetrwać suszę. Włączenie tego samego genu, gdy zbiornik już wysycha (czyli adaptacja), może okazać się spóźnione i nieskuteczne. Przeżycie nawet jednej bakterii, przypadkowo zawierającej zbawienne białko, może uratować cały gatunek. Tu działa właśnie bet-hedging.

Bakteria ratująca się z kataklizmu nie jest nosicielką wyjątkowej mutacji czy szczególnego przystosowania sprzyjającego przeżyciu, ale dzięki przypadkowi najlepiej radzi sobie w zmiennych warunkach środowiska. Bet-hedging wpisuje się więc świetnie w darwinowskie prawo przeżywania najlepiej przystosowanych. Komórka owa stanie się wtedy założycielką nowej populacji. Jeśli przez kolejny przypadek będzie posiadała jakąś cechę genetyczną do tej pory zupełnie obojętną dla przeżycia, powiedzmy zdolność produkowania czerwonego barwnika, to całe jej potomstwo też będzie go produkować, a nowa populacja w mgnieniu oka z bezbarwnej przemieni się w czerwoną.

W dalszym życiu tych bakterii czerwony barwnik może okazać się przydatny bądź nie. W ten sposób znów na drodze czystego przypadku nowa populacja będzie lepiej lub gorzej przystosowana do nowych warunków. Ten przykład pokazuje, jak przypadkowe przekazanie zupełnie nieistotnej, wydawałoby się, cechy może determinować dalsze losy gatunków. To dodatkowa przyczyna ewolucyjnej potęgi strategii bet-hedging.

Sposoby żaby

Ciekawe informacje o molekularnych podstawach tej strategii uzyskaliśmy, badając w naszym laboratorium genetyczne podłoże jakości żeńskich komórek jajowych – oocytów – u południowoafrykańskich żab z gatunku Xenopus laevis. Dojrzewanie oocytów wywołuje hormon o nazwie progesteron. W fizjologicznych stężeniach powoduje on dojrzewanie wszystkich oocytów u większości samic. Natomiast niska dawka hormonu wywoła ten efekt tylko u niektórych samic. U większości z nich oocyty nie dojrzeją wcale albo dojrzeją tylko niektóre. Wyłącznie w tych warunkach ujawni się więc zróżnicowanie jakości oocytów.

Poszukując czynników genetycznych odpowiedzialnych za jakość rozmnażania, natrafiliśmy na gen kodujący białko EP45, które pojawiało się w dużych ilościach w oocytach przed ich dojrzewaniem. Co więcej, zauważyliśmy, że ilość tego białka bywa zmienna w oocytach różnych samic. Dla przetestowania jego roli wprowadziliśmy do oocytów dodatkowe kopie kodującego go genu. Zabieg ten zwiększył ilość EP45 w komórkach jajowych. Nie zmieniało to ich jakości, kiedy dodawaliśmy zwykłe dawki hormonu. Natomiast przy niskich dawkach oocyty mające więcej tego białka znacznie lepiej się rozwijały. W ten sposób wykazaliśmy, że EP45 podnosi jakość oocytów i stymuluje rozmnażanie żab, jednak widać to tylko przy działaniu niskiej dawki progesteronu.

Ta obserwacja sugeruje, że białko EP45 może odgrywać ważną rolę w strategii bet-hedging u żab. Nie stymuluje ono bowiem żadnych cech istotnych w normalnych warunkach, czyli gdy działają fizjologiczne dawki progesteronu. Jeśli jednak zmiany środowiskowe spowodują zmniejszenie poziomu hormonu u samic, a zdarza się to pod wpływem zanieczyszczeń środowiska, np. odpadami szpitalnymi, to jakość oocytów, a tym samym przetrwanie populacji, będzie zależała od ilości EP45 zgromadzonego w komórkach jajowych.

U żab, podobnie jak u bakterii, przeżyje potomstwo samic, których oocyty będą miały więcej EP45. A przyczyną selekcji też będzie czysty przypadek, gdyż pozostająca bez wpływu na rozmnażanie żab w zwykłych warunkach ilość tego białka w oocytach nie jest cechą faworyzowaną w wyjściowej populacji. Krytycznym czynnikiem, ratującym gatunek w przypadku zmiany środowiskowej obniżającej poziom progesteronu, okaże się więc zróżnicowanie ilości białka EP45 zgromadzonego w oocytach. Czyli tak samo jak u bakterii, kiedy ratowała je przypadkowa niedokładność kontroli ekspresji genów.

Białko EP45 jest pierwszym zidentyfikowanym czynnikiem molekularnym sterującym strategią bet-hedging w rozmnażaniu. Białka z tej samej rodziny występują również u ludzi. Możliwe, że odgrywają podobną rolę w rozmnażaniu i ewolucji gatunku Homo sapiens. Podobnie jak w przypadku EP45 u żab, zróżnicowanie ilości nieznanych jeszcze białek w komórkach mózgów ptaków może modulować percepcję kierunków świata i powodować rozrzut tras sezonowych przelotów.

Polityka wielokoszykowa

Skoro bet-hedging występuje u bakterii, roślin, żab i bocianów, to bardzo kusząca jest hipoteza, że kierować może również ewolucją człowieka. Jeśli tak, to zróżnicowanie pewnych cech wśród ludzi powinno mieć wpływ na nasze zdolności do przetrwania i rozwoju. Taką cechą, poza ilością białek z rodziny EP45 w oocytach, mogą okazać się... poglądy polityczne.

Nasze poglądy nie wpływają zasadniczo na nasze losy w demokracji. Jednak już w dyktaturze to wręcz podstawowe kryterium przetrwania. Przejście z demokracji do dyktatury (odpowiednik zmiany warunków środowiska bakterii lub żab) eliminuje z życia znaczną część społeczeństwa, o czym w XX w. przekonaliśmy się wielokrotnie. A więc nie mylimy się – poglądy polityczne bywają ważną cechą determinującą możliwość przetrwania całych populacji ludzi.

Przez analogię do bakterii, żab i bocianów można sądzić, iż również grupy ludzi skupiające szeroką gamę poglądów i opcji politycznych mogą mieć większe zdolności adaptacyjne. Jeśli tak, to podświadomie wykorzystuje to Platforma Obywatelska, a trwoni Prawo i Sprawiedliwość. Donald Tusk, dbając o szeroki wachlarz poglądów w PO, może zapewniać swojej partii większą liczbę wyborców nie tylko dlatego, że wiele osób znajdzie tam coś dla siebie, ale również z tego powodu, że do naszej podświadomości przemawiać może strategia always play safe.

W bogatym zasobie poglądów możemy instynktownie upatrywać większej dozy bezpieczeństwa. Innymi słowy, bogatszy koszyk PO, a właściwie wiele koszyków – od Arłukowicza po Gowina – wydawać się może lepszą lokatą niż wąski i monolityczny koszyk PiS. O ostatecznej przewadze PO nad PiS nie musi więc decydować jej mocne centrum, a wyłącznie lewe i prawe skrzydło. Co więcej, znaczenie obu skrzydeł wcale nie musi zależeć od tego, co obaj uosabiający je panowie mówią. Wystarczy, że są powszechnie utożsamiani z platformianą lewicą i prawicą, mają w PO trwałe miejsce i w świadomości społecznej poszerzają zasób jej koszyka.

Wpływ strategii bet-hedging na ludzkie wybory polityczne jest oczywiście bardzo ograniczony przez naszą zdolność do analizy rzeczywistości. Osoba w pełni oddana ideałom PiS nie zmieni poglądów pod wpływem ewolucyjnych strategii działających na poziomie podświadomym. Jednak presja ewolucyjna może wywierać statystycznie zauważalne efekty, szczególnie w grupie niezdecydowanych i niezainteresowanych polityką, a udających się do urn wyborczych i głosujących od niechcenia lub dla świętego spokoju. Dla tych wyborców szerokie spektrum obietnic może mieć znaczenie decydujące, niezależnie od ich merytorycznej zawartości, której i tak dogłębnie nie analizują. Również z tego powodu to Platformie, a nie PiS zależy na przyciągnięciu do urn maksimum wyborców. Wykrycie, w jakim stopniu mechanizm ten działa w rzeczywistości, to już zadanie dla socjologów i politologów.

Podobnie jak w przypadku wędrówek bocianów przez Bosfor lub Gibraltar, w warunkach ekstremalnych (np. w obliczu ostrego kryzysu ekonomicznego, czyli odpowiednika bocianiej konieczności przeprawy przez Morze Śródziemne) poparcie wzorowo zwierającego szeregi PiS może jednak wydać się mniej ryzykowne, niż stawianie na wielokoszykową i wielowątkową PO. Dlatego Jarosław Kaczyński czeka na zmianę, czyli na negatywne skutki kryzysu, i zaciera ręce, gdy premier Tusk ma koalicyjne i rodzinne kłopoty. Sądzi bowiem, że w nowych warunkach rozum podpowie wyborcom, że lepiej głosować na PiS.

Nie wie jeszcze, że również strategia bet-hedging może utwierdzić ich w przekonaniu, że poparcie PiS niesie mniejsze ryzyko i... popchnąć elektorat w kierunku IV RP, czyli nad Bosfor zamiast Gibraltar. Racjonalne, wydawałoby się na pierwszy rzut oka, decyzje, wcale nie muszą być tak do końca zracjonalizowane. W pewnej mierze może za nimi stać również siła wyższa. I wcale nie musi być to ojciec Rydzyk i Radio Maryja lub osobiście sam Stwórca, lecz bezbożne prawa ewolucji.

Autor jest absolwentem Uniwersytetu Warszawskiego i byłym pracownikiem naukowym Zakładu Embriologii Wydziału Biologii tej uczelni. Od ponad 20 lat pracuje w CNRS/Uniwersytet Rennes 1 we Francji.

Polityka 39.2012 (2876) z dnia 26.09.2012; Nauka; s. 68
Oryginalny tytuł tekstu: "Gra na wiele koszyków"
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Ja My Oni

Jak pozostać sobą po spektakularnym sukcesie bądź porażce

Jak sobie poradzić z porażką, ale też sukcesem.

Grzegorz Gustaw
08.08.2017
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną