Микробы ведут себя как рациональные инвесторы, вкладываясь в общее благо

Исследование под руководством Университетского колледжа Лондона (UCL) и Университета Бата показало, что микробы варьируют свой вклад в сообщество, чтобы максимизировать отдачу от своих "инвестиций".

Учёные сделали это открытие, исследуя один из фундаментальных вопросов биологии: почему в процессе эволюции особи стали сотрудничать, а не просто эксплуатировать вклад соперников.

Исследование, опубликованное в PNAS, показало, что когда микробы находятся в группах, состоящих в основном из их родственников, они активно вносят вклад в кооперацию, что приносит пользу всей группе. И наоборот, когда они оказываются в группе, где их меньше, чем неродственных особей, они начинают эксплуатировать вклад других.

Команда изучала социальную амёбу Dictyostelium discoideum или слизевик. Слизевики живут в почве как одноклеточные организмы, но объединяются в слизнеподобное существо, когда у них заканчивается пища. Новообразованная "слизень" в конечном итоге формирует плодовое тело, состоящее из ножки и спор. Этот процесс требует кооперации между отдельными амёбами.

Учёные исследовали, какие факторы заставляют отдельную амёбу "выбирать", пожертвовать ли собой, чтобы сформировать ножку плодового тела ради общего блага, или же эксплуатировать вклад других и формировать споры, которые пойдут на размножение.

Традиционно биологи, пытаясь решить эту загадку, классифицировали особей либо как кооператоров, либо как обманщиков. Однако это исследование показывает, что даже простые микробы следуют экономическим принципам коллективных инвестиций, варьируя свой вклад в зависимости от того, насколько они заинтересованы в успехе плодового тела.

"Многие попытки решить эту проблему основаны на предположении, что особи могут либо 'обманывать', либо 'сотрудничать'. В таких случаях обман обычно оказывается лучшей стратегией, и кооперация рушится, что демонстрируют такие игры, как Дилемма заключённого", — объяснил профессор Крис Томпсон (UCL). — "Наши исследования демонстрируют решение проблемы, потому что ещё лучшая стратегия — обманывать, если это сойдёт с рук и нанесёт мало вреда успеху группы. Однако, если успех группы окажется под угрозой, особи должны изменить стратегию и сотрудничать, что помогает стабилизировать кооперацию".

"Наше исследование показывает, что даже простейший микроб может вести себя как проницательный инвестор", — пояснил профессор Джейсон Вольф (Университет Бата). — "Если у одного человека 80% акций компании, а у другого — 20%, с экономической точки зрения человеку с 80% имеет смысл инвестировать больше, потому что он рискует больше, если проект провалится. Таким же образом микробы с одним генотипом вкладывают больше ресурсов в создание ножки, если большинство других в группе имеют те же гены. Если они не вложатся, им будет что терять, потому что их доля больше. Микробы генотипа меньшинства теряют меньше, если плодовое тело не удастся, поэтому стремятся к максимальной отдаче, формируя споры".

Исследователи обнаружили, что равная смесь двух фенотипов приводила к тому, что ни одна из групп не инвестировала достаточно, создавая плодовое тело, которое разрушалось под собственным весом.