Обман ведёт к вымиранию
Новое исследование на дрожжах показало, что колония, в которой доминируют «обманщики» (не производящие необходимый фермент), с большей вероятностью столкнётся с вымиранием при изменении условий, чем колония, состоящая полностью из «кооператоров».
Ключевые выводы
- Исследователи из MIT изучали социальное поведение дрожжей Saccharomyces cerevisiae.
- «Кооператоры» (продуценты) имели ген SUC2, кодирующий фермент инвертазу, которая расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу для питания всей колонии.
- «Обманщики» (непродуценты) были лишены этого гена и не производили инвертазу, но потребляли простые сахара.
- В стабильных условиях смешанная колония (кооператоры + обманщики) могла поддерживать удивительно высокую долю обманщиков — более 90% — и при этом иметь общую численность, сравнимую с чистой колонией кооператоров.
- Однако при внезапном ухудшении условий (экологический шок) все чистые колонии кооператоров выжили, в то время как из шести смешанных колоний адаптировалась и выжила только одна.
Эко-эволюционная обратная связь
Исследование впервые в лабораторных условиях продемонстрировало полную эволюционно-экологическую петлю обратной связи в социальной микробной популяции:
- Естественный отбор влияет на экологические свойства популяции (соотношение кооператоров и обманщиков).
- Экологические изменения (численность, доступ ресурсов) влияют на эволюционную динамику (конкуренцию за выживание).
- Если начальная плотность популяции или доля кооператоров слишком низки, колония производит недостаточно простых сахаров и вымирает.
- Если кооператоров достаточно, система приходит к стабильному равновесию с их смесью с обманщиками.
Как отмечают авторы сопровождающего комментария в PLOS Biology, эксперименты наглядно иллюстрируют центральную дилемму эволюции кооперации: общество зависит от сотрудничества, но если кооперации много, «обманщики» могут эксплуатировать щедрость других, что приводит к циклам кооперации и эксплуатации.
Исследование опубликовано 30 апреля в открытом доступе в журнале PLOS Biology.