Ученые разрешили многолетний спор об альтруизме в эволюции

Спустя десятилетия споров ученые, похоже, нашли решение одной из самых сложных загадок эволюционной биологии: как альтруизм — помощь другим в ущерб себе — мог развиться в процессе естественного отбора.

Правило Гамильтона, сформулированное в 1960-х годах, гласит, что альтруизм может развиваться, когда польза для других, умноженная на степень их родства с вами, перевешивает затраты для вас самих. Проще говоря, мы с большей вероятностью пойдем на жертвы ради семьи, потому что это помогает выжить нашим общим генам.

Однако с момента его появления ученые расходились во мнениях о том, насколько универсально это правило. Одни утверждали, что оно почти никогда не работает, другие же доказывали, что оно так же фундаментально, как и сам естественный отбор.

Новое исследование, пересмотревшее математическую основу правила Гамильтона, показывает, что правило, описывающее, когда альтруизм будет или не будет отобран, не должно быть единой формулой. Оригинальное правило Гамильтона на самом деле является частью целого семейства правил, где каждая версия применяется в разных обстоятельствах, в зависимости от того, как признаки влияют на выживание и размножение.

«Годы дебатов были посвящены тому, является ли правило Гамильтона универсальным, — говорит автор исследования профессор Маттейс ван Вилен. — Я показываю, что это не одно правило, а множество различных версий, которые работают в разных ситуациях. Это означает, что обе стороны дебатов были частично правы».

Новый математический фундамент

Ключом к этому открытию стал обновленный математический инструмент под названием «Обобщенное уравнение Прайса». Оригинальное уравнение Прайса описывало, как признаки меняются от одного поколения к другому, но оставляло некоторые важные пробелы. Новая версия воссоединяет математику со статистикой и показывает, как данные могут помочь выбрать между различными способами влияния признаков на приспособленность — которых существует множество. Каждый такой способ сопровождается собственной версией уравнения Прайса.

Этот новый взгляд показывает, что классическое правило Гамильтона — лишь простейший случай. Более сложные версии могут учитывать такие вещи, как множественные взаимодействующие признаки или нелинейные эффекты. Короче говоря, больше нет необходимости спорить о том, «работает» ли правило Гамильтона или нет. Реальный вопрос заключается в том, какая его версия применима в каждой конкретной ситуации.

Этот прорыв может изменить то, как ученые изучают кооперацию и альтруизм в природе. Вместо того чтобы спрашивать, верно ли правило Гамильтона для данного вида — вопрос, который оказывается бесполезным, — исследователи теперь могут сосредоточиться на выяснении того, какая версия правила соответствует их данным.

Этот сдвиг может сделать исследования социального поведения гораздо более четкими, независимо от того, изучают ли ученые микробов, которые работают вместе, птиц, которые делятся пищей, или людей, помогающих незнакомцам.

Завершение дебатов и открытие новых дверей

Исследование, опубликованное в eLife, предлагает то, что Ван Вилен называет «конструктивным решением» многолетнего спора. Вместо того чтобы занимать чью-либо сторону, оно переформулирует вопрос таким образом, что прогресс становится возможным. «Этот результат не просто завершает дебаты, — говорит он. — Он дает нам более мощную основу для использования в будущем. Кооперация повсюду в природе, и теперь у нас есть более ясная картина множества способов, которыми эволюция может ее породить».

Разрешив один из самых крупных теоретических споров в эволюционной биологии, эта работа открывает дверь для более точных и практических исследований. Она подчеркивает гибкость эволюции и показывает, что кооперация — не загадка: ее можно объяснить, но объяснение зависит от деталей каждого конкретного случая.

Другими словами: в эволюции нет единственного пути к кооперации. Их много — и теперь у нас наконец-то есть карта.

Больше информации: Matthijs van Veelen, The general version of Hamilton's rule, eLife (2025). DOI: 10.7554/eLife.105065.2

Источник: University of Amsterdam

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как пересмотр математического аппарата может разрешить, казалось бы, бесконечные теоретические споры. В 2025 году такие междисциплинарные подходы, объединяющие биологию, математику и статистику, становятся все более важными для прогресса науки.