Vor mehr als hundert Jahren schrieb Peter Kropotkin, ein intellektueller Held von mir: "… wir müssen bereit sein, eines Tages von den Schülern des mikroskopisch kleinen Teichlebens Fakten der unbewussten gegenseitigen Unterstützung zu lernen, sogar von der Leben von Mikroorganismen. "Er hatte Recht. Von den Straßen der Mikrobenwelt kommt das Wort, und die Botschaft ist klar: "Du Multi-Zellen sind immer über 'Nettigkeit' und Altruismus: Nun, wir haben diese hier im Überfluss. Und wir müssen auch nicht um diese schweren Gehirne und drahtigen Nervensysteme herumschleichen. "
Um zu sehen, warum unsere einzelligen Freunde diese Behauptungen machen, beginnen wir mit einer Definition. In meinem Hinterkopf – was Verhaltensökologie oder das Studium der Evolution des sozialen Verhaltens ist – ist unsere betriebliche Definition von Altruismus eine Handlung, die anderen auf Kosten der eigenen selbst nützt. Im Prinzip geben wir Mikroben eine Chance, altruistisch zu sein, da die Definition nichts über Gehirne, Hormone oder sogar kognitive Fähigkeiten sagt. Kosten und Nutzen beschreiben den evolutionären Parameterraum, der Altruismus definiert. Nun, natürlich haben sich Verhaltensökologen bei der Untersuchung von Altruismus weitgehend auf warme, unscharfe Kreaturen, einschließlich Menschen, konzentriert, und so gab es immer einen impliziten Hinweis, dass, obwohl Erkenntnis keine Voraussetzung für evolutionären Altruismus ist, nur kognitiv anspruchsvolle Fälle sind wirklich interessant. Aber das beginnt sich zu ändern, wie Kropotkin vorausgesagt hat.
Nehmen Sie den Fall der Biofilmbildung. Viele Bakterienarten leben an der Oberfläche von Wassersäulen (oder allgemeiner an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft). Sie treiben dort als Matten hoch. Aber die Matten müssen gebaut werden, und dies erfordert, dass Zellen eine klebstoffartige Polymerase absondern, die eine Matrix erzeugt, die die Matten über Wasser hält. Aber es kostet Energie, den Leim zu produzieren, der Matten zusammenhält, und jede Zelle, die ihre Energie nicht darauf verschwendet, sondern mitten in einer Matte voller Leimproduzenten sitzt, sitzt hübsch. Es nutzt die Vorteile des Floatens an der Oberfläche, ohne die Kosten zu bezahlen. Es betrügt kleberproduzierende Nachbarn. Also, hier haben wir ein System von Altruisten, die Polymerase produzieren, um Matten zusammenzuhalten, aber wie immer sind sie anfällig für Betrüger. So ist das Leben eines Altruisten, sogar eines mikrobiellen.
Mein Kollege Mike Perlin, Ronald Atlas und ich (zusammen mit einer Armee von Studenten) schauen auf einen anderen mikrobiellen Systembestand voller vermeintlicher Altruisten. Diesmal ist die Spezies E. coli und der Altruismus beinhaltet eine Zelle, die eine Substanz namens Beta-Lactamase sezerniert, die Antibiotika abbaut und nicht nur die Zelle schützt, die diese Substanz sezerniert, sondern alle Zellen in der allgemeinen Umgebung. Wir haben Experimente durchgeführt, die zeigen, dass die Produktion von Beta-Laktamase teuer ist und Zellen, die diese Kosten nicht bezahlen – Zellen, die wir Betrüger nennen könnten – wachsen schneller als Zellen, die das tun (wenn keine Antibiotika vorhanden sind). Und doch existieren diese absondernden Altruisten Seite an Seite mit ihren betrügerischen Zellen. Sicher, diese Zellen sind alle genetisch ähnlich, und das spielt eine große Rolle dabei, Altruismus in diesem System am Leben zu erhalten. Aber es ist immer noch Altruismus bei einzelligen Kreaturen.
Selbst wenn Sie die strikte Kosten-Nutzen-, Tabellenkalkulation-, Definition von Altruismus von evolutionären Biologen angenommen, und selbst wenn Sie zustimmen, dass die Mikroben-Arbeit ist eine Art Spaß, vielleicht sogar von Natur aus faszinierend, könnten Sie immer noch denken – alles in Ordnung gut, aber was sagt uns das über die Zusammenarbeit in unserer eigenen Spezies? So wie ich es sehe, ist das menschliche Sozialverhalten – einschließlich und besonders unser altruistisches Verhalten – massiv kompliziert. So kompliziert, dass es lange dauern wird, um es zu verstehen. Evolutionsbiologen arbeiten daran, indem sie genetische und kulturelle Modelle des Wandels miteinander verschmelzen, um eine großartige Theorie für menschliches Verhalten zu synthetisieren. Aber das sind harte Sachen. Während wir daran arbeiten, können wir Systeme erforschen, die in einem gewissen Sinne einfacher sind als unsere eigenen. Was passiert, wenn das kulturelle Milieu fehlt, das eine so große Rolle in unserem eigenen Verhalten spielt? Was ist, wenn wir noch einen Schritt weiter gehen und einfach das Nervensystem aus dem Bild entfernen? Kannst du immer noch Organismen bekommen, die Dinge tun, die denen in ihrem Umfeld nützen, selbst wenn es sie kostet, es zu tun? Die Mikroben sagen ja.
Natürlich werden wir, wenn alles gesagt und getan ist, und schließlich den menschlichen Altruismus fest im Griff haben, zurückblicken und erkennen, dass die Arbeit an der mikrobiellen Evolution für das Verständnis von Altruismus in unserer Spezies nicht besonders relevant war. Aber es gibt keinen apriori Grund, das zu denken, und viele Gründe, anders zu denken. Und solange diese Zellen diese Beta-Lactamase pumpen und diese Matten bauen, um über Wasser zu bleiben, sollten wir genau aufpassen.
