Sukulaisuus ja sukulaisten auttaminen

Toisinaan kuulee sanottavan, että yksilöllä on 50 prosenttia vaikkapa oman isänsä geenejä. Toiset taas väittävät, että ihmisen geenit ovat 98,5 prosenttisesti samoja kuin simpansseilla. Miten tämä on mahdollista? Eikö oma isä muka ole läheisempää sukua kuin simpanssi? Kyse on luonnollisesti eri asioista, aivan kuten geenikin voidaan määritellä monella tavalla. Oletetaan, että meillä on kaksi kappaletta samaa keskiajalla käsinkirjoitettua (eli väistämättä jonkin verran erilaista) kirjaa. Tällöin voimme verrata niiden samankaltaisuutta monen eri asian suhteen. Missä määrin vaikkapa kirjan kappaleet tai luvut ovat identtisiä? Tai minkä verran sanat eroavat toisistaan? Tai yksittäiset kirjaimet?

Samalla tavoin on mahdollista päästä eri lukemiin geneettisen sukulaisuuden kohdalla. 50 prosenttia tai 98 prosenttia yhteistä eivät tarkoita mitään, jos ei ole määritelty verrattavien yksiköiden kokoa. Jos vaikkapa verrataan kokonaisia kromosomeja, yhteinen prosenttiosuus on nolla, koska pienikin ero missä tahansa kromosomin kohdassa tekee kromosomit erilaisiksi. Richard Dawkins kirjoittaa:

Usein mainittu luku noin 98 prosenttia ihmisen ja simpanssien yhteiselle geneettiselle materiaalille ei oikeastaan viittaa kromosomien lukuihin eikä kokonaisten geenien lukuihin, vaan DNA:n ”kirjainten” lukuihin (teknisesti emäspareihin), jotka vastaavat toisiaan ihmisen ja simpanssin vastingeeneissä. Tässä on kuitenkin sudenkuoppa. Jos geenit asetetaan rinnakkain naiivisti, puuttuva (tai lisätty) kirjain, ei niinkään virheellinen kirjain, johtaa siihen että seuraavat kirjaimet eivät vastaa toisiaan, koska tässä tilanteessa  kaikki siirtyvät yhden askeleen verran (siihen saakka että vastakkainen virhe palauttaa ne taas oikeaan tahtiin). On selvästi epäreilua päästää poikkeavuudet kasvamaan tällä tavalla.

Mikäli DNA:ta todellakin luettaisiin kuin piru Raamattua, lajien sukulaissuhteet jäisivät todella pieniksi. Oikeastaan tällöin tulisi mahdottomaksi verrata vaikkapa ihmistä ja simpanssia, koska niillä on jopa eri määrä kromosomeja. Mutta koska simpanssin geenien vastinpareja voidaan helposti löytää ihmiseltä – vaikka ne olisivatkin evoluutiossa ajautuneet eri kromosomeihin – vertailu on tehtävä menetelmällä, joka löytää nämä vastaavuudet. (Ihmisellä on 23 kromosomiparia ja simpansseilla ja gorillalla 24. Ihmisen kromosomi numero kaksi on simpanssilla kahtena osana.)

Yksi ratkaisu on verrata eri lajien DNA-rihmojen yhteensopivuutta samassa liuoksessa. Jos eri lajien rihmat ovat hyvin samanlaisia, niiden erottamiseen tarvitaan suurempia lämpötiloja. Ja jos rihmat ovat hyvin erilaisia kuten vaikkapa ihmisellä ja kengurulla, rihmat erkanevat toisistaan helpommin. Emäsparit ovat kuin vetoketju, joka on sitä heikompi, mitä enemmän siitä puuttuu hampaita. Toinen ja huomattavasti kalliimpi menetelmä on lukea geenien emäsjärjestys suoraan ja sitten verrata eri lajien kirjainjonojen samankaltaisuutta. Menetelmän kalleuden vuoksi tällöin on yleensä tyydyttävä pieniin osiin koko genomista.

Eri lajien välisissä sukulaisuuksissa on siis kyse DNA:n emäsjärjestyksen samankaltaisuudesta. Sitä voidaan kuvata kaaviolla, johon voidaan tarvittaessa mahduttaa vaikka kaikki maailman lajit. Menetelmän toimivuudesta kertoo se, että geneettisiä sukulaisuussuhteita koskeva aineisto on kiistatta osoittautunut yhteensopivaksi muunlaisten aineistojen kanssa (fossiilit, anatomiset erot jne.).

Puhuttaessa lajin sisäisestä sukulaisuudesta tarkoitetaan aivan eri asiaa. Sukulaisuutta mittaavat lukemat kertovat ainoastaan sen, millä todennäköisyydellä yksi geeni on periytymishistoriasta johtuen sama kuin vaikkapa isällä (50%) tai isoäidillä (25%). Näin esimerkiksi lapsen sukulaisuusprosentiksi omaan sisarpuoleensa saadaan 25 (sillä vain toinen vanhemmista on yhteinen). Mutta koska on kyse samasta lajista, eivätkö loputkin geenit ole hyvin pitkälti samanlaisia? Miten luonnonvalinta on muka voinut tuottaa lämpimät perhetunteemme, kun geneettiset erot ovat väkisinkin melko pieniä? Biologithan selittävät sukulaisavun evoluutiota nimenomaan jaettujen geenien avulla.

Kuvitellaan, että yksilöiden väliset erot ovat tavallista pienempiä. Populaatio on vaikkapa vahvasti sisäsiittoinen niin, että 99 prosenttia kenen tahansa geeneistä on identtisiä kenen tahansa muun geenien kanssa. Sukulaisten kautta toimiva luonnonvalinta toimii kuitenkin edelleen. Periytymisen kautta tulee aina varmasti samat geenit, mutta muut geenit ovat samoja vain 99 prosenttisesti. Kuinka paljon luonnonvalinta voi saada aikaan populaatiossa, jossa 99 prosenttia geeneistä on samanlaisia? Varmasti jonkin verran; vähemmän tietysti kuin jos geenit olisivat 90 prosenttisesti samanlaisia, ja enemmän, jos 99,9 prosenttia geeneistä olisi samanlaisia. Keskeistä on, että luonnonvalinnalla on mahdollisuus toimia, jos yksilöiden välillä vain on geneettisiä eroja. Ja pienetkin erot riittävät, jos tilaisuuksia ja aikaa on tarpeeksi.

Kun siis arvioidaan sukulaisaltruismin kautta leviävien geenien vaikutusta, pelkkä sukulaisuusprosentti ei riitä. Pitää huomioida myös populaation keskimääräinen sukulaisuusaste. Tämä laajennus on perusteltu, sillä jos populaatio on jo läheistä sukua (esim. sisäsiittoinen), perheenjäsenten suosimisesta koituu luonnonvalinnan silmissä yksilön geeneille vähemmän etua. Monesti onkin niin, että liikkuminen ryhmien välillä on sen verran rajoittunutta, että vuorovaikutuksessa olevat yksilöt ovat väistämättä geneettisesti samankaltaisia. Tästä syystä kokeellisen biologian harjoittajat joutuvat sukulaisuusarvioissaan käyttämään työläämpiä menetelmiä, niin kutsuttuja molekyylimarkkereita. Maallikoille ja aloitteleville biologeille taas useimmiten riittää yhteiseen edeltäjään perustuva sukulaiskerroin.

Toisinaan teoria sukulaisvalinnasta (kin selection) esitetään hieman virheellisesti väittämällä, että sukulaisvalinnan takia eläimillä olisi taipumus olla avuliaita niitä kohtaan, joilla on paljon samoja geenejä. Erhe perustuu usein laiskuuteen kuvata teoriaa kunnolla. On nimittäin selvää, että kun sukulaisvalinnan teoriaa sovelletaan avuliaisuuteen, se koskee vain ja ainoastaan avuliaisuuden takana olevia geenejä. Muilla geeneillä ei ole tässä tarkastelussa roolia. Useimmilta ihmisiltä ja monilta muiltakin lajeilta mitä ilmeisimmin löytyy esimerkiksi samat maksan kehittymistä ohjaavat geenit. Silti minun maksageenini eivät piittaa sinun maksageeniesi hyvinvoinnista.

Toisin sanoen sukulaiskerroin on yhteydessä altruismiin sen takia, että kerroin paljastaa, millä todennäköisyydellä nimenomaan altruismigeeni on yhteinen. Sukulaiskertoimen avulla voidaankin hyvin nähdä, että vaikkapa sisaruksia kohtaan tunnettu altruismi voi helposti kehittyä sukulaisvalinnan avulla, mutta että serkkuihin kohdistuvan altruismin kehittyminen on selvästi vaikeampaa. Sukulaisvalinnan tai siihen liittyvän kokonaiskelpoisuuden (inclusive fitness) teoria ei siis tarkoita, että yksilölle olisi kehittynyt taipumus uhrata henkensä yhdeksän serkkunsa puolesta, kuten joskus populaaristi vitsaillaan. Se kertoo vain, että luonnonvalinta voisi suosia sellaista käyttäytymistä ohjaavaa geeniä.

Pahimmilta väärinkäsityksiltä on helppoa välttyä, kun muistaa seuraavat seikat:

1) Teoria sukulaisuussuhteet huomioivasta luonnonvalinnasta ei varsinaisesti pyri kuvailemaan altruistista käyttäytymistä. Sukulaisvalinta ei siis ole psykologinen teoria.

2) ”Altruismigeeni” ei ohjelmoi yksilöä toimimaan älykkäästi altruismigeenin puolesta. Se vain määrittelee joitakin yleisiä käyttäytymissääntöjä, kuten esimerkiksi ”ruoki ammottavia kitoja pesässä, jossa elät”. Kun siis näemme eläinten suosivan sukulaisiaan, emme näe synnynnäistä altruismitaipumusta, joka perustuu eläimen tekemiin havaintoihin jaetuista geeneistä. Sen sijaan eläimet suorittavat ”ohjelmia”, jotka kehottavat altruismiin sellaisia yksilöitä kohtaan, jotka lajin evoluutiohistoriassa riittävän usein ovat olleet sukulaisia (tai vaihtoehtoisesti tehneet altruistille tai altruistin sukulaiselle vastapalveluksia, ks. alla). Sukulaisvalinta siis toimii, vaikka yksilö ei tietäisi omia sukulaisiaan: riittää, että se käyttäytyy kuin tämän tietäisi.

Koska omiin jälkeläisiin kohdistuvat tunteet ovat niin voimakkaita ja koska teoria vaikuttaa niin yksinkertaiselta, sukulaisvalinta voi tulla varomattomalle ajattelijalle liian houkuttelevaksi. Tällöin vaihtoehtoisia polkuja altruismin kehittymiseen ei kenties tule riittävästi pohdittua. Ache-intiaaneilla on esimerkiksi havaittu, että vaikka sukulaisia yleisesti ottaen suositaan ruoka-avun antamisessa, sellaiset sukulaiset saivat enemmän, jotka olivat aiemmin auttaneet kyseistä ruokakuntaa. Apu ei siis mennyt niille sukulaisille, joita se olisi eniten hyödyttänyt. Tämänkaltainen syrjivä altruismi selittyy sukulaisuuden sijasta vastavuoroisuudella, eli periaatteella ”raavi minun selkääni niin minä raavin sinun”. (Tätä aihetta tarkastellaan erityisen perusteellisesti Ihmisluonto –kirjassa).