Nowe spojrzenie na pochodzenie zwierząt żywych społecznych

Przykłady eusocjalność dać przede wszystkim owady społeczne (mrówki, pszczoły, niektóre termity i inni), a ich podział zadań między różnymi członkami kolonii. Mimo długiej tradycji studiowania eusocjalność wyjaśnić jak mogła pojawić się w procesie ewolucji, to nie jest łatwe. Po odrzuceniu porzucenia własnych dzieci oraz poświęcenie swego życia opieki dla dzieci cudzych (altruizm) zaprzeczają idei doboru naturalnego. Tylko wybrane te cechy, które z pokolenia na pokolenie dziedziczone, ale jaki rodzaj dziedziczenia cech mogą być zaangażowane, jeśli zwierzęta nie opuszczają potomków. Trudność ta jest faktycznie już świadomi Darwin, są skłonni wierzyć, że jednostka wyboru u owadów społecznych nie jest osobą fizyczną, a kolonia tworząc wokół dając żeńskiego potomstwa.

William Hamilton (William Donald Hamilton, 1936-2000) - twórca teorii sprawności włącznie, jednej z największych teoretyków ewolucji drugiej połowie XX wieku. Zdjęcia z users.ox.ac.uk stronie Wideo: BBC Planeta ludzi prymitywnych Battle for Earth przeciwko Homo erectus Homo Sapiens

Ważnym krokiem w badaniu był dziełem eusocjalność John Haldane (John Haldane), Który w 1950 roku zaproponował, że pojawienie się altruizmem i jego skrajny wariant, w którym nie jest odrzucenie samoreprodukcji przez wzgląd na pomaganie innym, hodowcy, oparte na utrzymaniu bliskich, które mają wiele wspólnych genów z „dawcy”. W związku z powyższym, opiekę krewnych wlewa się do opieki nad przeniesieniem do następnego pokolenia i ich własnych genów. Później, idea „selekcji kin” (wybór kin) Został opracowany w szczegółach największy teoretyk ewolucyjny drugiej połowie XX wieku, William Hamilton (William Hamilton) Jak podano w popularnej formie Richard Dawkins w książce „Samolubny gen” i innych dzieł.

Aby oszacować cechy altruizmu, Hamilton wprowadził pojęcie „fitness” (włączniesiłownia inclusive), Który jest sumą własnego fitness „dawcy” (altruistyczny) i adaptacja kto ofiarą jest mnożona przez stopień pokrewieństwa. Geny altruizm przez dobór naturalny będzie utrzymywany zgodnie z tą teorią, jeżeli: R > c/b, gdzie R - stopień pokrewieństwa (powiązanie) - c - koszt (koszt), mierzone jako uszkodzenie reprodukcyjnego, że „dawca” (altruistyczny) dostaje się altruistyczne i aktom- b - zysk (korzyść), mierzony jako sukces reprodukcyjny uzyskanych przez tych, na których kierowane altruistyczne działania. Stopień pokrewieństwa jest zdefiniowana jako część genów wspólnych „dawca” i altruizmowi odbiorczego. Na przykład, altruizm być korzystne, jeśli zysk uzyskany brata lub siostrę, co najmniej dwa razy większa niż altruista kosztów (R = 1/2). Aw przypadku kuzynów - osiem razy (R = 1/8). Przykład ten jest uznawany za Haldane, który zapytał, czy był gotów oddać życie za swojego brata, choć powiedział, że jest gotów zapłacić za dwóch braci lub ośmiu kuzynów.

Do niedawna najbardziej przekonującym argumentem przemawiającym za wyborem prawdziwy kin uznano wystąpienie eusocjalność niektórych Hymenoptera, jak mrówki i pszczoły. Geny odpowiedzialne za altruizm tych owadów może rozprzestrzeniać się łatwo ze względu na szczególny mechanizm determinacji płci, w którym mężczyźni rozwijają się z zapłodnione jaja zawierają haploidalną (pojedynczy) zestaw chromosomów, podczas gdy kobiety zawsze diploidalne (zawierający podwójny zestaw chromosomów). W takiej „Haplo-diploidalnej” mechanizm określania płci (haplodiploidalność determinacja płci) Córki otrzymują od ojca cały genom, a od matki - połowę. Siostry są w tym przypadku bardziej bliscy krewni (R = 3/4) niż córka przeciw matce (R = 1/2).

Obcinania liści mrówki - żywy przykład eusocial owadów o wyraźnym podział zadań między różnymi grupami osobników. w dół: Dużą zdolność do reprodukcji samicę ( „Królowa”) mrówka Atta vollenweideri Otoczony córkami - osób pracujących. osoby pracujące sexdens Atta Drag rzeźbiony fragmentów liści. Kawałki liści są dostarczane z aparatem ( „Grzyb Garden”), które służą jako podłoże dla grzybni, który jest stosowany w żywności (Na samym dole zdjęcie - mrówki cephalotes Atta). Zdjęcie © Bert H lldobler. Pokazano w powyższym artykule natura

Po pojawieniu się teoretycznego pracy połączenia Hamilton z eusocjalność determinacji płci Haplo-diploidalne został uznany za nie podlega wątpliwość dogmat, ale w rzeczywistości wiele faktów w tego dogmatu nie pasował. Na przykład, wiadomo było, że eusocjalność nie ogranicza się do niektórych Hymenoptera (mrówki, pszczoły), ale także przedstawiciele innych grup zwierząt, w którym wszystkie jednostki są diploidalne i nie mają Haplo-diploidalne mechanizm determinacji płci. Są to termity, niektóre chrząszcze, niektóre krewetki i nawet jeden gatunek ssaków - nagich szczurów mol. Obecność Haplo-diploidalne mechanizm determinacji płci samo w sobie nie gwarantuje eusocjalność rozwoju. Wiadomym jest, aby dziesiątki tysięcy gatunków błonkówek o podobnym sposobie określania płci, ale nie mają one jednocześnie żadnych oznak eusocjalność.

Autor omawia pracę natura, zakwestionował ważność danego Hamiltona z biologii ewolucyjnej teorii matematyki, Martin Nowak (od lewej) A Korin Tarnuta i myrmekologia największym i jednym z założycieli sotsiobiologii Edward Wilson. Wszyscy pracują na Uniwersytecie Harvarda. Zdjęcie © Stephanie Mitchell / Harvard Personel Fotograf z news.harvard.edu miejscu

Trudności napotykane przez teorię Hamilton, stała się ostatnio przedmiotem szczegółowej analizy krytycznej podejmowane przez naukowców z Harvard University - matematycy Martin Nowak (Martin A. Nowak) I Corina Tarnita (Corina E. Tarnita), wytworzono we współpracy z największym myrmekologia (Specjalista mrówki), a wraz z tym twórcy socjobiologii Edward Wilson (Edward O. Wilson). W artykule opublikowanym w czasopiśmie natura, Badacze ci są bardzo kategorycznie stwierdził, że teoria „przydatności integracyjnego” - nic więcej niż prywatnym modelu matematycznego, z którego powinny być opuszczone, ponieważ ma szereg poważnych ograniczeń. Ponadto wszystkie rozważenie przyczyn eusocjalność teoria ta faktycznie ogranicza się do oceny stopnia pokrewieństwa i altruista, który rozprzestrzenia się na altruizm. W obszernym dodatku do jego artykułu, Novak i jego współautorów opracowania ogólne podejście matematyczne na podstawie standardowej teorii doboru naturalnego i wolne od wielu nierealistycznych założeń teorii Hamiltona. Autorzy omawiają operacja formacja eusocjalność wydzielają kilka etapów lub etapów.

Pierwszy etap - tworzenie grup osób w populacji, którzy z różnych powodów są utrzymywane razem w ograniczonym obszarze, a zatem jest ściśle w kontakcie ze sobą. Większość z tych grup tworzą okazy znajdujące się w jednym gnieździe (lub dziury), które zbiera się wokół wspólnego źródła żywności lub popełnić wspólne migracji (często - następujące lidera). Ważne jest to, że nie było po prostu bycia razem na pewnym etapie ich cyklu życia (np pisklęta w gnieździe), ale również próbuje współpraca w ochronie gniazdo lub żywności źródła. Takie próby, prawie zawsze znaleźć zwierzęcia z elementami eusocjalność. Przykładami mogą być pewne osy i pszczoły, mszyce Colonial, wciornastków, krewetki i nagie koparki. Większość z tych eusocial zwierząt tworzących grupę zaczyna się zapłodnione samice (Hymenoptera) lub parą dojrzałych osobników. Teoria „fitness inclusive” wymagana jest obecność pokrewieństwa między osobami nawiązanie współpracy, a co za tym idzie - możliwość wyboru krewnych. Jednakże, jako autorów nowej koncepcji, Pokrewieństwo to raczej skutek niż przyczyna eusocjalność. W początkowych etapach tworzenia eusocjalność nie jest obowiązkowe.

Drugi etap - nagromadzenie cech, które sprawiają, że przejście do eusocjalność bardziej prawdopodobne. ten rodzaj "Pre-adaptacja" styl życia publicznego pojawiają konwencjonalnym doboru naturalnego, działającego na poziomie jednostek hotelowych (zamiast grup). Przykładem może być budowa żeńskiego gniazda, które następnie będzie chronić. Niektóre pszczoły, wiodący samotne życie, elementy eusocial zachowań powstają, jeżeli w trakcie eksperymentu kilka osób umieścić w małej zamkniętej przestrzeni. Wtedy jedna pszczoła zaczyna powtarzać co drugi robi, są połączone przez trzeci, i tak dalej. D. Podział pracy między różnymi jednostkami, jak widać, pojawia się jako rozszerzenie algorytmu zachowania odrębnej jednostki. Wiadomym jest, że pojedyncza pszczoła wykonuje pierwszy etap prac, a jedynie zakończeniu przenosi do następnego. Wraz z rozwojem eusocjalność algorytm ten jest pokazany na tym, że ludzie zaczynają unikać wykonywania prac, które zrobili inni. Jest oczywiste, że pszczoły i osy, jak to było „likwidacji” do takiego podziału pracy zbiorowej, a więc wystarczy kliknąć na spuście, aby uruchomić szybkie przejście do eusocjalność. W Hymenoptera jest kolejnym ważnym preadaptacja do eusocjalność, czyli troska o przyszłe świadczenia potomków - budowy gniazda, aby nakarmić przesyłki (na przykład, sparaliżowana ofiara), jaj w komórce, która ma już pokarm dla larw przyszłości. W kolejnym etapie - ochrony larw, a czasami jej piersi.

Niektóre zwierzęta, które nie należą do eusocial, ale pokazujące elementy zachowań społecznych. - grupa krewetek synalpheus, żyjących w jamie w gąbce. Big hodowla żeński otoczony osób pracujących. Jeden krewetki pracy strzeże wejście do wnęki zajmowane pasmo. b - pszczoły lasioglossum duplex, składają jaja w specjalnie wykopanych norach. c - dorosłe chrząszcze Pselaphacus z rodziną grzyb (Zadrzewkowate), co prowadzi do ich larwy grzybów, które będą im służyć żywności. We wszystkich trzech przypadkach, zwierzęta są trzymane oddzielnie grupy, które mogą być uznane jako niezbędny warunek rozwoju eusocjalność. Obraz artykule przedmiotem dyskusji natura Film: Tajemnica błękitnej krwi. Znak smoka rasa

Trzeci etap - pojawienie się w wyniku mutacji lub rekombinacji specyficznych genów odpowiedzialnych za utrzymanie grupy. W „preadapted” Hymenoptera, tylko jedna mutacja, która anuluje poprzednie polecenie. Na przykład, dojrzałych kobiet i jej potomstwo wyrośli się w starym gnieździe, rezygnując z ugody. Chociaż jest to geny odpowiedzialne za eusocjalność, nie wiemy, niektóre geny, które zmieniają zachowanie mrówek, są opisane.

Film: Filmy dokumentalne

Ścieżka od jednego do kolonialnego stylu życia. - część gnieździe os Synagris cornuta: w dół przekrój pokazujący kobieta, która karmi larwy kawałek gusenitsy- w tym czasie kierowca Osprynchotus gwałciciel On siedzi na zewnątrz i czeka na odpowiedni moment do ataku larwy osy. b - kolonia osy Polistes crinitus, wykazując cechy eusocjalność. Osoby pracujące w tym przypadku działać wspólnie, mogą skutecznie chronić gniazdo i karmić larwy. Zdjęcie © Robert Jeanne artykułu przedmiotem dyskusji natura

Czwarty etap - pojawienie się fundamentalnie nowych (wschodzących) objawy wynikające z interakcji jednostek w osadzie. Znaki te stają się ważne, wybór obiektów. Autorzy zauważają, że różnice w rolach hodowli i zakaz hodowli potomstwo rodziców nie może być określona przez różne geny, a fenotyp różnych realizacji tych samych genów, w zależności od warunków zewnętrznych. Kolonia może być traktowane jako niezależne jednostki, pewnego rodzaju „super-organizm”.

Piąty i ostatni etap - selekcja na poziomie kolonii, która jest w najbardziej zaawansowanych gatunków eusocial można zmienić, a cykl życia i kasta systemu.

Autorzy nie mają wpływu na ludzkie zachowania społeczne, ale zauważ, że, oczywiście, istnieją pewne podobieństwa między ewolucją zwierząt eusocjalność i te obserwowane w społeczeństwie ludzkim.