Novi pogled na podrijetlo društvenih živih životinja

Primjeri eusocijalnost dati prije svega socijalni insekti (Mravi, neke pčele, termiti i neki drugi), s njihovom podjelom odgovornosti između različitih članova kolonije. Unatoč dugoj tradiciji proučavanja eusocijalnost, objasniti kako je mogla pojaviti u procesu evolucije, to nije lako. Nakon odbacivanja napuštanja svoje djece, i posvete svoje životne brige za djecu tuđe (altruizam) u suprotnosti ideje prirodne selekcije. Samo odabrani one značajke koje iz generacije u generaciju naslijeđene, ali kakva nasljeđivanja osobina mogu biti uključeni, ako životinje ne ostavljaju potomke. Ovaj problem je zapravo već svjesni Darwina, su skloni vjerovati da je jedinica selekcije u društvenim insekata nije pojedinac, a koloniziranja oko davanja žensko potomstvo.

William Hamilton (William Donald Hamilton, 1936-2000) - tvorac teorije inclusive fitness, jednim od najvećih evolucijskih teoretičara druge polovice dvadesetog stoljeća. Fotografije sa stranice users.ox.ac.uk Video: BBC Planet primitivni ljudi Bitka za Zemlju protiv Homo erectus Homo sapiens

Važan korak u istraživanju bilo je djelo eusocijalnost John Haldane (john Haldane), Koji je 1950. predložio da se pojava altruizma i njegova ekstremna varijanta u kojoj je odbacivanje samo-reprodukciju zbog pomaganja drugima, uzgajivače, temelji se na održavanju bliskih srodnika koji imaju mnogo zajedničkih gena s „donatora”. Prema tome, briga za rodbinu ulije u brizi za prijenos na sljedeće generacije i njihovim genima. Kasnije je ideja o „odabiru matičnih” (izbor rod) Je razvijen u detalje najveći evolucijski teoretičar druge polovice dvadesetog stoljeća, William Hamilton (william Hamilton), Kao što je navedeno u popularnom obliku Richard Dawkins u svojoj knjizi „Sebični gen” i druga djela.

Kvantificirati karakteristike altruizam, Hamilton je uveo pojam „inclusive fitness” (uključujući fitness), Koji je zbroj vlastite fitness „donatora” (altruistična) i adaptacija tko žrtva množi se stupnjem srodstva. Altruizam geni prirodnom selekcijom će se održavati u skladu s ovom teorijom, ako: R > c/b, gdje R - stupanj srodnosti (povezanosti) - c - trošak (cijena), mjerena kao reproduktivni šteta da je „donator” (altruistična) dobiva sam nesebičan i aktom- b - dobitak (korist), mjerena kao reproduktivne uspješnosti od onih na koje usmjerava altruistično čin. Stupanj srodnosti definira se kao frakcija gena uobičajene u „donora” i altruizam primatelja. Na primjer, altruizam biti korisno, ako je korist pribavljena brata ili sestru, najmanje dva puta veća od cijene Altruist (R = 1/2). I u slučaju rođaka - osam puta (R = 1/8). Ovaj primjer je zaslužan Haldane, koji je upitao je li spreman dati svoj život za svog brata, iako je rekao da je spreman platiti za dva brata ili osam rođaka.

Donedavno je najuvjerljiviji argument u prilog odabiru pravi matičnih smatralo pojava eusocijalnost neki Hymenoptera, poput mrava i pčela. Geni odgovorni za altruizam tih insekata mogu širiti lako zbog posebnog mehanizma određivanja spola u kojoj mužjaci razvijaju iz Neđubreni jaja sadrže haploidne (jednokratno) set kromosoma, dok su ženke uvijek diploidne (sadrži dvostruku set kromosoma). U takvom „haplo-diploidne” mehanizma određivanje spola (haplodiploid sustav seks-određivanje) Kćeri dobiti od svog oca cijeli genom, a od majke - pola. Sestre su u ovom slučaju više bliskih srodnika (R = 3/4) nego kćer od majke (R = 1/2).

Leaf-rezanje mrave - zoran primjer eusocial insekata s posebnim podjelu rada između različitih skupina pojedinaca. dolje: Velika sposobnost razmnožavanja žensko ( „Kraljica”) mrav Atta vollenweideri Okružen svojim kćerima - radno pojedinaca. rade pojedinci Atta sexdens povuci urezana fragmente lišća. Komadići listova dostavljaju se na fotoaparat ( „gljiva vrt”), koji služe kao supstrat za gljive micelija koji se koristi u hrani (na samom dnu fotografije - mravi Atta cephalotes). Fotografija © Bert H lldobler. Prikazano u gornjem članku u priroda

Nakon nastupa u teorijskom radu Hamilton vezi s eusocijalnost haplo diploidni određivanje spola bio smatran ne podliježe pitanje dogmu, ali u stvari niz činjenica u ovoj dogmi nije odgovarao. Na primjer, bilo je poznato da eusocijalnost nije ograničena samo na neke Hymenoptera (mrava, pčela), ali i predstavnici drugih skupina životinja u kojoj svi pojedinci diploidne i nemaju haplo diploidni određivanje spola mehanizam. To su termiti, neki kornjaši, neke škampi, pa čak i jedna vrsta sisavaca - gola krtica rat. Prisutnost haplo diploidni utvrđivanje spola mehanizam sam po sebi ne jamči razvoj eusocijalnost. Poznato je da je nekoliko desetaka tisuća vrsta Hymenoptera sa sličnom metodom određivanja spola, ali oni nemaju u isto vrijeme bez znakova eusocijalnost.

Autor raspravlja o radu priroda, pitanje valjanost Hamiltonove teorije matematike bavi evolucijske biologije, Martin Nowak (Krajnje lijevo) I Korin Tarnuta i mirmekologija najveći i jedan od osnivača sotsiobiologii Edwarda Wilsona. Svi oni rade na Sveučilištu Harvard. Fotografija © Stephanie Mitchell / Harvard Osoblje fotograf sa news.harvard.edu stranice

Teškoće s kojima se suočavaju teorije Hamilton, nedavno je postao predmet detaljne kritičke analize poduzete od strane znanstvenika na Sveučilištu Harvard - matematičari Martin Nowak (Martin A. Nowak) I Corina Tarnita (Corina E. Tarnita), a izrađene su u suradnji s najvećim mirmekologija (Stručnjak u mrava), a zajedno s osnivačem sociobiologija Edward Wilson (Edward O. Wilson). U članku objavljenom u časopisu priroda, Ovi istraživači su vrlo kategorički izjavio da je teorija „inclusive fitness” - ništa više od privatnog matematičkog modela, od kojih treba napustiti jer ima niz ozbiljnih ograničenja. Osim toga, svi razmatranje uzroka eusocijalnost ova teorija zapravo svodi na procjeni stupnja srodstva i Altruist na koji altruizam širi. U opsežnom prilogu svom članku, Novak i njegovi koautori razviti opći matematički pristup temeljen na standardnoj teoriji prirodne selekcije, i bez mnogo nerealnih pretpostavki teorije Hamilton. Autori raspravljaju rad formiranje eusocijalnost lučiti nekoliko faza ili koraka.

Prva faza - formiranje skupina pojedinaca u populaciji koji, zbog raznih razloga se drže zajedno u ograničenom području i stoga je usko u kontaktu jedni s drugima. Većina tih grupa čine primjerci se nalaze u jednom gnijezdu (ili rupe) koji prikuplja oko zajedničkog izvora hrane ili počiniti zajednički migracije (često - sljedeće vođa). Važno je da to nije bio samo borave zajedno u nekoj fazi svog životnog ciklusa (npr pilića u gnijezdu), ali i pokušaji da se suradnja u zaštiti gnijezda ili hrane izvora. Takvi pokušaji, mi gotovo uvijek pronaći životinju s elementima eusocijalnost. Primjeri mogu biti neke ose i pčele, kolonijalnih lisne uši, tripsa, rakova i goli kopača. Većina tih životinja eusocial tvore skupinu započinje s oplođena žena (Hymenoptera) ili parom zrelih pojedinaca. Teorija „inclusive fitness” potrebna je prisutnost srodstva između pojedinaca koji ulaze u suradnju, a time i - mogućnost odabira roda. Međutim, kako autori novog koncepta, Srodstvo je prilično posljedica, a ne uzrok eusocijalnost. U početnim fazama nastajanja eusocijalnost to nije obavezno.

Druga faza - akumulacija značajki koje čine prijelaz na eusocijalnost vjerojatnije. ova vrsta "Pre-adaptacija" javnosti života pojavljuju se uobičajenim prirodnim odabirom, djelujući na razini hotelskih pojedinaca (a ne grupe). Primjer bi bio izgradnja ženskog utičnicu, koja onda će zaštititi. Neke pčele, vodeći osamljeni život, elementi eusocial ponašanja nastati, ako se u toku eksperimenta nekoliko pojedinaca staviti u malom skučenom prostoru. Tada jedan pčela počinje ponavljati ono što drugi radi, oni su se pridružili i treći, i tako dalje. D. Podjela rada između različitih pojedinaca, navodno, pojavljuje se kao produžetak algoritam ponašanja posebnog pojedinca. Poznato je da jedna pčela obavlja prvu fazu rada, a završio samo se kreće na sljedeći. S razvojem eusocijalnost ovaj algoritam prikazan je u činjenici da su pojedinci počinju da se izbjegne rade posao koji su drugi učinili. Očito je da pčele i ose, kao što su „rana” na takav kolektivni podjele rada, a time i samo trebate kliknuti na okidaču za početak brzi prijelaz na eusocijalnost. U Hymenoptera postoji još jedan važan preadaptation da eusocijalnost, odnosno briga za buduće pružanje potomaka - izgradnju gnijezda, hraniti isporuke (na primjer, uzet žrtva), polaganje jaja u ćeliju koja već ima hrane za ličinke budućnosti. U sljedećoj fazi - zaštitu larvi, a ponekad i grudi.

Neke životinje koje ne spadaju u eusocial, ali pokazuju elemente socijalnog ponašanja. - skupina škampa Synalpheus, živi u šupljini unutar spužve. Veliki uzgoj ženka okružena rade pojedinci. Jedan radni škampi čuva ulaz u udubinu okupirana bend. b - pčele lasioglossum dupleks, polažu jaja u posebno iskopana jazbinama. c - odrasli kornjaši Pselaphacus iz obitelji gljiva (Erotylidae), što dovodi svoje ličinke u gljive, koje će služiti im hranu. U sva tri slučaja, životinje se drže izolirane skupine koje se mogu smatrati kao nužan uvjet za razvoj eusocijalnost. Slika u članku se raspravlja u priroda Video: Tajna plave krvi. Prijava zmaj utrka

Treća faza - nastup mutacije ili rekombinacijom specifičnih gena odgovornih za održavanje grupe. Na „preadapted” Hymenoptera, samo jedna mutacija koja će otkazati prethodnu naredbu. Na primjer, zrela žena i njezin potomak odrasli da se u starom gnijezdu, napuštanje naselja. Iako je geni odgovorni za eusocijalnost, ne znamo, neke od gena koje mijenjaju ponašanje mrava, opisani.

Video: Dokumentarni filmovi

Put od jednog do kolonijalnog stila života. - dio gnijezda osa Synagris cornuta: dolje pogled poprečnog presjeka koji prikazuje ženu koja hrani larva komad gusenitsy- u ovom trenutku jahač Osprynchotus kršitelj On je sjedio vani i čekajući povoljan trenutak za napad osa ličinke. b - kolonija ose Polistes crinitus, pokazujući značajke eusocijalnost. Radno pojedinaca u tom slučaju djeluju zajedno mogu uspješno zaštititi utičnice i hraniti ličinke. Fotografija © Robert Jeanne članka o kojima se raspravlja u priroda

Četvrta faza - pojava u osnovi nove (nastajanju) znakova koji proizlaze iz interakcije pojedinaca u koloniji. Ovi znakovi postaju važan izbor objekata. Autori navode da su razlike u ulogama uzgoja i ne-uzgoj potomci roditelja ne može se odrediti različitim genima, a fenotip različitih provedbi istih gena, ovisno o vanjskim uvjetima. Kolonija se može smatrati neovisnim pojedinac, neka vrsta „super-organizma”.

Peta i konačna faza - selekcija na razini kolonije, koja je u većini naprednih eusocial vrsta može promijeniti i sustav životni ciklus i kasta.

Autori ne utječu na ljudsko društveno ponašanje, ali primijetiti da, naravno, postoje određene paralele između evolucije eusocijalnost životinja i onih u ljudskom društvu.