O nouă privire la originea animalelor vii sociale

Exemplele eusociality dau în primul rând insecte sociale (furnici, unele albine, termite și altele), cu diviziunea lor a responsabilităților între diferiții membri ai coloniei. În ciuda o lungă tradiție de a studia eusociality, explica modul în care ea ar putea să apară în procesul de evoluție, nu este ușor. După respingerea abandonarea propriilor copii, precum și dedicarea lui grija de viata pentru copii altor oameni (altruism) contrazice ideile de selecție naturală. selectat numai acele caracteristici care, din generație în generație moștenite, dar ce fel de moștenire de trăsături pot fi implicate, în cazul în care animalele nu lasă descendenți. Această dificultate este de fapt deja conștient de Darwin, sunt înclinați să creadă că unitatea de selecție în insecte sociale nu este un individ, iar colonia de formare în jurul valorii de a da puilor de sex feminin.

William Hamilton (William Donald Hamilton, 1936-2000) - creatorul teoriei de fitness inclusiv, unul dintre cei mai mari teoreticieni evolutive din a doua jumătate a secolului al XX-lea. Fotografii de pe site-ul users.ox.ac.uk Video: BBC Planet oameni primitivi lupta pentru Pământ împotriva Homo erectus Homo sapiens

Un pas important în cadrul studiului a fost opera eusociality John Haldane (John Haldane), Care în 1950 a sugerat că apariția altruismului și varianta sa extremă în care există respingerea autoreproducere de dragul de a ajuta pe alții, crescătorii, bazate pe menținerea rudelor apropiate care au multe gene comune cu un „donator“. Prin urmare, îngrijirea rudelor turnat în grija transferului la urmatoarea generatie si propriile gene. Mai târziu, ideea de „selecție rude“ (selecție rude) A fost dezvoltat în detaliu cel mai mare teoretician evolutiv din a doua jumătate a secolului al XX-lea, William Hamilton (Hamilton william), Așa cum este prezentat într-o formă populară Richard Dawkins în cartea sa „Gena egoistă“ și alte lucrări.

Pentru a cuantifica caracteristicile altruismului, Hamilton a introdus conceptul de „de fitness inclusiv“ (fitness inclusiv), Care este suma lor proprii de fitness „donator“ (altruist) și adaptarea care victima este multiplicată cu gradul de rudenie. Genele Altruism prin selecție naturală vor fi păstrate în conformitate cu această teorie, în cazul în care: R > c/b, unde R - gradul de înrudire (înrudire) - c - costul (costul), măsurat ca un prejudiciu de reproducere care „donator“ (altruist) devine el însuși altruist și aktom- b - câștig (beneficiu), măsurată ca succesul reproductiv obținut de către cei pe care regia act altruist. Gradul de înrudire este definită ca fracțiunea de gene comune „donator“ și altruismul receptor. De exemplu, altruismul fi avantajos, dacă câștigul obținut frate sau soră, cel puțin două ori mai mare decât costul altruistului (R = 1/2). Și în cazul veri - opt ori (R = 1/8). Acest exemplu este creditat cu Haldane, care a fost întrebat dacă el a fost gata să-și dea viața pentru fratele său, deși el a spus că era dispus să plătească pentru doi frați sau opt veri.

Până de curând, cel mai convingător argument în favoarea selecției reale rude a fost considerată apariția eusociality unele Hymenoptera, cum ar fi furnici și albine. Genele responsabile pentru altruismul acestor insecte se pot răspândi cu ușurință datorită mecanismului special de determinarea sexului in care masculii se dezvolta din ouă nefertilizate conțin haploid set (unic) de cromozomi, in timp ce femelele întotdeauna diploid (care conține un set dublu de cromozomi). Într-o astfel „haplo-diploide“ Mecanismul sexare (Sistemul determinarea sexului haplodiploid) Fiice primesc de la tatăl său întregul genom, iar de la mama sa - jumătate. Surorile sunt, în acest caz, mai multe rude apropiate (R = 3/4) decât fiica împotriva mamei (R = 1/2).

furnici frunze de tăiere - un exemplu viu al insectelor eusocial cu o diviziune distinctă a muncii între diferitele grupuri de indivizi. jos: O mare capacitate de a reproduce feminin ( „Regina“) furnica Atta vollenweideri Înconjurat de fiicele sale - persoane care lucrează. persoanele care lucrează sexdens Atta trageți fragmente de frunze sculptate. Piesele de frunze sunt livrate camerei ( „ciuperci Garden“), care servesc ca substrat pentru miceliu de ciuperci, care este utilizat în produsele alimentare (la fotografie foarte jos - furnici cephalotes Atta). Foto © Bert H lldobler. Se arată în articolul de mai sus, în natură

După apariția lucrării teoretice a legăturii Hamilton cu determinarea sexului haplo diploide eusociality a fost considerat ca nu este supusă la întrebarea dogmă, dar, de fapt, o serie de fapte în această dogmă nu se potrivea. De exemplu, era cunoscut faptul că eusociality nu se limitează la unele Hymenoptera (furnici, albine), dar și reprezentanți ai altor grupuri de animale, în care toți indivizii sunt diploide și nu au nici un mecanism de determinare a sexului haplo diploide. Acestea sunt termitele, niște cărăbuși, creveți și chiar o specie de mamifere - orbetele gol. Mecanismul de determinare a sexului prezenței haplo-diploide în sine nu garantează eusociality de dezvoltare. Este cunoscut de zeci de mii de specii de himenoptere cu o metodă similară de determinare a sexului, dar ei nu au, în același timp, nici un semn de eusociality.

Autorul discută lucrarea natură, a pus la îndoială validitatea teoriei lui Hamilton de matematică în cauză cu biologia evoluționistă, Martin Nowak (cea mai din stânga) Și Korin Tarnuta și cel mai mare myrmecology si unul dintre fondatorii sotsiobiologii Edward Wilson. Ei lucrează toate de la Universitatea Harvard. Foto © Stephanie Mitchell / Harvard Personal Fotograf cu site-ul news.harvard.edu

Dificultățile cu care se confruntă teoria Hamilton, a devenit recent obiectul unei analize critice detaliate efectuate de oamenii de stiinta de la Universitatea Harvard - matematicieni Martin Nowak (Martin A. Nowak) Și Corina Tarnita (Corina E. Tarnita), au fost realizate în colaborare cu cele mai mari myrmecology (Un specialist în furnici), și, împreună cu fondatorul sociobiologia Edward Wilson (Edward O. Wilson). Într-un articol publicat în revista natură, Acești cercetători au arătat foarte categoric că teoria „de fitness inclusiv“ - nimic mai mult decât un model matematic privat, de la care ar trebui să fie abandonate, deoarece are o serie de limitări serioase. În plus, toate luarea în considerare a cauzelor eusociality acestei teorii se reduce de fapt la evaluarea gradului de rudenie și altruiste pe care se raspandeste altruismul. Într-o anexă extinsă la articolul său, Novak și co-autori să dezvolte o abordare matematică generală bazată pe teoria standard a selecției naturale și libere de mai multe ipoteze nerealiste ale teoriei lui Hamilton. Autorii discuta despre operațiunea de formare a eusociality secreta mai multe etape, sau etape.

Prima etapă - formarea unor grupuri de indivizi din populație care, din diverse motive sunt ținute împreună într-o zonă limitată și, prin urmare, este strâns în contact unele cu altele. Cele mai multe dintre aceste grupuri formează specimene situate într-un singur cuib (sau gaura), care colecteaza in jurul sursa de alimente comune sau comit comune privind migrația, (de multe ori - ca urmare a liderului). Este important ca nu a fost doar stau împreună la un anumit stadiu al ciclului lor de viață (de exemplu, pui în cuib), dar, de asemenea, încearcă să cooperarea în protecția sursei cuib sau alimente. Astfel de încercări, vom găsi aproape întotdeauna animalul cu elemente eusociality. Exemple pot fi unele viespi si albine, afide coloniale, tripși, creveți și sapatator goale. Cele mai multe dintre aceste animale eusocial care formează un grup începe cu o femele fertilizate (Hymenoptera) sau o pereche de indivizi maturi. Teoria „de fitness inclusive“ este necesară prezența înrudire între indivizi care intră în cooperare și, în consecință - posibilitatea de selectie rude. Cu toate acestea, după cum autorii noului concept, Rudenia este mai degrabă o consecință, mai degrabă decât o cauză a eusociality. În stadiile inițiale ale eusociality formării nu este obligatorie.

Cea de a doua etapă - acumularea de caracteristici care fac trecerea la eusociality mai probabil. acest tip "Pre-adaptare" stilul de viață publică apar prin selecție naturală convențională, care acționează la nivelul persoanelor hoteliere (mai degrabă decât grupuri). Un exemplu ar fi construirea unei prize de sex feminin, care apoi îl va proteja. Unele albine, care duc o viață solitară, elemente de comportament eusocial apar, în cazul în care, în cursul experimentului câțiva indivizi pus într-un spațiu mic închis. Apoi, o albină începe să se repete ceea ce celălalt este de a face, ele sunt unite printr-o a treia, și așa mai departe. D. diviziunea muncii între persoane diferite, aparent, apare ca o extensie a unui algoritm de comportament al unui individ separat. Este cunoscut faptul că o singură albină efectuează o primă etapă a lucrării, și doar terminat se va trece la următorul. Odată cu dezvoltarea eusociality acestui algoritm este prezentat în faptul că indivizii încep să se evite a face munca pe care au făcut alții. Este evident că albinele și viespile, așa cum au fost „lichidare“, la o astfel de diviziune colectivă a muncii și, prin urmare, trebuie doar să faceți clic pe butonul declanșator pentru a începe tranziția rapidă la eusociality. În Hymenoptera există o altă preadaptation importantă pentru eusociality, și anume preocuparea pentru furnizarea viitoare a descendenților - construirea cuib, pentru a alimenta de livrare (de exemplu, o victimă paralizat), depunerea ouălor într-o celulă care are deja hrană pentru larvele viitorului. În următoarea etapă - protecția larvelor, și, uneori, pieptul ei.

Unele animale care nu fac parte din eusocial, dar care prezintă elementele de comportament social. o - un grup de crevete Synalpheus, care trăiesc în cavitatea în burete. de sex feminin de reproducere mare, înconjurat de persoane care lucrează. Un lucru creveți păzește intrarea în nișa ocupată de bandă. b - albine duplex lasioglossum, depun ouăle în vizuini special săpate. c - gândaci adulți Pselaphacus din familia fungus (Erotylidae), ceea ce duce la larvele lor ciupercile, care le va servi mâncare. În toate cele trei cazuri, animalele sunt ținute grupuri izolate, care pot fi considerate ca fiind o condiție necesară pentru dezvoltarea eusociality. Imaginea articolului în discuție în natură Video: Secret de sânge albastru. cursă dragon Sign

A treia etapă - aspect prin mutație sau recombinare a genelor specifice responsabile pentru menținerea grupului. De „preadapted“ Hymenoptera, doar o singură mutație, ceea ce ar anula comanda anterioară. De exemplu, femela matură și puii ei au crescut să fie în cuib vechi, renunțând la decontare. Desi este genele responsabile pentru eusociality, noi nu știm, unele dintre gene care schimba comportamentul de furnici, sunt descrise.

Video: Filme documentare

Calea de la Single la stilul de viață colonial. o - o parte din cuib de viespi Synagris cornuta: jos secțiune care arată de sex feminin care alimentează larva unei piese gusenitsy- în acest moment călăreț Osprynchotus violator El este așezat afară și așteptând un moment oportun pentru a ataca larva viespe. b - o colonie de viespi Polister crinitus, demonstrând caracteristicile eusociality. persoanele care lucrează în acest caz acționează împreună pot proteja cu succes priza și pentru a alimenta larve. Foto © Robert Jeanne de articol în discuție în natură

A patra etapă - apariția fundamental noi semne (emergente) care rezultă din interacțiunea indivizilor într-o colonie. Aceste semne devin importante de selecție a obiectelor. Autorii act de faptul că diferențele în rolurile de reproducție și non-reproducere puii de părinți nu pot fi determinate prin diferite gene, iar fenotipul diferite de punere în aplicare a acelorași gene, în funcție de condițiile externe. Colonia poate fi considerată ca o persoană independentă, un fel de „super-organism“.

A cincea și ultima etapă - selecția la nivel de colonie, care se află la cele mai avansate specii eusocial se pot schimba și sistemul de ciclu de viață și de castă.

Autorii nu afectează comportamentul social uman, dar observați că, desigur, există anumite paralele între evoluția animalelor eusociality și cele observate în societatea umană.