Sozialverhalten und Verwandtenselektion

Viele Tiere leben in Gruppen und helfen sogar anderen auf eigene Kosten; die Verwandtenselektion erklärt, wie sich solch scheinbarer Altruismus entwickeln kann, wenn er Verwandten zugutekommt, die die Gene des Helfers teilen.

Definition

Sozialverhalten ist die Interaktion zwischen Mitgliedern derselben Art, die zusammenleben, und Verwandtenselektion ist der evolutionäre Prozess, durch den Verhaltensweisen, die genetischen Verwandten helfen, bevorzugt werden, weil sie die inklusive Fitness des Akteurs erhöhen.

Scope

Dieses Thema behandelt die Evolution des sozialen Lebens und der Kooperation, mit besonderem Augenmerk auf altruistisches Verhalten, bei dem ein Tier seine eigene Reproduktion reduziert, um anderen zu nützen. Es führt die inklusive Fitness und Hamiltons Regel ein, die Erklärung des Altruismus durch Verwandtenselektion, und wendet diese Ideen auf Phänomene wie Alarmrufe, kooperative Brutpflege und die extreme Sozialität von sozialen Insekten an. Es werden auch Reziprozität und die anhaltende Debatte über die Ebenen, auf denen Selektion wirkt, behandelt.

Core questions

• Wie kann sich Verhalten entwickeln, das die eigene Reproduktion eines Individuums verringert?
• Was besagt Hamiltons Regel darüber, wann Altruismus begünstigt wird?
• Wie erklärt die Verwandtenselektion Alarmrufe, Hilfe am Nest und soziale Insekten?
• Welche Rolle spielen Reziprozität und gegenseitiger Nutzen in der Kooperation?

Key theories

Inklusive Fitness und Hamiltons Regel

Die inklusive Fitness eines Tieres umfasst Effekte auf die Reproduktion von Verwandten, gewichtet nach dem Verwandtschaftsgrad; Altruismus wird begünstigt, wenn der nach Verwandtschaft gewichtete Nutzen für die Empfänger die Kosten für den Akteur übersteigt, ausgedrückt als rb größer als c.

Wege zur Kooperation

Kooperatives und altruistisches Verhalten kann durch Verwandtenselektion unter Verwandten sowie durch Reziprozität und gegenseitigen Nutzen unter Nicht-Verwandten begünstigt werden, was komplementäre Erklärungen für die Evolution des sozialen Lebens liefert.

Mechanisms

Da Verwandte Gene durch gemeinsame Abstammung teilen, kann sich ein Gen, das die Hilfe für Verwandte fördert, ausbreiten, wenn die Hilfe die Reproduktion derjenigen erhöht, die wahrscheinlich Kopien desselben Gens tragen. Hamiltons Regel formalisiert dies: Eine altruistische Handlung wird begünstigt, wenn der Nutzen für den Empfänger, multipliziert mit dem Verwandtschaftskoeffizienten zwischen Akteur und Empfänger, die Kosten für den Akteur übersteigt. Diese Logik erklärt Alarmrufe zur Warnung von Verwandten, Helfer, die auf eigene Fortpflanzung verzichten, um Geschwister aufzuziehen, und die sterilen Arbeiterkasten von sozialen Insekten, deren ungewöhnliche Genetik Arbeiterinnen in hohem Maße mit den von ihnen aufgezogenen Nachkommen verwandt machen kann. Unter nicht verwandten Individuen kann Kooperation stattdessen durch Reziprozität aufrechterhalten werden, wobei Hilfe im Laufe der Zeit erwidert wird.

Clinical relevance

Die Theorie der sozialen Evolution beeinflusst den Schutz von gruppenlebenden und kooperativ brütenden Arten, das Management von sozialen Insekten, die für Bestäubung und Schädlingsbekämpfung wichtig sind, und ein breiteres Verständnis der Kooperation in biologischen Systemen. Dies ist ein pädagogischer Kontext, keine klinische Beratung.

History

W. D. Hamiltons Theorie der inklusiven Fitness von 1964 lieferte die genetische Grundlage für die Evolution des Altruismus und löste ein langjähriges Rätsel, das Darwin bezüglich steriler Insektenkasten aufgeworfen hatte. Robert Trivers erweiterte den Rahmen 1971 um den reziproken Altruismus, und E. O. Wilsons Synthese der Soziobiologie von 1975 brachte diese Ideen in die Untersuchung des Sozialverhaltens bei Tieren ein, was zu anhaltender Forschung und Debatte führte.

Debates

Verwandtenselektion versus Gruppen- und Mehrebenenselektion

Obwohl die Theorie der inklusiven Fitness weit verbreitet ist, wurde der beste Rahmen zur Erklärung von Kooperation, insbesondere der Evolution der Eusozialität, zwischen Verwandtenselektions- und Gruppen- oder Mehrebenenselektionsansätzen diskutiert.

Key figures

• W. D. Hamilton
• Robert Trivers
• E. O. Wilson
• George Williams

Seminal works

• hamilton1964
• alcock2019

Frequently asked questions

Was ist Hamiltons Regel?

Hamiltons Regel besagt, dass altruistisches Verhalten durch Selektion begünstigt wird, wenn der Nutzen für den Empfänger, gewichtet mit der genetischen Verwandtschaft zwischen Akteur und Empfänger, größer ist als die Kosten für den Akteur, geschrieben rb größer als c.

Warum vermehren sich Arbeiterbienen nicht?

Sterile Arbeiterinnen ziehen die Nachkommen ihrer Königin auf, die ihre engen Verwandten sind; indem sie hochverwandte Schwestern aufziehen, können sie Kopien ihrer eigenen Gene verbreiten, was nach der Verwandtenselektion gegenüber der eigenen Fortpflanzung begünstigt werden kann.