Эволюция поведения и жизненного цикла
Эта область применяет эволюционную теорию к поведению и к срокам роста, размножения и смерти, объясняя такие черты, как сотрудничество, выбор партнера и продолжительность жизни, как результаты естественного отбора, влияющего на приспособленность.
Definition
Эволюция поведения и жизненного цикла — это исследование того, как естественный отбор формирует поведенческие стратегии и график рождения, роста, размножения и смерти. Она рассматривает поведение и черты жизненного цикла как адаптации, которые максимизируют приспособленность при наличии экологических и физиологических ограничений.
Scope
Эта область охватывает адаптивный анализ поведения и жизненного цикла: эволюцию социального поведения и альтруизма через родственный отбор, роль полового отбора в формировании систем спаривания и украшений, теорию жизненного цикла и ее компромиссы между размножением и выживанием, а также коэволюцию между взаимодействующими видами.
Sub-topics
Core questions
- Как альтруистическое и кооперативное поведение может развиваться в условиях естественного отбора?
- Как половой отбор приводит к появлению сложных украшений и брачного поведения?
- Какие компромиссы определяют эволюцию черт жизненного цикла, таких как возраст полового созревания и продолжительность жизни?
- Как взаимодействующие виды эволюционируют в ответ друг на друга посредством коэволюции?
Key theories
- Совокупная приспособленность и родственный отбор
- Альтруизм может развиваться, когда репродуктивные издержки для актора перевешиваются выгодами для родственников, взвешенными по степени родства, как это отражено в правиле Гамильтона, расширяющем понятие приспособленности для включения влияния на родственников.
- Теория жизненного цикла
- Поскольку ресурсы ограничены, организмы сталкиваются с компромиссами между ростом, размножением и выживанием, и отбор оптимизирует график этих распределений для максимизации репродуктивного успеха на протяжении всей жизни.
Mechanisms
Поведенческие черты и черты жизненного цикла развиваются по мере того, как естественный отбор действует на их последствия для приспособленности. Социальное поведение анализируется через совокупную приспособленность (inclusive fitness), когда помощь родственникам может способствовать распространению общих по происхождению генов, и через теорию игр, где лучшая стратегия зависит от действий других. Половой отбор возникает из конкуренции за партнеров и выбора партнера, благоприятствуя чертам, которые улучшают успех в спаривании даже ценой выживания. Эволюция жизненного цикла отражает компромиссы, налагаемые ограниченными ресурсами, поэтому инвестиции в текущее размножение уравновешиваются выживанием и будущим размножением. Коэволюция происходит, когда взаимный отбор между видами, как, например, между хищниками и жертвами или хозяевами и паразитами, стимулирует постоянную адаптацию каждого.
Clinical relevance
Эволюция жизненного цикла и поведения лежит в основе эволюционной медицины, включая эволюцию старения, компромиссы между вирулентностью хозяина и патогена, а также сроки размножения, а поведенческо-экологические модели направляют борьбу с вредителями и сохранение социального и репродуктивного поведения.
History
Теория совокупной приспособленности Гамильтона 1964 года объяснила социальное поведение в генетических терминах, а Триверс, Мейнард Смит и другие разработали взаимный альтруизм, родительские инвестиции и эволюционную теорию игр в 1970-х годах. Теория жизненного цикла развивалась параллельно, синтезированная Стернсом и другими, утвердив поведенческую экологию и эволюцию жизненного цикла как центральные эволюционные области.
Debates
- Родственный отбор против группового отбора
- Вопрос о том, как лучше объяснить эволюцию кооперации — через теорию совокупной приспособленности и родственного отбора или через многоуровневый и групповой отбор — остается предметом спорных и порой жарких дебатов.
Key figures
- W. D. Hamilton
- Robert Trivers
- John Maynard Smith
- Stephen Stearns
Related topics
Seminal works
- hamilton1964
- stearns1992
- daviesKrebsWest2012
Frequently asked questions
- Как может развиваться самоотверженное поведение, если отбор благоприятствует эгоистичным генам?
- Через родственный отбор: когда индивид помогает родственникам, несущим копии тех же генов, эти гены могут распространяться, даже если помощник жертвует частью собственного размножения, при условии, что соблюдается правило Гамильтона, согласно которому произведение родства на выгоду превышает издержки.
- Почему организмы стареют и умирают, а не живут бесконечно?
- Теория жизненного цикла объясняет старение как следствие компромиссов и снижения силы отбора в более позднем возрасте, поэтому гены, способствующие раннему размножению, могут быть предпочтительны, даже если они вызывают ухудшение состояния в более позднем возрасте.