Родственный отбор и социальная эволюция

Родственный отбор объясняет эволюцию кооперации и альтруизма, признавая, что помощь родственникам может способствовать распространению общих генов, что формализовано правилом Гамильтона.

Definition

Родственный отбор — это естественный отбор, действующий на влияние индивида на размножение его родственников, взвешенное по степени родства. Социальная эволюция — это более широкое исследование того, как кооперативное, альтруистическое и конфликтное поведение эволюционирует среди взаимодействующих индивидов.

Scope

Эта тема охватывает совокупную приспособленность и правило Гамильтона, эволюцию альтруизма и кооперации, реципрокный альтруизм среди неродственных особей, особый случай эусоциальности у насекомых и других таксонов, а также роль родства и конфликтов в социальных системах.

Core questions

• Как правило Гамильтона предсказывает, когда будет развиваться альтруизм?
• Что такое совокупная приспособленность и чем она отличается от индивидуального репродуктивного успеха?
• Как кооперация может развиваться среди неродственных особей через взаимность?
• Почему эусоциальность со стерильными кастами помощников развивалась многократно?

Key theories

Совокупная приспособленность и правило Гамильтона

Альтруистический акт распространяется, когда родство между действующим лицом и получателем, умноженное на выгоду для получателя, превышает затраты для действующего лица, так что гены могут способствовать распространению своих копий у родственников.

Реципрокный альтруизм

Кооперация между неродственными особями может быть выгодна, когда помощь надежно возвращается со временем, делая взаимную помощь стабильной даже без общих генов.

Mechanisms

Родственный отбор действует потому, что родственники имеют общие гены по происхождению, поэтому аллель, заставляющий его носителя помогать родственникам, может увеличивать свою собственную частоту даже ценой прямых репродуктивных затрат для носителя. Правило Гамильтона (родство, умноженное на выгоду, должно быть больше затрат) определяет это условие. Совокупная приспособленность суммирует прямое размножение индивида и его влияние на размножение родственников. Среди неродственных особей взаимность и принуждение могут стабилизировать кооперацию. Эусоциальность, с нерепродуктивными помощниками, благоприятствуется высокой степенью родства и экологическими факторами, которые делают помощь более продуктивной, чем независимое размножение, хотя конфликты интересов сохраняются внутри социальных групп.

Clinical relevance

Теория социальной эволюции проливает свет на кооперацию и конфликты между клетками и микробами, включая эволюцию рака как нарушение клеточной кооперации и кооперативное поведение среди патогенов, влияющее на вирулентность.

History

Работы Гамильтона 1964 года ввели понятия совокупной приспособленности и родственного отбора, трансформировав изучение социального поведения. Триверс расширил концепцию кооперации до реципрокного альтруизма и родительских инвестиций в начале 1970-х годов, и десятилетия работы над насекомыми, птицами и микробами проверили и уточнили эту теорию.

Debates

Совокупная приспособленность против альтернативных формулировок

Важный спор касается того, является ли теория совокупной приспособленности лучшей основой для объяснения кооперации, или же многоуровневый отбор и другие модели предлагают более адекватные объяснения.

Key figures

• W. D. Hamilton
• Robert Trivers
• George C. Williams
• Edward O. Wilson

Seminal works

• hamilton1964
• daviesKrebsWest2012
• futuyma2017

Frequently asked questions

Что такое правило Гамильтона?

Правило Гамильтона гласит, что альтруистическое поведение благоприятствуется отбором, когда генетическое родство между помощником и получателем, умноженное на репродуктивную выгоду для получателя, превышает репродуктивные затраты для помощника.

Почему рабочие пчелы отказываются от собственного размножения?

Потому что их высокая степень родства с потомством, которое они помогают выращивать, означает, что через родственный отбор они могут более эффективно распространять копии своих генов, помогая родственникам, чем размножаясь независимо.