วิวัฒนาการของพฤติกรรมและประวัติชีวิต
สาขาวิชานี้ประยุกต์ใช้ทฤษฎีวิวัฒนาการกับพฤติกรรมและช่วงเวลาของการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการตาย โดยอธิบายลักษณะต่างๆ เช่น การร่วมมือ การเลือกคู่ และช่วงชีวิต ว่าเป็นผลลัพธ์ของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่มีต่อความเหมาะสมทางชีวภาพ
Definition
วิวัฒนาการของพฤติกรรมและประวัติชีวิตคือการศึกษาว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติกำหนดกลยุทธ์ทางพฤติกรรมและตารางเวลาของการเกิด การเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการตายอย่างไร โดยถือว่าพฤติกรรมและลักษณะประวัติชีวิตเป็นการปรับตัวที่เพิ่มความเหมาะสมทางชีวภาพสูงสุดภายใต้ข้อจำกัดทางนิเวศวิทยาและสรีรวิทยา
Scope
ขอบเขตนี้ครอบคลุมการวิเคราะห์เชิงปรับตัวของพฤติกรรมและประวัติชีวิต: วิวัฒนาการของพฤติกรรมทางสังคมและการเห็นแก่ประโยชน์ผู้อื่นผ่านการคัดเลือกโดยญาติ บทบาทของการคัดเลือกทางเพศในการกำหนดระบบการผสมพันธุ์และลักษณะเด่น ทฤษฎีประวัติชีวิตและการแลกเปลี่ยนระหว่างการสืบพันธุ์กับการอยู่รอด และวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างสิ่งมีชีวิตที่ปฏิสัมพันธ์กัน
Sub-topics
Core questions
- พฤติกรรมการเห็นแก่ประโยชน์ผู้อื่นและการร่วมมือสามารถวิวัฒนาการภายใต้การคัดเลือกโดยธรรมชาติได้อย่างไร?
- การคัดเลือกทางเพศสร้างลักษณะเด่นและพฤติกรรมการผสมพันธุ์ที่ซับซ้อนได้อย่างไร?
- การแลกเปลี่ยนใดที่ควบคุมวิวัฒนาการของลักษณะประวัติชีวิต เช่น อายุเมื่อถึงวัยเจริญพันธุ์และช่วงชีวิต?
- สิ่งมีชีวิตที่ปฏิสัมพันธ์กันวิวัฒนาการตอบสนองต่อกันและกันผ่านวิวัฒนาการร่วมกันได้อย่างไร?
Key theories
- ความเหมาะสมทางชีวภาพแบบครอบคลุมและการคัดเลือกโดยญาติ
- การเห็นแก่ประโยชน์ผู้อื่นสามารถวิวัฒนาการได้เมื่อต้นทุนการสืบพันธุ์ของผู้กระทำถูกชดเชยด้วยประโยชน์ต่อญาติ โดยถ่วงน้ำหนักด้วยความสัมพันธ์ทางสายเลือด ตามที่ระบุโดยกฎของ Hamilton ซึ่งขยายความเหมาะสมทางชีวภาพให้รวมถึงผลกระทบต่อญาติ
- ทฤษฎีประวัติชีวิต
- เนื่องจากทรัพยากรมีจำกัด สิ่งมีชีวิตจึงเผชิญกับการแลกเปลี่ยนระหว่างการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการอยู่รอด และการคัดเลือกจะปรับตารางเวลาของการจัดสรรเหล่านี้ให้เหมาะสมที่สุดเพื่อเพิ่มความสำเร็จในการสืบพันธุ์ตลอดช่วงชีวิต
Mechanisms
ลักษณะทางพฤติกรรมและประวัติชีวิตวิวัฒนาการขึ้นเมื่อการคัดเลือกโดยธรรมชาติกระทำต่อผลลัพธ์ด้านความเหมาะสมทางชีวภาพของพวกมัน พฤติกรรมทางสังคมได้รับการวิเคราะห์ผ่านความเหมาะสมทางชีวภาพแบบครอบคลุม (inclusive fitness) ซึ่งการช่วยเหลือญาติสามารถแพร่กระจายยีนที่ใช้ร่วมกันจากการสืบเชื้อสาย และผ่านทฤษฎีเกม ซึ่งกลยุทธ์ที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับสิ่งที่ผู้อื่นทำ การคัดเลือกทางเพศเกิดขึ้นจากการแข่งขันเพื่อคู่ครองและการเลือกคู่ ซึ่งส่งเสริมลักษณะที่ช่วยเพิ่มความสำเร็จในการผสมพันธุ์แม้จะต้องแลกมาด้วยต้นทุนในการอยู่รอด วิวัฒนาการของประวัติชีวิตสะท้อนถึงการแลกเปลี่ยนที่เกิดจากทรัพยากรที่จำกัด ดังนั้นการลงทุนในการสืบพันธุ์ในปัจจุบันจึงต้องสมดุลกับการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ในอนาคต วิวัฒนาการร่วมกันเกิดขึ้นเมื่อการคัดเลือกซึ่งกันและกันระหว่างสิ่งมีชีวิต เช่น ในผู้ล่าและเหยื่อ หรือโฮสต์และปรสิต ขับเคลื่อนการปรับตัวอย่างต่อเนื่องในแต่ละฝ่าย
Clinical relevance
วิวัฒนาการของประวัติชีวิตและพฤติกรรมให้ข้อมูลแก่วิทยาศาสตร์การแพทย์เชิงวิวัฒนาการ รวมถึงวิวัฒนาการของความชรา การแลกเปลี่ยนระหว่างความรุนแรงของโฮสต์-เชื้อโรค และช่วงเวลาการสืบพันธุ์ และแบบจำลองเชิงนิเวศวิทยา-พฤติกรรมชี้นำการจัดการศัตรูพืชและการอนุรักษ์พฤติกรรมทางสังคมและการผสมพันธุ์
History
ทฤษฎีความเหมาะสมทางชีวภาพแบบครอบคลุม (inclusive fitness) ของ Hamilton ในปี 1964 อธิบายพฤติกรรมทางสังคมในแง่พันธุกรรม และ Trivers, Maynard Smith และคนอื่นๆ ได้พัฒนาการเห็นแก่ประโยชน์ผู้อื่นแบบต่างตอบแทน (reciprocal altruism) การลงทุนของพ่อแม่ (parental investment) และทฤษฎีเกมเชิงวิวัฒนาการในช่วงทศวรรษ 1970 ทฤษฎีประวัติชีวิตพัฒนาควบคู่กันไป โดยได้รับการสังเคราะห์โดย Stearns และคนอื่นๆ ทำให้ชีววิทยานิเวศวิทยาเชิงพฤติกรรมและวิวัฒนาการของประวัติชีวิตกลายเป็นสาขาวิชาหลักทางวิวัฒนาการ
Debates
- การคัดเลือกโดยญาติกับการคัดเลือกโดยกลุ่ม
- วิธีที่ดีที่สุดในการอธิบายวิวัฒนาการของความร่วมมือ ไม่ว่าจะผ่านทฤษฎีความเหมาะสมทางชีวภาพแบบครอบคลุมและการคัดเลือกโดยญาติ หรือผ่านการคัดเลือกแบบหลายระดับและการคัดเลือกโดยกลุ่ม ยังคงเป็นข้อถกเถียงที่ขัดแย้งกันและบางครั้งก็รุนแรง
Key figures
- W. D. Hamilton
- Robert Trivers
- John Maynard Smith
- Stephen Stearns
Related topics
Seminal works
- hamilton1964
- stearns1992
- daviesKrebsWest2012
Frequently asked questions
- พฤติกรรมการไม่เห็นแก่ตัวสามารถวิวัฒนาการได้อย่างไรหากการคัดเลือกส่งเสริมยีนที่เห็นแก่ตัว?
- ผ่านการคัดเลือกโดยญาติ: เมื่อบุคคลช่วยเหลือญาติที่มียีนเดียวกัน ยีนเหล่านั้นสามารถแพร่กระจายได้แม้ว่าผู้ช่วยเหลือจะเสียสละการสืบพันธุ์ของตนเองไปบ้าง ตราบใดที่กฎของ Hamilton ที่ว่าความสัมพันธ์ทางสายเลือดคูณด้วยประโยชน์เกินกว่าต้นทุนนั้นเป็นไปตามเงื่อนไข
- ทำไมสิ่งมีชีวิตจึงแก่และตายแทนที่จะมีชีวิตอยู่ตลอดไป?
- ทฤษฎีประวัติชีวิตอธิบายความชราว่าเป็นผลมาจากการแลกเปลี่ยนและแรงของการคัดเลือกที่ลดลงเมื่ออายุมากขึ้น ดังนั้นยีนที่ส่งเสริมการสืบพันธุ์ในช่วงต้นอาจได้รับการส่งเสริมแม้ว่าจะทำให้เกิดความเสื่อมโทรมในภายหลังในชีวิตก็ตาม