Tiến hóa của Hành vi và Lịch sử Sự sống
Lĩnh vực này áp dụng lý thuyết tiến hóa vào hành vi và thời điểm tăng trưởng, sinh sản và tử vong, giải thích các đặc điểm như hợp tác, lựa chọn bạn tình và tuổi thọ như là kết quả của chọn lọc tự nhiên đối với sự thích nghi.
Definition
Tiến hóa của hành vi và lịch sử sự sống là nghiên cứu về cách chọn lọc tự nhiên định hình các chiến lược hành vi và lịch trình sinh, trưởng, sinh sản và tử vong. Nó coi hành vi và các đặc điểm lịch sử sự sống là những sự thích nghi nhằm tối đa hóa sự thích nghi tùy thuộc vào các ràng buộc sinh thái và sinh lý.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm phân tích thích nghi về hành vi và lịch sử sự sống: sự tiến hóa của hành vi xã hội và lòng vị tha thông qua chọn lọc họ hàng, vai trò của chọn lọc giới tính trong việc định hình hệ thống giao phối và các đặc điểm trang trí, lý thuyết lịch sử sự sống và sự đánh đổi giữa sinh sản và sự sống sót, và sự đồng tiến hóa giữa các loài tương tác.
Sub-topics
Core questions
- Làm thế nào hành vi vị tha và hợp tác có thể tiến hóa dưới chọn lọc tự nhiên?
- Làm thế nào chọn lọc giới tính tạo ra các đặc điểm trang trí và hành vi giao phối phức tạp?
- Những sự đánh đổi nào chi phối sự tiến hóa của các đặc điểm lịch sử sự sống như tuổi trưởng thành và tuổi thọ?
- Các loài tương tác tiến hóa như thế nào để phản ứng với nhau thông qua đồng tiến hóa?
Key theories
- Sự thích nghi bao hàm và chọn lọc họ hàng
- Lòng vị tha có thể tiến hóa khi chi phí sinh sản đối với cá thể thực hiện được bù đắp bởi lợi ích cho họ hàng, được tính theo mức độ quan hệ, như được Hamilton's rule (quy tắc Hamilton) nắm bắt, mở rộng sự thích nghi để bao gồm các tác động lên họ hàng.
- Lý thuyết lịch sử sự sống
- Vì tài nguyên có hạn, các sinh vật phải đối mặt với sự đánh đổi giữa tăng trưởng, sinh sản và sự sống sót, và chọn lọc tối ưu hóa lịch trình phân bổ này để tối đa hóa thành công sinh sản trọn đời.
Mechanisms
Các đặc điểm hành vi và lịch sử sự sống tiến hóa khi chọn lọc tự nhiên tác động lên hậu quả thích nghi của chúng. Hành vi xã hội được phân tích thông qua sự thích nghi bao hàm (inclusive fitness), nơi việc giúp đỡ họ hàng có thể truyền bá các gen được chia sẻ theo dòng dõi, và thông qua lý thuyết trò chơi, nơi chiến lược tốt nhất phụ thuộc vào những gì người khác làm. Chọn lọc giới tính phát sinh từ sự cạnh tranh để tìm bạn tình và sự lựa chọn bạn tình, ưu tiên các đặc điểm cải thiện thành công giao phối ngay cả khi phải trả giá bằng sự sống sót. Sự tiến hóa của lịch sử sự sống phản ánh sự đánh đổi do tài nguyên hữu hạn, vì vậy đầu tư vào sinh sản hiện tại được cân bằng với sự sống sót và sinh sản trong tương lai. Đồng tiến hóa xảy ra khi chọn lọc tương hỗ giữa các loài, như ở động vật ăn thịt và con mồi hoặc vật chủ và ký sinh trùng, thúc đẩy sự thích nghi liên tục ở mỗi loài.
Clinical relevance
Sự tiến hóa của lịch sử sự sống và hành vi cung cấp thông tin cho y học tiến hóa, bao gồm sự tiến hóa của lão hóa, sự đánh đổi độc lực vật chủ-mầm bệnh và thời điểm sinh sản, và các mô hình sinh thái-hành vi hướng dẫn quản lý dịch hại và bảo tồn hành vi xã hội và sinh sản.
History
Lý thuyết thích nghi bao hàm của Hamilton năm 1964 đã giải thích hành vi xã hội theo các thuật ngữ di truyền, và Trivers, Maynard Smith cùng những người khác đã phát triển lòng vị tha tương hỗ, đầu tư của cha mẹ và lý thuyết trò chơi tiến hóa vào những năm 1970. Lý thuyết lịch sử sự sống phát triển song song, được tổng hợp bởi Stearns và những người khác, thiết lập sinh thái học hành vi và tiến hóa lịch sử sự sống như những lĩnh vực tiến hóa trung tâm.
Debates
- Chọn lọc họ hàng so với chọn lọc nhóm
- Cách tốt nhất để giải thích sự tiến hóa của hợp tác, thông qua lý thuyết thích nghi bao hàm và chọn lọc họ hàng hay thông qua chọn lọc đa cấp và chọn lọc nhóm, vẫn là một cuộc tranh luận gây nhiều tranh cãi và đôi khi gay gắt.
Key figures
- W. D. Hamilton
- Robert Trivers
- John Maynard Smith
- Stephen Stearns
Related topics
Seminal works
- hamilton1964
- stearns1992
- daviesKrebsWest2012
Frequently asked questions
- Làm thế nào hành vi vị tha có thể tiến hóa nếu chọn lọc ưu tiên các gen ích kỷ?
- Thông qua chọn lọc họ hàng: khi một cá thể giúp đỡ những người thân mang các bản sao của cùng một gen, những gen đó có thể lan truyền ngay cả khi người giúp đỡ hy sinh một phần sinh sản của chính mình, miễn là quy tắc Hamilton về mức độ quan hệ nhân với lợi ích vượt quá chi phí được thỏa mãn.
- Tại sao các sinh vật già đi và chết thay vì sống vô thời hạn?
- Lý thuyết lịch sử sự sống giải thích sự lão hóa là hậu quả của sự đánh đổi và lực chọn lọc giảm dần ở tuổi già, vì vậy các gen thúc đẩy sinh sản sớm có thể được ưu tiên ngay cả khi chúng gây ra sự suy thoái sau này trong cuộc đời.