Chọn lọc dòng họ và Tiến hóa xã hội

Chọn lọc dòng họ giải thích sự tiến hóa của hợp tác và vị tha bằng cách nhận ra rằng việc giúp đỡ người thân có thể truyền bá các gen được chia sẻ, được chính thức hóa bởi quy tắc Hamilton.

Definition

Chọn lọc dòng họ là chọn lọc tự nhiên tác động lên ảnh hưởng của một cá thể đến sự sinh sản của những người thân của nó, được tính theo mức độ quan hệ họ hàng. Tiến hóa xã hội là nghiên cứu rộng hơn về cách các hành vi hợp tác, vị tha và xung đột tiến hóa giữa các cá thể tương tác.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự thích nghi toàn diện (inclusive fitness) và quy tắc Hamilton, sự tiến hóa của lòng vị tha và hợp tác, lòng vị tha có đi có lại giữa các cá thể không liên quan, trường hợp đặc biệt của tính xã hội cao (eusociality) ở côn trùng và các loài khác, và vai trò của mối quan hệ họ hàng và xung đột trong các hệ thống xã hội.

Core questions

• Quy tắc Hamilton dự đoán lòng vị tha sẽ tiến hóa khi nào?
• Sự thích nghi toàn diện là gì và nó khác với thành công sinh sản cá thể như thế nào?
• Làm thế nào sự hợp tác có thể tiến hóa giữa các cá thể không liên quan thông qua sự có đi có lại?
• Tại sao tính xã hội cao, với các tầng lớp giúp đỡ vô sinh, lại tiến hóa lặp đi lặp lại?

Key theories

Sự thích nghi toàn diện và quy tắc Hamilton

Một hành động vị tha lan truyền khi mức độ quan hệ giữa người thực hiện và người nhận, nhân với lợi ích cho người nhận, vượt quá chi phí cho người thực hiện, do đó các gen có thể thúc đẩy các bản sao của chính chúng ở người thân.

Lòng vị tha có đi có lại

Sự hợp tác giữa các cá thể không liên quan có thể được ưu tiên khi sự giúp đỡ được đáp lại một cách đáng tin cậy theo thời gian, làm cho sự hỗ trợ lẫn nhau ổn định ngay cả khi không có gen chung.

Mechanisms

Chọn lọc dòng họ hoạt động vì những người thân chia sẻ gen do cùng nguồn gốc, vì vậy một alen khiến cá thể mang nó giúp đỡ người thân có thể tăng tần số của chính nó ngay cả khi phải trả giá bằng sự sinh sản trực tiếp của cá thể mang. Quy tắc Hamilton, mức độ quan hệ nhân với lợi ích lớn hơn chi phí, quy định điều kiện. Sự thích nghi toàn diện tổng hợp sự sinh sản trực tiếp của một cá thể và ảnh hưởng của nó đến sự sinh sản của người thân. Giữa những cá thể không có quan hệ họ hàng, sự có đi có lại và sự thực thi có thể ổn định sự hợp tác. Tính xã hội cao, với những người giúp đỡ không sinh sản, được ưu tiên bởi mức độ quan hệ họ hàng cao và các yếu tố sinh thái khiến việc giúp đỡ hiệu quả hơn việc sinh sản độc lập, mặc dù xung đột lợi ích vẫn tồn tại trong các nhóm xã hội.

Clinical relevance

Lý thuyết tiến hóa xã hội làm sáng tỏ sự hợp tác và xung đột giữa các tế bào và vi khuẩn, bao gồm sự tiến hóa của ung thư như một sự phá vỡ hợp tác tế bào và các hành vi hợp tác giữa các mầm bệnh ảnh hưởng đến độc lực.

History

Các bài báo năm 1964 của Hamilton đã giới thiệu sự thích nghi toàn diện và chọn lọc dòng họ, làm thay đổi nghiên cứu về hành vi xã hội. Trivers đã mở rộng sự hợp tác sang lòng vị tha có đi có lại và đầu tư của cha mẹ vào đầu những năm 1970, và hàng thập kỷ nghiên cứu về côn trùng, chim và vi khuẩn đã kiểm tra và tinh chỉnh lý thuyết.

Debates

Sự thích nghi toàn diện so với các công thức thay thế

Một cuộc tranh luận nổi bật liên quan đến việc liệu lý thuyết thích nghi toàn diện có phải là khuôn khổ tốt nhất cho sự hợp tác hay liệu chọn lọc đa cấp và các mô hình khác có đưa ra những giải thích ưu việt hơn không.

Key figures

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

Seminal works

• hamilton1964
• daviesKrebsWest2012
• futuyma2017

Frequently asked questions

Quy tắc Hamilton là gì?

Quy tắc Hamilton nói rằng một hành vi vị tha được chọn lọc ưu tiên khi mức độ quan hệ di truyền giữa người giúp đỡ và người nhận, nhân với lợi ích sinh sản cho người nhận, vượt quá chi phí sinh sản cho người giúp đỡ.

Tại sao ong thợ từ bỏ khả năng sinh sản của chính mình?

Bởi vì mức độ quan hệ họ hàng cao của chúng với những con non mà chúng giúp nuôi dưỡng có nghĩa là, thông qua chọn lọc dòng họ, chúng có thể truyền bá các bản sao gen của mình hiệu quả hơn bằng cách hỗ trợ người thân hơn là tự sinh sản độc lập.