行为和生命史的演化

该领域将演化理论应用于行为以及生长、繁殖和死亡的时间安排，解释了合作、择偶和寿命等性状是自然选择对适应度作用的结果。

Definition

行为和生命史的演化是研究自然选择如何塑造行为策略以及出生、生长、繁殖和死亡的时间安排的学科。它将行为和生命史性状视为在生态和生理限制下使适应度最大化的适应。

Scope

该领域涵盖了行为和生命史的适应性分析：通过亲缘选择实现的社会行为和利他主义的演化，性选择在塑造交配系统和装饰中的作用，生命史理论及其在繁殖和生存之间的权衡，以及相互作用物种之间的协同演化。

Sub-topics

• 协同进化
• 亲缘选择与社会进化
• 生活史演化
• 性选择

Core questions

• 利他主义和合作行为如何在自然选择下演化？
• 性选择如何产生复杂的装饰和交配行为？
• 哪些权衡支配着成熟年龄和寿命等生命史性状的演化？
• 相互作用的物种如何通过协同演化相互响应而演化？

Key theories

广义适合度与亲缘选择

当对行为者的繁殖成本被亲属所获得的利益（按亲缘关系加权）所抵消时，利他主义就可以演化，这由汉密尔顿法则所概括，将适合度扩展到包括对亲属的影响。

生命史理论

由于资源有限，生物体在生长、繁殖和生存之间面临权衡，选择会优化这些分配的时间安排，以最大化终生繁殖成功率。

Mechanisms

行为和生命史性状的演化是自然选择作用于其适应度后果的结果。社会行为通过广义适合度（inclusive fitness）进行分析，即帮助亲属可以传播通过血缘共享的基因；也通过博弈论进行分析，即最佳策略取决于其他个体的行为。性选择源于对配偶的竞争和择偶，偏爱那些即使以生存为代价也能提高交配成功的性状。生命史演化反映了有限资源所带来的权衡，因此对当前繁殖的投入与生存和未来繁殖之间需要平衡。协同演化发生在物种间的相互选择，例如捕食者与猎物或宿主与寄生虫之间，驱动着各自的持续适应。

Clinical relevance

生命史和行为演化为演化医学提供了信息，包括衰老的演化、宿主-病原体毒力权衡以及繁殖时间，而行为生态学模型则指导着害虫管理以及社会和繁殖行为的保护。

History

汉密尔顿（Hamilton）1964年的广义适合度理论从遗传学角度解释了社会行为，特里弗斯（Trivers）、梅纳德·史密斯（Maynard Smith）等人则在20世纪70年代发展了互惠利他主义、亲代投资和演化博弈论。生命史理论也同步成熟，由斯特恩斯（Stearns）等人综合，确立了行为生态学和生命史演化作为核心演化领域。

Debates

亲缘选择与群体选择

如何最好地解释合作的演化，是通过广义适合度理论和亲缘选择理论，还是通过多层次和群体选择，仍然是一个有争议且有时激烈的辩论。

Key figures

• W. D. Hamilton
• Robert Trivers
• John Maynard Smith
• Stephen Stearns

Seminal works

• hamilton1964
• stearns1992
• daviesKrebsWest2012

Frequently asked questions

如果选择偏爱自私基因，无私行为如何演化？

通过亲缘选择：当一个个体帮助携带相同基因副本的亲属时，即使帮助者牺牲了自己的一部分繁殖，只要亲缘关系乘以收益大于成本的汉密尔顿法则得到满足，这些基因就可以传播。

为什么生物体会衰老和死亡，而不是无限期地生存？

生命史理论将衰老解释为权衡和晚年选择力下降的结果，因此，即使导致生命后期衰退的基因，如果能促进早期繁殖，也可能受到青睐。