亲缘选择与社会进化

亲缘选择通过认识到帮助亲属可以传播共享基因来解释合作和利他主义的演变，这由汉密尔顿法则正式确立。

Definition

亲缘选择是作用于个体对其亲属繁殖影响的自然选择，并由亲缘关系加权。社会进化是更广泛的研究，探讨合作、利他主义和冲突行为如何在相互作用的个体之间演变。

Scope

本主题涵盖广义适合度（inclusive fitness）和汉密尔顿法则、利他主义和合作的演变、非亲缘个体间的互惠利他主义、昆虫和其他类群中真社会性（eusociality）的特殊情况，以及亲缘关系和冲突在社会系统中的作用。

Core questions

• 汉密尔顿法则如何预测利他主义何时会演变？
• 什么是广义适合度，它与个体繁殖成功有何不同？
• 非亲缘个体间的合作如何通过互惠演变？
• 为什么具有不育帮助者阶层的真社会性会反复演变？

Key theories

广义适合度与汉密尔顿法则

当行为者与接受者之间的亲缘关系乘以接受者的收益超过行为者的成本时，利他行为就会传播，因此基因可以通过亲属促进其自身的复制。

互惠利他主义

非亲缘个体之间的合作可能受到青睐，当帮助能够随着时间的推移可靠地回报时，即使没有共享基因，互助也能稳定存在。

Mechanisms

亲缘选择之所以起作用，是因为亲属通过共同祖先共享基因，因此，一个使其携带者帮助亲属的等位基因，即使以牺牲携带者直接繁殖为代价，也能增加其自身的频率。汉密尔顿法则（亲缘关系乘以收益大于成本）规定了其条件。广义适合度是个体直接繁殖及其对亲属繁殖影响的总和。在非亲属之间，互惠和强制可以稳定合作。真社会性，即存在不繁殖的帮助者，受到高亲缘关系和生态因素的青睐，这些因素使得帮助比独立繁殖更有效，尽管社会群体内部的利益冲突依然存在。

Clinical relevance

社会进化理论阐明了细胞和微生物之间的合作与冲突，包括癌症作为细胞合作崩溃的演变，以及影响毒力的病原体之间的合作行为。

History

汉密尔顿在1964年的论文中引入了广义适合度（inclusive fitness）和亲缘选择，改变了社会行为的研究。特里弗斯在20世纪70年代早期将合作扩展到互惠利他主义和亲代投资，数十年来对昆虫、鸟类和微生物的研究检验并完善了该理论。

Debates

广义适合度与替代性表述

一个突出的争论是，广义适合度理论是否是解释合作的最佳框架，或者多层次选择和其他模型是否提供了更优的解释。

Key figures

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

Seminal works

• hamilton1964
• daviesKrebsWest2012
• futuyma2017

Frequently asked questions

什么是汉密尔顿法则？

汉密尔顿法则指出，当帮助者与接受者之间的遗传亲缘关系乘以接受者的繁殖收益超过帮助者的繁殖成本时，利他行为就会受到选择的青睐。

为什么工蜂会放弃自己的繁殖？

因为它们与所帮助抚养的后代之间的高度亲缘关系意味着，通过亲缘选择，它们通过帮助亲属比独立繁殖能更有效地传播其基因的副本。