Nový pohľad na vznik sociálnych živých zvierat

Príklady eusociality dať predovšetkým sociálne hmyz (Mravce, niektoré včely, termity a niektorí iní), s ich rozdelením právomocí medzi jednotlivými členmi kolónie. Cez dlhú tradíciu študovania eusociality, vysvetliť, ako by mohla vyzerať v procese evolúcie, to nie je ľahké. Po odmietnutí opustení vlastných detí a venovaním svojho života starostlivosti o deti druhých (altruizmus) v rozpore myšlienky prirodzeného výberu. Iba vybrané prvky, ktoré z generácie na generáciu zdedené, ale aký druh dedičnosti zvláštnosťou môžu byť zapojené, ak zvieratá nemajú nechať potomkov. Tento problém je v skutočnosti už vedomý Darwin, sa prikláňa k názoru, že jednotka výberu sociálnych hmyzu nie je individuálne, a tvoriacich kolónie okolo dávať ženskej potomkov.

William Hamilton (William Donald Hamilton, 1936 - 2000) - tvorca teórie inkluzívnu fitnes, jeden z najväčších evolučných teoretikov druhej polovice dvadsiateho storočia. Fotografie z webu users.ox.ac.uk Video: BBC Planet primitívny ľudia Battle for Earth proti Homo erectus Homo sapiens

Dôležitým krokom v tejto štúdie bolo dielom eusociality John Haldane (john Haldane), Ktorý v roku 1950 navrhol, že vznik altruizmu a jeho krajnej variant, v ktorom je odmietnutie sebereprodukce kvôli pomáhať druhým, chovateľa, založený na zachovaní blízkych príbuzných, ktorí majú veľa spoločných génov s "darcu". V súlade s tým, starostlivosť o príbuzných naleje do starostlivosti prechodu na ďalšie generácie a ich vlastné gény. Neskôr sa myšlienka "kín výberu" (výber kín) Bol vyvinutý v detaile najväčšej evolučnej teoretik druhej polovici dvadsiateho storočia, William Hamilton (William Hamilton) Ako je uvedené v populárnej formou Richard Dawkins vo svojej knihe "Sebecký gén" a iné práce.

Kvantifikovať charakteristiky altruizmu, Hamilton predstavil koncept "začlenenie zdravia" (inclusive fitness), Čo je súčet ich vlastným fitness "darcu" (altruistický) a adaptácie, ktorý obeť sa násobí stupňa príbuznosti. Altruizmus gény prirodzeným výberom budú udržiavané v súlade s touto teóriou, ak: R > C/b, kde R - stupeň príbuznosti (súvislosť) - C - nákladov (náklady), merané ako reprodukčné škody, ktoré "darca" (altruistický) dostáva sa altruistický a aktom- b - zosilnenie (dávka), merané ako reprodukčný úspech získaného tie, na ktorých smeruje altruistický akt. Stupeň príbuznosti je definovaná ako frakcia génov spoločných "darcu" a prijímacie altruizmu. Napríklad, altruizmus je výhodné, ak je zisk získaný brata alebo sestru, najmenej dvakrát vyššie ako náklady altruista (R = 1/2). A v prípade bratrancov - osemkrát (R = 1/8). Tento príklad je pripočítaný s Haldane, ktorý bol požiadaný, či bol pripravený dať svoj život za svojho brata, keď povedal, že je ochotný zaplatiť za dvoch bratov alebo ôsmich bratranci.

Až do nedávnej doby, najviac presvedčivý argument v prospech výbere real kín bol považovaný výskyt eusociality niektoré Hymenoptera, ako sú mravce a včely. Gény zodpovedné za altruizmu týchto hmyzu môže ľahko šíriť vďaka špeciálnemu mechanizmu určovania pohlavia, v ktorom muži sa vyvíjajú z unfertilized vajcia obsahujú haploidné (Single) sadu chromozómov, zatiaľ čo ženy vždy diploidov (obsahujúci dvojitú sadu chromozómov). V takomto "Hapl-diploidný" mechanizmus určovania pohlavia (haplodiploid určenie pohlaviaDcéry) dostane od svojho otca celý genóm, a od jeho matky - na polovicu. Sestry sú v tomto prípade viac blízki príbuzní (R = 3/4), ako dcéra proti matke (R = 1/2).

List rezanie mravce - živý príklad eusocial hmyzu s výraznou deľby práce medzi rôznymi skupinami osôb. nadol: Veľkú schopnosť reprodukovať samicu ( "kráľovnej"), mravec Atta Vollenweider Obklopený svojimi dcérami - pracujúcich osôb. pracovné jedinci Atta sexdens pretiahnutia fragmenty vytesaných listov. Listové časti sú dodávané k fotoaparátu ( "Huby Garden"), ktoré slúžia ako substrát pre huby mycélia, ktorý sa používa v potravinách (na samom dne fotografiu - mravce Atta cephalotes). Foto © Bert H lldobler. Zobrazené vo vyššie uvedenom článku príroda

Po objavení teoretickej práce spojenie Hamilton s určenie pohlavia eusociality Hapl-diploidný bolo považované za nepodliehajúce otázku dogmu, ale v skutočnosti celá rada faktov v tomto dogme nezapadal. Napríklad, bolo známe, že eusociality nie je obmedzený len na niektoré blanokrídleho hmyzu (mravce, včely), ale aj zástupcovia iných skupín zvierat, u ktorých všetci jedinci sú diploidný a nemajú Hapl-diploidný určovacie sex mechanizmus. To sú termity, niektorí chrobáky, niektoré krevety a dokonca aj jeden druhov cicavcov - nahý krtko krysa. Prítomnosť Hapl-diploidný určenie pohlavia mechanizmus sám o sebe nezaručuje vývoj eusociality. Je známe, že desiatky tisíc druhov blanokrídlovcov s podobnou metódu určovania pohlavia, ale nemajú súčasne žiadne známky eusociality.

Autor sa zaoberá prácou príroda, spochybnil platnosť Hamiltonovho teórie matematiky zaoberá evolučnej biológie, Martin Nowak (leftmost) A Korin Tarnuta a myrmecology najväčší a jeden zo zakladateľov sotsiobiologii Edward Wilson. Všetci pracujú na Harvardovej univerzite. Foto © Stephanie Mitchell / Harvard Zamestnanci Fotograf s news.harvard.edu mieste

Ťažkosti, ktorým čelia teória Hamilton, sa v poslednej dobe stala predmetom podrobného kritického rozboru vykonávaného vedci z Harvard University - matematici Martin Nowak (Martin A. Nowak) A Corina Tarnita (Corina E. Tarnita), boli vykonané v spolupráci s najväčším myrmecology (A odborník na mravce), a spolu so zakladateľom sociobiológia Edward Wilson (Edward O. Wilson). V článku publikovanom v časopise príroda, Títo výskumníci sú veľmi kategoricky uviedol, že teória "inkluzívne zdatnosti" - nič viac, než vlastný matematický model, z ktorého má byť opustený, pretože má rad vážnych obmedzení. Okrem toho, všetky úvahy o príčinách eusociality táto teória vlastne obmedzuje na vyhodnotenie miery príbuznosti a altruista o tom, kto šíri altruizmus. V rozsiahlom dodatku k jeho článku, Novak a jeho spoluautori vyvinúť všeobecný matematický prístup založený na štandardnej teórie prirodzeného výberu, a bez mnohých nerealistických predpokladov teórie Hamilton. Autori diskutujú operácie formácie eusociality vylučovať niekoľko etáp, alebo kroky.

Prvý stupeň - tvorba skupín jedincov v populácii, ktorí z rôznych dôvodov sú držané dohromady v obmedzenom priestore, a preto je v úzkom kontakte s ostatnými. Väčšina z týchto skupín tvorí vzorky umiestnené v jednom hniezde (alebo diery), ktorý zhromažďuje okolo spoločného zdroja potravy alebo spáchajú spoločnou migráciu (často - v nadväznosti na vodcu). Je dôležité, aby to nebolo len zostať spolu v určitej fáze svojho životného cyklu (napr mláďatá v hniezde), ale tiež sa snaží k spolupráci pri ochrane hniezda alebo potravinové zdroje. Také pokusy, sme takmer vždy nájsť zviera s prvkami eusociality. Príkladom môžu byť niektoré osy a včely, koloniálne vošky, Thrips, krevety a holé rýpadlá. Väčšina z týchto eusocial zvierat tvoriacich skupinu začína oplodnené žien (Hymenoptera), alebo dvojica dospelých jedincov. Teória "inkluzívna zdatnosti" required je prítomnosť príbuznosti medzi jedincami vstupujú do spolupráce, a v dôsledku toho - možnosť výberu kín. Avšak, ako autori novej koncepcie, Príbuzenstvo je skôr dôsledok, nie príčina eusociality. V počiatočných fázach formovania eusociality to nie je povinné.

Druhý stupeň - hromadenie funkcií, ktoré prechod na eusociality pravdepodobnejšie. tento druh "Pre-adaptácia" verejnosť životný štýl vyzerať bežným prirodzeným výberom, ktoré pôsobia na úrovni ubytovanie jednotlivcov (skôr než skupinami). Príkladom môže byť výstavba ženy zásuvky, ktorá potom bude chrániť. Niektoré včely, čo vedie osamelý život, prvky eusocial správanie nastane, ak sa v priebehu experimentu niekoľko jedincov dať v malom uzavretom priestore. Potom jeden včela začína opakovať to, čo ten druhý robí, sú spojené o tretinu, a tak ďalej. D. Rozdelenie práce medzi rôznymi jednotlivcami, zdá sa, že sa javí ako rozšírenie algoritmu správanie samostatného jedinca. Je známe, že jedna včela vykonáva prvú fázu práce, a skončil až sa presunie na ďalšiu. S rozvojom eusociality tento algoritmus je uvedený v tom, že ľudia začínajú vyhýbať sa robiť prácu, ktorú urobili ostatní. Je zrejmé, že včely a osy, ako to bolo "v likvidácii" k takejto kolektívnej deľby práce, a preto stačí kliknúť na spúšť pre spustenie rýchleho prechodu k eusociality. V blanokrídlovcov je ďalším dôležitým preadaptation na eusociality, konkrétne obavy o budúcej zaistenie potomkov - stavbu hniezda, kŕmiť doručenia (napríklad ochrnutý obeť), ktorým sa vajcia v bunke, ktorá už má jedlo pre larvy budúcnosti. V ďalšej fáze - ochrane lariev, a niekedy jej prsia.

Niektoré zvieratá, ktoré nepatria k eusocial, ale ukazujúci prvky sociálneho správania. - skupina kreviet Synalpheus, žijúci v dutine vnútri hubou. Big chovná samica obklopený pracujúcich osôb. Jeden pracovný krevety strážia vchod do výklenku obsadil pásmo. b - včely Lasioglossum duplex, kladú vajíčka v špeciálne vykopanej norách. C - dospelí chrobáky Pselaphacus z rodiny huba (Erotylidae), čo vedie ich larvy na huby, ktoré im slúžiť jedlo. Vo všetkých troch prípadoch sa zvieratá chovali izolované skupiny, ktoré môžu byť považované ako nevyhnutná podmienka pre rozvoj eusociality. Obraz článku prerokovaný v príroda Video: Tajomstvo modrej krvi. Znamení draka závod

Tretí stupeň - vzhľad mutácií alebo rekombináciou špecifických génov zodpovedných za udržiavanie skupiny. Ďalej len "preadapted" Hymenoptera, len jedna mutácia, ktoré by zrušenie predchádzajúceho príkazu. Napríklad, dospelá žena a jej potomkovia vyrástli byť v starom hniezde, opúšťať osadu. Hoci sa jedná o gény zodpovedné za eusociality, nevieme, niektoré gény, ktoré menia správanie mravcov, sú popísané.

Video: Dokumentárny filmy

Cestu od jednolôžkových až koloniálneho štýlu. - časť osie hniezda Synagris cornuta: nadol rez znázorňujúci ženu, ktorá sa živí larva kusu gusenitsy- V túto chvíľu jazdca Osprynchotus narušiteľ On sedí vonku a čaká na vhodný okamih na útok na osie larvy. b - kolónie vos Polistes crinitus, demonštrovať vlastnosti eusociality. Pracovné jedinci v tomto prípade postupovať spoločne môžu úspešne chráni zásuvky a kŕmiť larvy. Foto © Robert Jeanne článku prerokovaný v príroda

Štvrtá etapa - vznik zásadne nových (vznikajúci) znaky vyplývajú z interakcie jednotlivcov v kolónii. Tieto príznaky sa stal dôležitým výber objektov. Autori na vedomie, že rozdiely v roliach chovu a non-chov potomkovia rodičov nemôže byť určená rôznymi gény a fenotyp iného plnenia rovnakých génov v závislosti od vonkajších podmienok. Kolónie môžu byť považované za nezávislé jednotlivca, akési "super-organizmus".

Piaty a posledný etapa - výber na úrovni kolónie, ktorá je najvyspelejší eusocial druhov môže meniť a životného cyklu a kastový systém.

Autori nemajú vplyv na ľudské spoločenské správanie, ale všimnite si, že samozrejme existujú určité paralely medzi vývojom eusociality zvierat a boli zaznamenané u ľudskej spoločnosti.