Nový pohled na vznik sociálních živých zvířat

Příklady eusociality dát především sociální hmyz (mravenci, některé včely, termiti a někteří jiní), s jejich rozdělením pravomocí mezi jednotlivými členy kolonie. Přes dlouhou tradici studování eusociality, vysvětlit, jak by mohla vypadat v procesu evoluce, to není snadné. Po odmítnutí opuštění vlastních dětí a věnováním svého života péče o děti druhých (altruismus) v rozporu myšlenky přirozeného výběru. Pouze vybrané prvky, které z generace na generaci zděděné, ale jaký druh dědičnosti zvláštností mohou být zapojeny, pokud zvířata nemají nechat potomky. Tento problém je ve skutečnosti již vědom Darwin, se kloní k názoru, že jednotka výběru sociálních hmyzu není individuální, a tvořících kolonie kolem dávat ženské potomky.

William Hamilton (William Donald Hamilton, 1936 - 2000) - tvůrce teorie inkluzivní fitness, jeden z největších evolučních teoretiků druhé poloviny dvacátého století. Fotografie z webu users.ox.ac.uk Video: BBC Planet primitivní lidé Battle for Earth proti Homo erectus Homo sapiens

Důležitým krokem v této studie bylo dílem eusociality John Haldane (john Haldane), Který v roce 1950 navrhl, že vznik altruismu a jeho krajní varianta, ve kterém je odmítnutí sebereprodukce kvůli pomáhat druhým, chovatele, založený na zachování blízké příbuzné, kteří mají mnoho společných genů s „dárce“. V souladu s tím, péče o příbuzné nalije do péče přechodu na další generace a jejich vlastní geny. Později se myšlenka „kin výběru“ (výběr kin) Byl vyvinut v detailu největší evoluční teoretik druhé polovině dvacátého století, William Hamilton (William Hamilton) Jak je uvedeno v populární formou Richard Dawkins ve své knize „Sobecký gen“ a jiné práce.

Kvantifikovat charakteristiky altruismu, Hamilton představil koncept „začlenění zdraví“ (inclusive fitness), Což je součet jejich vlastním fitness „dárce“ (altruistický) a adaptace, který oběť se násobí stupně příbuznosti. Altruismus geny přirozeným výběrem budou udržovány v souladu s touto teorií, pokud: R > C/b, kde R - stupeň příbuznosti (souvislost) - C - nákladů (náklady), měřeno jako reprodukční škody, které „dárce“ (altruistický) dostává se altruistický a aktom- b - zesílení (dávka), měřeno jako reprodukční úspěch získaného ty, na nichž směřuje altruistický akt. Stupeň příbuznosti je definována jako frakce genů společných „dárce“ a přijímací altruismu. Například, altruismus je výhodné, pokud je zisk získaný bratra nebo sestru, nejméně dvakrát vyšší než náklady altruistu (R = 1/2). A v případě bratranců - osmkrát (R = 1/8). Tento příklad je připočítán s Haldane, který byl požádán, jestli byl připraven dát svůj život za svého bratra, když řekl, že je ochoten zaplatit za dva bratry nebo osmi bratranci.

Až do nedávné doby, nejvíce přesvědčivý argument ve prospěch výběru real kin byl považován výskyt eusociality některé Hymenoptera, jako jsou mravenci a včely. Geny zodpovědné za altruismu těchto hmyzu může snadno šířit díky speciálnímu mechanismu určování pohlaví, ve kterém muži se vyvíjejí z unfertilized vejce obsahují haploidní (Single) sadu chromozomů, zatímco ženy vždy diploidní (obsahující dvojitou sadu chromozomů). V takovém „Haplo-diploidní“ mechanismus určování pohlaví (haplodiploid určení pohlavíDcery) obdrží od svého otce celý genom, a od jeho matky - na polovinu. Sestry jsou v tomto případě více blízcí příbuzní (R = 3/4), než dcera proti matce (R = 1/2).

List řezání mravenci - živý příklad eusocial hmyzu s výraznou dělby práce mezi různými skupinami osob. dolů: Velkou schopnost reprodukovat samici ( „královny“), mravenec Atta vollenweideri Obklopen svými dcerami - pracujících osob. pracovní jedinci Atta sexdens drag vyřezávané úlomky listů. Listové části jsou dodávány k fotoaparátu ( „Houby Garden“), které slouží jako substrát pro houby mycelia, který se používá v potravinách (na samém dně fotografii - mravenci Atta cephalotes). Foto © Bert H lldobler. Zobrazeny ve výše uvedeném článku příroda

Po objevení teoretické práce spojení Hamilton s určení pohlaví eusociality Haplo-diploidní bylo považováno za nepodléhající otázku dogma, ale ve skutečnosti celá řada faktů v tomto dogmatu nezapadal. Například, bylo známo, že eusociality není omezen pouze na některé blanokřídlého hmyzu (mravenci, včely), ale i zástupci jiných skupin zvířat, u kterých všichni jedinci jsou diploidní a nemají Haplo-diploidní určovací sex mechanismus. To jsou termiti, někteří brouci, některé krevety a dokonce i jeden druhů savců - nahý krtek krysa. Přítomnost Haplo-diploidní určení pohlaví mechanismus sám o sobě nezaručuje vývoj eusociality. Je známo, že desítky tisíc druhů blanokřídlých s podobnou metodu určování pohlaví, ale nemají současně žádné známky eusociality.

Autor se zabývá prací příroda, zpochybnil platnost Hamiltonova teorie matematiky zabývá evoluční biologie, Martin Nowak (leftmost) A Korin Tarnuta a myrmecology největší a jeden ze zakladatelů sotsiobiologii Edward Wilson. Všichni pracují na Harvardově univerzitě. Foto © Stephanie Mitchell / Harvard Zaměstnanci Fotograf s news.harvard.edu místě

Potíže, jimž čelí teorie Hamilton, se v poslední době stala předmětem podrobného kritického rozboru prováděného vědci z Harvard University - matematici Martin Nowak (Martin A. Nowak) A Corina Tarnita (Corina E. Tarnita), byly provedeny ve spolupráci s největším myrmecology (A odborník na mravence), a spolu se zakladatelem sociobiologie Edward Wilson (Edward O. Wilson). V článku publikovaném v časopise příroda, Tito výzkumníci jsou velmi kategoricky uvedl, že teorie „inkluzivní zdatnosti“ - nic víc, než vlastní matematický model, ze kterého má být opuštěný, protože má řadu vážných omezení. Kromě toho, všechny úvahy o příčinách eusociality tato teorie vlastně omezuje na vyhodnocení míry příbuznosti a altruistu o tom, kdo šíří altruismus. V rozsáhlém dodatku k jeho článku, Novak a jeho spoluautoři vyvinout obecný matematický přístup založený na standardní teorie přirozeného výběru, a bez mnoha nerealistických předpokladů teorie Hamilton. Autoři diskutují operace formace eusociality vylučovat několik etap, nebo kroky.

První stupeň - tvorba skupin jedinců v populaci, kteří z různých důvodů jsou drženy dohromady v omezeném prostoru, a proto je v úzkém kontaktu s ostatními. Většina z těchto skupin tvoří vzorky umístěné v jednom hnízdě (nebo díry), který shromažďuje kolem společného zdroje potravy nebo spáchají společnou migraci (často - v návaznosti na vůdce). Je důležité, aby to nebylo jen zůstat spolu v určité fázi svého životního cyklu (např mláďata v hnízdě), ale také se snaží ke spolupráci při ochraně hnízda nebo potravinové zdroje. Takové pokusy, jsme téměř vždy najít zvíře s prvky eusociality. Příkladem mohou být některé vosy a včely, koloniální mšice, Thrips, krevety a holé rypadla. Většina z těchto eusocial zvířat tvořících skupinu začíná oplodněné žen (Hymenoptera), nebo dvojice dospělých jedinců. Teorie „inkluzivní zdatnosti“ required je přítomnost příbuznosti mezi jedinci vstupují do spolupráce, a v důsledku toho - možnost výběru kin. Nicméně, jak autoři nové koncepce, Příbuzenství je spíše důsledek, nikoli příčina eusociality. V počátečních fázích formování eusociality to není povinné.

Druhý stupeň - hromadění funkcí, které přechod na eusociality pravděpodobnější. tento druh "Pre-adaptace" veřejnost životní styl vypadat běžným přirozeným výběrem, které působí na úrovni ubytování jednotlivců (spíše než skupinami). Příkladem může být výstavba ženy zásuvky, která pak bude chránit. Některé včely, což vede osamělý život, prvky eusocial chování nastane, pokud se v průběhu experimentu několik jedinců dát v malém uzavřeném prostoru. Pak jeden včela začíná opakovat to, co ten druhý dělá, jsou spojeny o třetinu, a tak dále. D. Dělba práce mezi různými jednotlivci, zdá se, že se jeví jako rozšíření algoritmu chování samostatného jedince. Je známo, že jedna včela provádí první fázi práce, a skončil až se přesune na další. S rozvojem eusociality tento algoritmus je uveden v tom, že lidé začínají vyhýbat se dělat práci, kterou udělali ostatní. Je zřejmé, že včely a vosy, jak to bylo „v likvidaci“ k takové kolektivní dělby práce, a proto stačí kliknout na spoušť pro spuštění rychlého přechodu k eusociality. V blanokřídlých je dalším důležitým preadaptation na eusociality, konkrétně obavy o budoucí zajištění potomků - stavbu hnízda, krmit doručení (například ochrnutý oběť), kterým se vejce v buňce, která již má jídlo pro larvy budoucnosti. V další fázi - ochraně larev, a někdy její prsa.

Některá zvířata, která nepatří k eusocial, ale ukazující prvky sociálního chování. - skupina krevet Synalpheus, žijící v dutině uvnitř houbou. Big chovná samice obklopen pracujících osob. Jeden pracovní krevety střeží vchod do výklenku obsadil pásmo. b - včely Lasioglossum duplex, kladou vajíčka ve speciálně vykopané norách. C - dospělí brouci Pselaphacus z rodiny houba (Erotylidae), což vede jejich larvy na houby, které jim sloužit jídlo. Ve všech třech případech byla zvířata chována izolované skupiny, které mohou být považovány jako nezbytná podmínka pro rozvoj eusociality. Obraz článku projednáván v příroda Video: Tajemství modré krve. Znamení draka závod

Třetí stupeň - vzhled mutací nebo rekombinací specifických genů odpovědných za udržování skupiny. Dále jen „preadapted“ Hymenoptera, jen jedna mutace, které by zrušení předchozího příkazu. Například, dospělá žena a její potomci vyrostli být ve starém hnízdě, opouštět osadu. Přestože se jedná o geny zodpovědné za eusociality, nevíme, některé geny, které mění chování mravenců, jsou popsány.

Video: Dokumentární filmy

Cestu od jednolůžkových až koloniálního stylu. - část vosí hnízda Synagris cornuta: dolů řez znázorňující ženu, která se živí larva kusu gusenitsy- V tuto chvíli jezdce Osprynchotus narušitel On sedí venku a čeká na vhodný okamžik k útoku na vosí larvy. b - kolonie vos Polistes crinitus, demonstrovat vlastnosti eusociality. Pracovní jedinci v tomto případě postupovat společně mohou úspěšně chrání zásuvky a krmit larvy. Foto © Robert Jeanne článku projednáván v příroda

Čtvrtá etapa - vznik zásadně nových (emergentní) znaky vyplývají z interakce jednotlivců v kolonii. Tyto příznaky se stal důležitým výběr objektů. Autoři na vědomí, že rozdíly v rolích chovu a non-chov potomci rodičů nemůže být určena různými geny a fenotyp jiného plnění stejných genů v závislosti na vnějších podmínkách. Kolonie mohou být považovány za nezávislé jednotlivce, jakési „super-organismus“.

Pátý a poslední etapa - výběr na úrovni kolonie, která je nejvyspělejší eusocial druhů může měnit a životního cyklu a kastovní systém.

Autoři nemají vliv na lidské společenské chování, ale všimněte si, že samozřejmě existují určité paralely mezi vývojem eusociality zvířat a byly zaznamenány u lidské společnosti.