Prawda

Piątek, 29 marca 2024 - 01:30

« Poprzedni Następny »


Jak ewoluuuje altruizm?


Jerry A. Coyne 2020-11-25

Uroczo porwany instynkt rodzicielski.
Uroczo porwany instynkt rodzicielski.

Krótka odpowiedź: przez dobór krewniaczy.


W nowym artykule w “Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS), pokazanym poniżej, i ogólnie w biologii ewolucyjnej altruizm jest definiowany jako “zachowanie zmniejszające oczekiwane przetrwanie i/lub rozmnożenie (dostosowanie) dawcy, podnosząc równocześnie dostosowanie biorcy”.  


Najprostszy przykład takiego altruizmu dotyczy opieki rodzicielskiej. Kobieta opiekująca się swoim dzieckiem używa zasobów (mleka, czasu, energii), co zmniejsza jej szanse przetrwania lub posiadania dzieci w przyszłości. Samo dziecko jednak, biorca, odnosi korzyści. Opieka rodzicielska wyewoluowała, ponieważ koszt dla matki jest mniejszy niż korzyści dla dziecka, którym się opiekuje.


Podobnie jest z każdym poświęceniem, jakie ludzie dokonują dla swoich krewnych. Powodem, że to wyewoluowało, jest to, że geny promujące rodzicielskie zachowania pociągają koszty dla ich nosiciela, ale odpłacają się z nawiązką przez pomoc w utrwaleniu tych samych genów w potomstwie, które ma 50% genów rodzica. W ten sposób zachowanie, jakie gen produkuje, daje jego zwiększenie netto.


Jest więc tutaj rachunek dla genów, który zmniejsza dostosowanie dawcy, ale zwiększa dostosowanie biorcy. Wyraża się on w “regule Hamiltona”, jako że wprowadził go wspaniały biolog ewolucyjny, W. D. Hamilton. Ogólnie, gen dający altruistyczne zachowanie – redukując dostosowanie jego nosiciela, ale pomagając innym, którzy mają kopie tego samego genu – wyewoluuje przez dobór naturalny (tj. wzrośnie częstość występowania), jeśli spełnia poniższe równanie:

r  x b > c

gdzie c jest kosztem dostosowania dawcy, b jest korzyścią dla biorcy, a r jest “stopniem pokrewieństwa”, tj. szansą, że biorca rzeczywiście nosi kopię produkującego altruizm genu, ponieważ jest spokrewniony z dawcą.


Tak więc, na przykład, r dla rodzica vs. potomek wynosi 0,5: szansa, że potomek odziedziczy gen altruizmu (właściwie, wersję genu: “allel”) od rodzica wynosi 50% z powodu podziału podczas reprodukcji. Można wywnioskować, że gen, który skłania cię do wysiłku, by pomóc twojemu dziecku, będzie faworyzowany przez dobór naturalny, jeśli korzyść dla twojego dziecka jest co najmniej dwukrotnością kosztu dla ciebie. r dla rodzeństwa także wynosi 50% (bracia i siostry podzielają połowę swoich genów), więc będzie faworyzowany gen, który powoduje, że pomagasz rodzeństwu, jeśli koszt dla ciebie jest także mniejszy niż połowa korzyści dla twojego rodzeństwa. r dla wujków w stosunku do siostrzeńców i bratanków wynosi 25%, dlatego dla wujka altruizm wyewoluuje, jeśli kosztuje go to mniej niż jedną czwartą korzyści dla jego siostrzenicy lub bratanicy i tak dalej.


Większość ewolucjonistów sądzi, że stosunki między krewnymi, bliskimi lub dalszymi genetycznie, są sposobem, w jaki wyewoluował altruizm. Gen bowiem, który narzuca koszty dostosowania na swojego nosiciela, ale nie daje korzyści tym, którzy noszą jego kopie, wymrze. Dlatego, kiedy obserwujemy samopoświęcenie w przyrodzie, niemal zawsze pomaga ono krewnym. (Pomyśl o pokazie “złamanego skrzydła”, w którym ptasia matka, udając zranienie, ale ryzykując życiem, odciąga drapieżnika od swoich piskląt.)


Nie musi to też być bezpośrednie pokrewieństwo. Jeśli populacja jest kleista, z osobnikami nie przemieszczającymi się zanadto, ludzie stają się krewnymi po prostu dlatego, że kojarzą się w pary z osobami w pobliżu. Dlatego jest wysoki stopień spokrewnienia w małych społecznościach religijnych, takich jak Dunkersi i Amisze, którzy nie pobierają się ze swoim rodzeństwem ani kuzynami, ale zawierają ślub z kimś ze społeczności. Z czasem powoduje to wzrost stopnia pokrewieństwa w takich społecznościach.  


Hamilton zaproponował swoją “regułę” w 1964 roku, ale wpadli na to także inni, włącznie z J. B. S. Haldane, który podobno powiedział, że oddałby życie za dwóch braci lub ośmiu kuzynów i tę ideę opracował matematycznie ekscentryczny biolog, George Price.


W ostatnich dwudziestu latach jednak kilku biologów twierdziło, że altruizm wyewoluował bez tego rodzaju doboru krewniaczego – bez osobników zachowujących się w sposób korzystny dla ich krewnych. Najbardziej znany wśród nich jest Martin Nowak z Harvardu, który mówił, że altruizm nie potrzebuje pokrewieństwa, aby wyewoluować, a tylko wymaga pewnej specjalnej struktury populacji. Inni biolodzy mówili, że dobór krewniaczy mógł działać, ale mogła także działać wyłącznie struktura populacji.


Okazuje się, że we wszystkich tych wypadkach proponowana struktura populacji w rzeczywistości powoduje, że jej członkowie są spokrewnieni i faworyzują altruizm z powodu tego spokrewnienia. Podczas gdy wielu biologów uznaje matematyczną równowartość modeli “struktury populacji” i “doboru krewniaczego”, Nowak temu zaprzeczał, twierdząc, że sama geograficzna struktura populacji (jego model „doboru przestrzennego”) nawet jeśli nie tworzy sieci spokrewnienia, może faworyzować ewolucję altruizmu.


Nowak myli się. Pokazało to nowe badanie opublikowane w PNAS, autorstwa  Kay, Keller i Lehmann (kliknij na link, pdf tutaj). Wynik: nie można otrzymać ewolucji altruizmu z samej struktury populacji, chyba że ta struktura populacji tworzy stosunki pokrewieństwa, które spełniają regułę Hamiltona. Dobór krewniaczy pozostaje warunkiem sine qua non dla ewolucji altruizmu.



https://www.pnas.org/content/117/46/28894

 

Autorzy zrobili prostą rzecz: przyjrzeli się wszystkim naukowym pracom, które pokazywały ewolucję altruizmu, włącznie z tymi, które ignorowały dobór krewniaczy oraz tymi, które zaprzeczały działaniu doboru krewniaczego, a następnie analizowali, czy modele istotnie tworzyły strukturę, gdzie spokrewnienie było ważne dla ustalenia, czy dobór krewniaczy – choćby był ignorowany lub zaprzeczany – był kluczowy dla ewolucji altruizmu. Znaleźli 89 prac z teoretycznymi modelami, w których wyewoluował altruizm. Tak to zrobili (moje podkreślenia):

Wśród 89 modeli altruizmu 46 przyjęło pojęciowe ramy Hamiltona, przypisując ewolucję altruizmu pozytywnemu pokrewieństwu. Pozostałe 43 postulowały alternatywne mechanizmy. Dla oceny prawdziwości ich twierdzeń najpierw podzieliliśmy te 43 prace na te, w których zaprzeczano roli pokrewieństwa (17 prac; SI Appendix, Table S3), i te, w których umniejszano lub w ogóle pomijano pokrewieństwo (26 prac; SI Appendix, Table S4).


Wśród 17 prac, gdzie zaprzeczono obecności/roli pokrewieństwa (SI Appendix, Table S3), nasza analiza cykli życiowych modeli pokazała, że proponowany scenariusz w każdym wypadku prowadził do pozytywnego pokrewieństwa między osobnikami.
Ponadto, w większości tych modeli rozmnażanie odbywało się przez klonowanie (tj. “rodzice przekazują swój typ potomstwu”) z interakcjami między najbliższymi sąsiadami, jak w modelu szczebli z Fig. 1, z jednym tylko osobnikiem na węzeł/grupę. To stanowi najbardziej banalny przykład doboru krewniaczego.  

Jeśli chodzi o pozostałe 26 modeli, które proponowały nie-krewniacze mechanizmy ewolucji altruizmu, ale nie wspominały pokrewieństwa, analiza Kay i in. pokazała:

26 prac umniejszały lub w ogóle nie wspominały o pokrewieństwie przypisywanym ewolucji altruizmu, wymieniając różne alternatywne mechanizmy włącznie z “społeczną różnorodnością”, “społeczną kleistością”, “topologiczną heterogenicznością”, “sieciową heterogenicznością”, “sieciowym odwzajemnieniem”, “przestrzennym odwzajemnieniem”, “przestrzenną strukturą” i “multipleksową strukturą” (SI Appendix, Table S4). Analiza tych modeli ujawniła, że w każdym wypadku oddziałujące na siebie osobniki były spokrewnione, krewni odnoszą korzyści z altruizmu, a więc dobór krewniaczy działa.

Tak więc żaden - zero, zip, nic – z “alternatywnych” modeli nie mógł wyewoluować altruizmu bez doboru krewniaczego i pokrewieństwa. To nie jest tak kłamliwe, kiedy autorzy po prostu ignorują dobór krewniaczy, proponując modele, które niemniej dają interakcje pozwalające na dobór krewniaczy. Jednak JEST to złe zachowanie, kiedy autorzy tacy jak Nowak twierdzą, że ewolucja altruizmu nie ma nic wspólnego z doborem krewniaczym i pokrewieństwem. To jest rodzaj karierowiczostwa – proponowanie nowego mechanizmu, kiedy nie wykonałeś podstawowej pracy naukowej (jak to zrobili Kay i in.), żeby pokazać, że nowy szef jest taki sam, jak stary szef.


Wnioski:
 ewolucja biologicznego altruizmu, w którym osobnik poświęca własne dostosowanie, żeby pomóc innym, nie może dziać się bez doboru krewniaczego. Nie byłoby żadnego doboru, który działałby na rodziców, by pomagali adoptowanym dzieciom, ponieważ nie są spokrewnieni. (Fakt, że robią to, zarówno wśród ludzi, jak wśród zwierząt, jest z pewnością sprawą błędnego ukierunkowania instynktu rodzicielskiego. Gajówki karmiące kukułcze pisklęta, które nawet nie są tego samego gatunku, co one, są klasycznym przykładem uprowadzenia impulsów rodzicielskich.)


Dlaczego tak wielu autorów ignoruje dobór krewniaczy lub mówi, że nie działa on na ewolucję altruizmu? (Nowak nie jest jedyny.) Kay i in. dają trzy propozycje. Pierwszą jest karierowiczostwo, jak wspomniałem powyżej: nie zyskasz sławy, jeśli pokażesz tylko to, co już zostało pokazane. Piszą jednak, że niektóre modele są dziełem ludzi, którzy nie są ewolucjonistami, a więc mogą nie znać prac Hamiltona i Price’a (ci ludzie są ekonomistami, fizykami itd.). Wreszcie, niektórzy autorzy znają i rozumieją regułę Hamiltona, ale są tak z nią obyci, że po prostu nie kłopoczą się wyraźnym wprowadzaniem jej do swojego modelu.  


Nie wierzcie więc w twierdzenia, że altruizm może wyewoluować bez doboru krewniaczego.


Co jednak z tymi wypadkami, kiedy ludzie pomagają innym, ryzykując życiem dla ludzi, którzy nie są z nimi spokrewnieni? Często używam przykładu ochotniczej straży pożarnej, tych, którzy ryzykują życiem dla ludzi, których nawet nie znają. Albo, w czasie wojny, żołnierze ginęli, bo rzucali się na granat, żeby uratować swoich kolegów. To jest z pewnością altruizm, ale nie ma tu udziału pokrewieństwo. Ten rodzaj poświęcenia jest niemal całkowicie nieznany u innych gatunków, gdzie nie widzimy jednostek ryzykujących życiem dla nie-krewnych. Już to daje informację, że istnieje kulturowy aspekt tego rodzaju altruizmu u ludzi. Zgadywanie jednak, dlaczego tak jest pozostawiam innym.


Dodatek
: Nigdy nie spotkałem Hamiltona, chociaż nasze czasy zachodziły na siebie (żył w latach 1936-2000, i umarł w wieku 63 lat z powodu tego, co mogło być połączeniem wrzodu i malarii). Znam jednak wielu ludzi, którzy dobrze znali Hamiltona i wszyscy bez wyjątku opisują go jako skromnego i sympatycznego człowieka – ogólnie miły facet, a do tego naukowy geniusz (był także zapalonym przyrodnikiem i spędził wiele czasu w tropikach). Miał kilka dziwacznych idei, ale także idee, które stały się fundamentalne w dziedzinie ewolucji zachowania. Tutaj jest jego zdjęcie (właśnie zauważyłem, że jestem trochę do niego podobny, ale on ma dłuższe włosy).  



________________

Kay, T., L. Keller, and L. Lehmann. 2020. The evolution of altruism and the serial rediscovery of the role of relatedness. Proceedings of the National Academy of Sciences 117:28894-28898.


How does altruism evolve?

Why Evolution Is True, 20 listopada 2020

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem książki "Faith vs Fakt". Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.
 

Tipsa en vn Wydrukuj



Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała   Yong   2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami   Lomborg   2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu   Coyne   2013-12-22
Czy jest życie na Europie?   Ridley   2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach   Coyne   2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją   Koraszewski   2013-12-26
Proces cywilizacji   Ridley   2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji   Coyne   2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?    Wadhawan   2013-12-30
Zderzenie mentalności   Koraszewski   2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków   Coyne   2014-01-04
Długi cień anglosfery   Ridley   2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej   Zimmer   2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?   Dawkins   2014-01-07
Twoja choroba na szalce   Yong   2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?   Zimmer   2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie   Coyne   2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać   Yong   2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle   Zimmer   2014-01-13
Koniec humanistyki?   Coyne   2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?   Yong   2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością   Zimmer   2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha   Cobb   2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!   Coyne   2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?   Ridley   2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności   Cobb   2014-01-28
Ewolucja i Bóg   Coyne   2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki   Yong   2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer   Mayer   2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?   Bruce Lyon   2014-02-02
Moda na kopanie nauki   Coyne   2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy   Zimmer   2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła   Coyne   2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby   Yong   2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?   Coyne   2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?   Mayer   2014-02-10
O przyjaznej samolubności   Koraszewski   2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?   Zimmer   2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości   Ridley   2014-02-18
Żyjące gniazdo?   Zimmer   2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej   Zimmer   2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”   Coyne   2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota   Naskręcki   2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”   Yong   2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla     2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem   Yong   2014-03-02
Intelektualne danie dnia  The Big Think   Coyne   2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się   Zimmer   2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?   Yong   2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę   Yong   2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom   Koraszewski   2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały   Ridley   2014-03-17
Twarde jak skała   Naskręcki   2014-03-18
Pasożyty informacyjne   Zimmer   2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka   Cobb   2014-03-21
Kto to był Per Brinck?   Naskręcki   2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów   Yong   2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności   Lomborg   2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie   Yong   2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie   Koraszewski   2014-03-31
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy   Coyne   2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy   Yong   2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły   Coyne   2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach   Lomborg   2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza   Yong   2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu   Ridley   2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę   Naskręcki   2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie   Yong   2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość   Ridley   2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy     2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach   Coyne   2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe   Yong   2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat   Cobb   2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów   Zimmer   2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt   Yong   2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza   Coyne   2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów   Yong   2014-05-07
Potrawy z pasożytów   Zimmer   2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie   Ridley   2014-05-09
Montezuma i jego flirty   Coyne   2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty   Yong   2014-05-12
Polowanie na nietoperze   Naskręcki   2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia   Coyne   2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA   Zimmer   2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?   Yong   2014-05-20
Niemal ssaki   Naskręcki   2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa   Zimmer   2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się   Yong   2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony   Mayer   2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków   Yong   2014-05-30
Trochę lepszy  świat   Ridley   2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki   Mayer   2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Jestem spełniony   Naskręcki   2014-06-04

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk