Giminystės atranka: kas tai, pavyzdžiai ir evoliucinė reikšmė

Sužinokite, kas yra giminystės atranka, realūs pavyzdžiai ir jos evoliucinė reikšmė — nuo skruzdėlių kolonijų iki žinduolių šeimyninio elgesio.

Giminių atranka arba giminių altruizmas yra natūralios atrankos forma. Kai kurie gyvūnai bendradarbiauja su giminaičiais, net jei dėl to rizikuoja patys. Klasikinis pavyzdys - žinduolių šeimyninis gyvenimas arba kolonijiniai vabzdžiai, pavyzdžiui, skruzdėlės.

Daugelis žinduolių ir paukščių skleidžia pavojaus signalus, kad įspėtų kitus apie pavojų. Kiti paukščiai bendradarbiauja atlikdami užduotis, pavyzdžiui, krūmokšniai padeda vieni kitiems statyti lizdus. Visais šiais atvejais, kai gyvūnai bendradarbiauja, kyla klausimas, ar jie patys turi biologinės naudos. Dabar jau aišku, kad naudos yra, jei gyvūnai yra artimai susiję. Taip yra todėl, kad giminingi organizmai turi (tam tikru mastu) bendrą genetinį paveldą.

Pirmieji apie šią sąvoką 1930 m. rašė R. A. Fisheris, o 1955 m. - J. B. S. Haldane'as, tačiau iš tikrųjų šią sąvoką formalizavo W. D. Hamiltonas. Tikrąjį giminingos atrankos terminą tikriausiai sukūrė Džonas Meinardas Smitas (John Maynard Smith), rašydamas:

"Šiuos procesus vadinsiu giminės atranka ir grupės atranka. Giminystės atranką aptarė Haldane'as ir Hamiltonas... Kalbėdamas apie gimininę atranką, turiu omenyje savybių, palankių nukentėjusio individo artimų giminaičių išgyvenimui, evoliuciją.

Bendradarbiaudami giminaičiai daro įtaką vienas kito tinkamumui. Vykstant natūraliajai atrankai, genų, kurie gerina individų tinkamumą, dažnumas didėja. Genai, mažinantys individų fizinį pajėgumą, taps reti.

Tačiau elgesys, kuris didina giminaičių gerovę, bet mažina veikėjo gerovę, vis dėlto gali būti dažnesnis. Giminaičiai pagal apibrėžimą turi daug tų pačių genų. Tai yra pagrindinis giminių atrankos teorijos principas. Remiantis šia teorija, padidėjęs giminaičių tinkamumas gali su kaupu kompensuoti pagalbininkų (elgesį demonstruojančių individų) tinkamumo praradimą.

Tai specialus bendresnio modelio, vadinamo visa apimančiu tinkamumu, atvejis.

Kas yra inclusive (visas apimantis) tinkamumas?

Inclusive fitness (lietuviškai dažnai verčiama kaip „visas apimantis tinkamumas“) apima tiek individo tiesioginį tinkamumą (savo palikuonių skaičių), tiek netiesioginį tinkamumą, kurį individas sukuria padėdamas giminaičiams dauginti bendrus genus. Kitaip tariant, elgesys, kuris sumažina asmeninę sėkmę, bet padidina giminaičių sėkmę, gali būti evoliuciškai naudingas, jei bendra genetinė „išmoka“ yra didesnė.

Hamiltono taisyklė (matematinis paaiškinimas)

Hamiltonas formalizavo sąlygą, kada giminių atranka skatins altruistinį elgesį. Ji dažnai pateikiama trumpai kaip:

rb > c

• r – genetinis artimumas (koeficientas, kiek genų dalija du individai).
• b – nauda (benefitas), kurią gauna gavėjas dėl pagalbos.
• c – kaina (nuostolis) padedančio individo tiesioginiam tinkamumui.

Todėl altruizmas (elgesys, kuris kainuoja padedančiajam) bus evoliuciškai palankus, jei suteikta nauda, padauginta iš genetinio artimumo, viršija tą kainą.

Tipiniai pavyzdžiai

• Socialūs vabzdžiai (skruzdėlės, bitės, širšės): haplodiploidumo sistemoje seserų tarpusavio artimumas gali būti didesnis nei motinos-paliekančių palikuonių, kas paaiškina intensyvų bendradarbiavimą ir kastybinę socialinę struktūrą.
• Įspėjantys signalai – pavojaus šaukliai (pvz., paukščiai ar graužikai): skleidžiant pavojaus signalą gelbstima artimiems giminaičiams, nors pats signalą leidžiantis individas gali tapti labiau pastebimas plėšrūnui.
• Kooperatyvus veisimas: pvz., meerkatų ar kai kurių paukščių populiacijų atveju jaunų individų pagalba tėvams prižiūrint jauniklius.
• Naked mole-rats ir kitos «eusocialios» žinduolių rūšys, kuriose daug individų nedaugiausia nesidaugina, bet dirba kolonijai.

Kaip individai atpažįsta giminaičius?

Giminių atpažinimo mechanizmai gali būti įvairūs:

• Familiarumas ir bendras lizdas/kolonija – artimi individai dažnai auga kartu.
• Cheminiai signalai (pvz., kvapai) – plačiai naudojami vabzdžiuose ir žinduoliuose.
• Genetiniai „žaliojo kepurė“ (green-beard) mechanizmai – retesnis reiškinys, kai konkretus genas atpažįsta ir palankiai veikia kitus su tuo pačiu genu.

Giminių atranka ir grupinė atranka

Giminių atranka dažnai lyginama su grupine atranka. Grupinė atranka remiasi idėja, kad natūrali atranka veikia grupes (o ne tik individą ar genus), skatindama elgesį, naudingą visai grupei. Dauguma šiuolaikinių evoliucijos biologų laiko giminių atranką labiau parsimoniniu paaiškinimu daugelio socialinių elgesio formų atsiradimui, tačiau grupinė atranka išlieka svarbi tam tikroms situacijoms, ypač kai grupų sudėtis ir konkurencija tarp grupių yra reikšminga.

Apribojimai ir sudėtingumai

• Paterniteto (tėvystės) nežinomybė: jei tėvas negali būti tikras, ar jauniklis yra jo, natūralu, kad altruizmas link artimų tėvui vaikų silpsta.
• Konfliktai tarp interesų: giminaičiai gali konkuruoti dėl išteklių arba poravimosi galimybių.
• „Apgavystė“ ir išnaudojimas: evoliucija gali paskatinti strategijas, kurios išnaudoja giminų pasitikėjimą (pvz., „svetimi“ imitatoriai arba ligos, keičiančios elgesį).

Evoliucinė reikšmė žmonių elgesiui

Giminių atranka paaiškina daugelį žmogaus tendencijų padėti artimiesiems (nepotizmas, šeimos solidarumas), tačiau žmogaus elgesys yra kompleksiškas: veikia ir kultūriniai faktoriai, ir reciprokinė parama (abipusis pagalbos mainas), ir socialinės normos. Todėl giminių atranka yra viena iš svarbių, bet ne vienintele, priežasčių mūsų elgesio evoliucijai.

Santrauka

Giminių atranka paaiškina, kaip ir kodėl gali evoliucionuoti elgesys, kuris atrodo „altruistiškas“ — per genų perdavimo perspektyvą. Hamiltono idėjos ir inclusive fitness sąvoka suteikė tvirtą teorinį pagrindą suprasti socialinių elgesių evoliuciją, o empiriniai pavyzdžiai iš vabzdžių, žinduolių ir paukščių parodė, kad ši teorija yra plačiai pritaikoma. Vis dėlto tikslus paaiškinimas kiekvienu konkrečiu atveju reikalauja atsižvelgti į biologinius, ekologinius ir socialinius veiksnius.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra giminių atranka?

K: Kas pirmasis parašė apie šią koncepciją?

K: Koks yra giminingos atrankos pavyzdys?

K: Kaip vyksta giminės atranka?

Klausimas: Kaip manote, kokį terminą sukūrė Johnas Maynardas Smithas, kalbėdamas apie giminių atranką?

K: Kaip natūralioji atranka veikia genus, susijusius su giminaičių fizinę formą gerinančiu elgesiu?

Paieška pagal raidę