Sorodstvena selekcija (altruizem): definicija, primeri in evolucija

Razumite sorodstveno selekcijo (altruizem): definicija, ključni primeri v naravi in evolucijski mehanizmi, ki pojasnjujejo sodelovanje sorodnikov.

Sorodstvena selekcija ali sorodstveni altruizem je oblika naravne selekcije, ki pojasnjuje, zakaj se lahko razvije vedenje, kjer posamezniki pomagajo drugim, čeprav to lahko zmanjša njihovo osebno preživetje ali razmnoževalni uspeh. Takšno vedenje se kaže, kadar korist koristi sorodnikom—ker imajo sorodni organizmi deloma skupno genetsko dediščino, lahko pomoč sorodnikom posredno poveča prenos lastnih genov.

Definicija in osnovni principi

V jedru teorije je ideja, da se selekcija ne nanaša le na posameznikovo neposredno uspešnost (kolikokrat se razmnoži), temveč tudi na posredne učinke na uspešnost sorodnikov. Ta širša mera uspešnosti se imenuje vključujoča primernost (inclusive fitness) in vključuje:

• direktno primernost: koristi, ki jih posameznik pridobi sam,
• indirktno (posredno) primernost: koristi, ki jih posameznik ustvari tako, da poveča preživetje ali razmnoževanje sorodnikov, ki nosijo podobne gene.

Hamiltonovo pravilo

Koncept je formaliziral W. D. Hamilton v šestdesetih letih 20. stoletja. Klasično poenostavljeno matematično merilo za to, kdaj se altruistično vedenje lahko razširi, je Hamiltonovo pravilo, ki ga lahko izrazimo kot:

rB > C

kjer je:

• r koeficient sorodstva med akterjem in prejemnikom (delež skupnih genov),
• B korist, ki jo prejemnik dobi (v enotah povečane reprodukcije ali preživetja),
• C strošek, ki ga utrpi akter (v enotah zmanjšane reprodukcije ali preživetja).

Poenostavljeno: altruizem se lahko razvije, če koristi, tehtane s sorodstvom, pretehtajo stroške za akterja.

Primeri v naravi

V naravi najdemo veliko primerov vedenj, ki se razložijo z sorodstveno selekcijo:

• Kolonialne žuželke (npr. mravlje, čebele in termiti): delavke pogosto ne razmnožujejo same, ampak skrbijo za potomstvo matke (kraljice). To je klasičen primer, kjer pomoč sorodnikom povečuje vključujočo primernost posameznikov.
• Alarmni klici pri številnih sesalcih in pticah: nekateri posamezniki opozorijo druge na plenilca, tudi če s tem povečajo lastno izpostavljenost. Takšno vedenje je pogosto usmerjeno proti sorodnikom; primer so alarmni klici poljskih veveričk ali Beldingovih veveric.
• Kooperativno gnezdenje in pomoč pri vzreji: mnoge ptice in sesalci, npr. mravene in nekateri sesalci kot surikate, imajo pomočnike, ki negujejo mladiče sorodnikov ali sodelujejo pri obrambi ter iskanju hrane.
• Druženjsko življenje sesalcev: starševska skrb in pomoč odraslih sorodnikov mladičem (npr. pri primatih, volkovih) povečujejo preživetje sorodnikovih mladičev.
• Deljenje hrane pri vampirjih in drugih vrstah: posamezniki, ki so pred kratkim dobili obrok, včasih hranijo sorodnike ali člane skupine, kar poveča preživetje skupine v obdobjih pomanjkanja.

Mehanizmi sodelovanja in prepoznavanja sorodnikov

Da se sorodstvena selekcija učinkovito udejanja, so pogosto prisotni mehanizmi za prepoznavanje sorodnikov ali pa življenjski slog (npr. filopatričnost — zadrževanje na rodnem območju), ki povzroči, da so bližnji sosedje sorodniki. Med mehanizmi so:

• genetska prepoznavnost (neposredno prepoznavanje genetskih znakov),
• družinska slehernos (prepoznavanje po vonju ali družinskem okolju),
• greenbeard mehanizmi — redki primeri, kjer določen gen povzroči tako lastnost kot prepoznavanje iste lastnosti pri drugih (primeri so bili opaženi v mikroorganizmih in kvasovkah),
• socialna struktura in omejena razseljenost, zaradi česar so posamezniki v bližini pogosto sorodniki.

Zgodovina pojma in znanstvena razprava

Prve zametke ideje so obravnavali že R. A. Fisher in J. B. S. Haldane (omembe sta imeli v različnih delih zgodnjega 20. stoletja), vendar jo je teoretično in matematično utrdil W. D. Hamilton. Dejanski izraz sorodstvena selekcija je verjetno skoval John Maynard Smith, ko je zapisal:

"Ta procesa bom imenoval sorodstvena selekcija in skupinska selekcija. O sorodstveni selekciji sta razpravljala Haldane in Hamilton... S sorodstveno selekcijo mislim na razvoj lastnosti, ki dajejo prednost preživetju bližnjih sorodnikov prizadetega posameznika.

Teorija je sprožila veliko razprav, zlasti v primerjavi s konceptom skupinske selekcije. Sodobni pogled pogosto združuje obe perspektivi v večnivojsko teorijo evolucije, kjer lahko selekcija deluje tako znotraj skupin kot med skupinami, odvisno od razmer in parametrov populacije.

Empirična podpora in omejitve

Množica empiričnih študij podpira napovedi sorodstvene selekcije (npr. korelacija med stopnjo sorodstva in pripravljenostjo pomagati). Vendar obstajajo omejitve in dodatni dejavniki, ki vplivajo na pojav altruizma:

• drugi evolucijski mehanizmi, kot je nepotizem, vzajemnost (reciprocity) in kaznovanje nesodelovanja, lahko prav tako podpirajo kooperativno vedenje;
• okoljske okoliščine, gostota populacije in življenjska zgodovina vrste vplivajo na to, ali bo sorodstvena selekcija prevladala;
• merjenje parametrov r, B in C v naravi je zahtevno, zato so nekateri empirični rezultati predmet nadaljnjih preiskav in debat.

Pomen za razumevanje vedenja

Sorodstvena selekcija razloži, kako lahko egoistični geni posredno koristijo, če posameznik s svojim vedenjem poveča reproduktivni uspeh sorodnikov. To pojasnjuje mnoge oblike socialnega vedenja v živalstvu in osvetljuje evolucijski izvor altruizma. Hkrati pa teorija poudarja, da altruizem ni nujno samoprijeten, temveč pogojno — odvisen od sorodstvenih povezav in stroškov ter koristi v danem ekološkem kontekstu.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je sorodstvena selekcija?

V: Kdo je prvi opisal ta koncept?

V: Kaj je primer sorodstvene selekcije?

V: Kako deluje sorodstvena selekcija?

V: Kateri izraz je verjetno skoval John Maynard Smith, ko je govoril o sorodstveni selekciji?

V: Kako naravni izbor vpliva na gene, povezane z vedenjem, ki povečuje fitnes sorodnika?

Išči po črki