Родственият подбор (роднински алтруизъм) — теория, механизми и примери

Родственият подбор: теория, механизми и примери — как роднинският алтруизъм оформя поведението и еволюцията при животните с класически примери и научни доказателства.

Родственият подбор или родственическият алтруизъм е форма на естествен подбор, при която индивиди извършват поведение, което намалява тяхната собствена пряка фитнес (оценена чрез оцеляване и размножаване), но повишава фитнеса на техни близки роднини. Такова поведение изглежда „алтруистично“ на ниво индивидуално действие, но може да бъде обяснено и да бъде поддържано от еволюцията, когато в ползата за роднините са ангажирани общи гени.

История и формулиране на теорията

Идеите за сътрудничество между родствени индивиди са обсъждани още от Р. А. Фишър (1930) и Дж. Б. С. Халдейн (1955), но систематичното математическо формулиране се приписва на У. Д. Хамилтън. Той въвежда понятията за включена фитнес (inclusive fitness) и формализира условието, при което алтруистичен ген може да се разпространи. Самият термин "родствена селекция" е използван и популяризиран от Джон Мейнард Смит, който пише:

"Тези процеси ще нарека съответно роднински подбор и групов подбор. Родственият подбор е разгледан от Халдейн и Хамилтън... Под роднински подбор разбирам еволюцията на характеристики, които благоприятстват оцеляването на близките роднини на засегнатия индивид."

Механизми и формула (правилото на Хамилтън)

Ключовото уравнение е т.нар. правило на Хамилтън, което по опростен начин гласи: индивид ще извърши алтруистично действие, ако

rB > C

• r — коефициент на родство между донорa и получателя (частта от гените, които те споделят по-често от случайността);
• B — ползата за получателя (в допълнение към неговата фитнес);
• C — разходът за донора (загуба на лична фитнес).

Това означава, че ген, който намалява фитнеса на индивида, може все пак да се разпространи, ако приносът му за увеличаване на фитнеса на роднините, умножен по степента на родство, надвиши личната загуба. Теорията за включената фитнес обобщава пряката и индиректната полза (чрез роднини) и се смята за основен механизъм зад много форми на социално поведение.

Механизми за разпознаване на роднини

За да действа родственият подбор, индивидуите трябва поне частично да различават роднини от неродни. Това става чрез няколко механизма:

• Пространствена близост и контакти — индивиди, отглеждани заедно (например в един гнезден кош), често са родни или поне запознати;
• Фенотипно съпоставяне — сравняване на външен вид, мирис или звук с „образец“ (например с майка/група);
• Генетични механизми — редки случаи на „greenbeard“ гени, които разпознават и подпомагат носителите на същия ген;
• Хаплодиплодни системи (в някои насекоми) — особености в наследяването, които променят средните стойности на родство между събратя и сестри и благоприятстват еволюцията на колониални структури.

Примери от природата

Много видове демонстрират поведение, което съответства на очакванията на родствения подбор:

• Бозайници и птици често издават сигнали за тревога, предупреждавайки другите; това поведение може да увеличи оцеляването на близките и съответно да бъде обяснено чрез родствения подбор. Класически пример са земни белки и гущероподобни животни, при които алармирането е свързано с риск за алармирача.
• Колониални насекоми като мравките, пчелите и осите проявяват висока степени на кооперация и деление на труда; при някои от тях (особено при хаплодиплоида) сестринската сродност е по-висока, което обяснява еволюцията на кастовите общества.
• Някои сойки и други птици си сътрудничат в строежа на гнезда или в отглеждането на малките, често като помощници, които са свързани с размножаващите се индивиди.
• Кооперативно отглеждане при видове като сурикатите и някои видове птици — помощници помагат за хранене и защита на малките на близките, понякога за сметка на собствения им размножителен успех.

Емпирични доказателства и критики

Множество полеви и лабораторни изследвания подкрепят важността на включената фитнес. Измервания на коефициенти на сродство, експерименти с манипулиране на ползи и разходи, както и наблюдения върху социални насекоми и бозайници предоставят силни емпирични данни.

Все пак има и дебати: някои подходи (напр. държането на баланс между родствения подбор и груповия подбор) обсъждат дали някои явления могат да бъдат по-добре обяснени чрез селекция на групи. Математическите формули и интерпретации на включената фитнес също са били предмет на подробни анализи и уточнения, но основните заключения на Хамилтън остават централни в съвременната еволюционна биология.

Значение и обобщение

Родственият подбор обяснява защо индивиди могат да проявяват „алтруистично“ поведение към роднини — защото чрез подпомагане на родствени индивиди те всъщност повишават шансa за успеха на споделени гени. Теорията е ключова за разбирането на социални системи, кооперация и еволюцията на сложни обществени структури, от семейни групи при бозайниците до суперорганизми като мравуняците и пчелните кошери.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява родственият подбор?

В: Кой пръв е описал това понятие?

В: Какъв е примерът за роднински подбор?

Въпрос: Как действа родственият подбор?

В: Кой термин вероятно е въведен от Джон Мейнард Смит при обсъждането на роднинския подбор?

В: Как естественият подбор влияе върху гените, свързани с поведение, което повишава физическата годност на роднините?

Търсене по буква