利他主義從何而來? 綠鬍子基因的發現可以解決問題

利他主義從何而來? 綠鬍子基因的發現可以解決問題
Walter Mario Stein / Shutterstock

大自然充滿了動物互相幫助。 一個典型的例子是 貓鼬 合作。 當小組覓食時,一個人將前往有利位置並密切注意掠食者。 這個無私的個體為了別人的利益而放棄了寶貴的餵養時間,這是生物學家稱之為利他主義的一個例子。

但為什麼動物要善待彼此呢? 畢竟,查爾斯達爾文的自然選擇進化論完全是關於“適者生存“,最有能力生存和繁殖的生物,留下下一代最多的後代。

最近幾年出現了關於利他主義的一種可能解釋的研究,這是一種特殊類型的基因,最初被建議作為理查德道金斯的1976書中的假設思想實驗, 自私的基因。 在微生物中發現這些所謂的“綠鬍子基因”的真實例子有助於改變我們對利他主義起源的看法。

達爾文自己也看到了適者生存理念的問題,著名地突出​​了工人螞蟻和蜜蜂的存在,這些螞蟻和蜜蜂不會繁殖,而是幫助養育女王的後代“特殊困難“因為他的理論。

在達爾文去世後很久,解釋為什麼動物會出於利他主義,犧牲自己的生殖來幫助他人的問題仍然是一個突出的問題。 解決方案來自進化的“基因視角”,在自私基因中體現。 進化並不是關於適者生存的真正存在,而是關於最適合基因的存活,自然選擇有利於能夠在下一代中復制自身的基因。

利他主義從何而來? 綠鬍子基因的發現可以解決問題
合作螞蟻:特殊困難。 IanRedding /存在Shutterstock

螞蟻和蜜蜂的利他主義 可以進化 如果導致工人利他主義的基因正在另一個有機體中幫助另一個基因拷貝,例如女王和她的後代。 通過這樣做,該基因確保其在下一代中的代表性,即使它所居住的有機體無法繁殖。


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道金斯的自私基因理論解決了達爾文的特殊困難,但它引發了另一個問題。 一個基因如何識別另一個人是否也攜帶了它的副本? 大多數時候,基因實際上並不需要識別自身,它只需要幫助 它的親屬.

兄弟姐妹的基因大致相當於50%,其中一半來自父母。 因此,如果一個利他主義的基因可以導致一個人幫助它的兄弟,它“知道”它有一個50%的機會幫助自己的副本。 這究竟是多麼無私 進化了 在許多物種中。 但還有另一種方式。

為了突出利他主義基因如何在不向親屬提供幫助的情況下發展,道金斯想出了他的“綠鬍子“思想實驗。 他想像了一個有三種效應的基因。 首先,它需要引起可見信號(如綠鬍子)。 其次,它需要能夠識別其他人的信號。 最後,它需要能夠優先將利他行為指向那些顯示信號的人。

包括道金斯在內的大多數人認為綠色植物只是一種幻想,而不是對自然界中發現的任何真實基因的描述。 其主要原因是單個基因不可能具有所有三種特性。

儘管看起來很奇妙,但近年來發現了真正的綠色大熊貓。 在像我們這樣的哺乳動物中,行為是由大腦控制的(大部分),因此很難想像一個讓我們利他主義的基因也控制著像綠鬍子這樣的可感知信號。 但微生物的情況則有所不同。

利他主義從何而來? 綠鬍子基因的發現可以解決問題盤基網柄菌(Dictyostelium discoideum) 哥倫布/維基百科的布魯諾

特別是在過去的十年中,社會進化的研究在顯微鏡下進行了一次旅程,揭示了細菌,真菌,藻類和其他單細胞生物的迷人社會行為。 一個突出的例子是社交變形蟲 盤基網柄菌(Dictyostelium discoideum),一種單細胞生物,通過與數千種其他變形蟲形成一個群體來應對缺乏食物。 在這一點上,一些生物將利他主義犧牲自己形成一個堅固的莖,幫助其他人分散和尋找新的食物來源。

在這裡,單個基因更容易充當綠鬍子,確實如此 發生了什麼。 位於細胞表面的基因能夠在其他細胞上粘附自身的拷貝,並排除與該組不匹配的細胞。

這使得基因能夠確保細胞的犧牲形成莖不是徒勞的,因為它所幫助的細胞都將擁有該基因的拷貝。 還有更多的例子,其中有幾個在海洋無脊椎動物中隨著它們的生長相遇,如果它們在 綠鬍子基因.

一個黑暗的一面

最近研究的另一個有趣的發現是,綠色植物有一個黑暗的一面,不必涉及利他主義。 如果基因能夠識別它是否存在於另一個生物體中,那麼通過傷害不具有該基因的生物體就可以獲得優勢。 這正是土壤細菌中發生的情況 Myxococcus xanthus,綠鬍子基因的不匹配導致個體注射 致命的毒素.

對綠鬍子基因的研究還處於起步階段,我們並不真正了解它們在自然界中的廣泛性和重要性。 一般來說,親屬關係在利他主義的演變中佔有一席之地,因為它通過幫助親屬來確保基因可以幫助自己複製。 也許我們對鳥類和哺乳動物的神秘社交生活的關注推動了這種觀點,因為這些群體的社會生活往往圍繞著家庭。 但微生物和海洋無脊椎動物的故事可能非常不同。談話

關於作者

勞倫斯貝爾徹,進化生物學博士候選人, 巴斯大學 - Philip Madgwick, 博士生, 巴斯大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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