利他主义从何而来? 绿胡子基因的发现可以解决问题

利他主义从何而来? 绿胡子基因的发现可以解决问题
Walter Mario Stein / Shutterstock

大自然充满了动物互相帮助。 一个典型的例子是 猫鼬 合作。 当小组觅食时,一个人将前往有利位置并密切注意掠食者。 这个无私的个体为了别人的利益而放弃了宝贵的喂养时间,这是生物学家称之为利他主义的一个例子。

但为什么动物要善待彼此呢? 毕竟,查尔斯达尔文的自然选择进化论完全是关于“适者生存“,最有能力生存和繁殖的生物,留下下一代最多的后代。

最近几年出现了关于利他主义的一种可能解释的研究,这是一种特殊类型的基因,最初被建议作为Richard Dawkins的1976书中的假设思想实验, 自私的基因。 在微生物中发现这些所谓的“绿胡子基因”的真实例子有助于改变我们对利他主义起源的看法。

达尔文自己也看到了适者生存理念的问题,着名地突出了工人蚂蚁和蜜蜂的存在,这些蚂蚁和蜜蜂不会繁殖,而是帮助养育女王的后代“特殊困难“因为他的理论。

在达尔文去世后很久,解释为什么动物会出于利他主义,牺牲自己的生殖来帮助他人的问题仍然是一个突出的问题。 解决方案来自进化的“基因视角”,在自私基因中体现。 进化并不是关于适者生存的真正存在,而是关于最适合基因的存活,自然选择有利于能够在下一代中复制自身的基因。

利他主义从何而来? 绿胡子基因的发现可以解决问题
合作蚂蚁:特殊困难。 IanRedding /存在Shutterstock

蚂蚁和蜜蜂的利他主义 可以进化 如果导致工人利他主义的基因正在另一个有机体中帮助另一个基因拷贝,例如女王和她的后代。 通过这样做,该基因确保其在下一代中的代表性,即使它所居住的有机体无法繁殖。


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道金斯的自私基因理论解决了达尔文的特殊困难,但它引发了另一个问题。 一个基因如何识别另一个人是否也携带了它的副本? 大多数时候,基因实际上并不需要识别自身,它只需要帮助 它的亲属.

兄弟姐妹的基因大致相当于50%,其中一半来自父母。 因此,如果一个利他主义的基因可以导致一个人帮助它的兄弟,它“知道”它有一个50%的机会帮助自己的副本。 这究竟是多么无私 进化了 在许多物种中。 但还有另一种方式。

为了突出利他主义基因如何在不向亲属提供帮助的情况下发展,道金斯想出了他的“绿胡子“思想实验。 他想象了一个有三种效应的基因。 首先,它需要引起可见信号(如绿胡子)。 其次,它需要能够识别其他人的信号。 最后,它需要能够优先将利他行为指向那些显示信号的人。

包括道金斯在内的大多数人认为绿色植物只是一种幻想,而不是对自然界中发现的任何真实基因的描述。 其主要原因是单个基因不可能具有所有三种特性。

尽管看起来很奇妙,但近年来发现了真正的绿色大熊猫。 在像我们这样的哺乳动物中,行为是由大脑控制的(大部分),因此很难想象一个让我们利他主义的基因也控制着像绿胡子这样的可感知信号。 但微生物的情况则有所不同。

利他主义从何而来? 绿胡子基因的发现可以解决问题盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum) 哥伦布/维基百科的布鲁诺

特别是在过去的十年中,社会进化的研究在显微镜下进行了一次旅程,揭示了细菌,真菌,藻类和其他单细胞生物的迷人社会行为。 一个突出的例子是社交变形虫 盘基网柄菌(Dictyostelium discoideum),一种单细胞生物,通过与数千种其他变形虫形成一个群体来应对缺乏食物。 在这一点上,一些生物将利他主义牺牲自己形成一个坚固的茎,帮助其他人分散和寻找新的食物来源。

在这里,单个基因更容易充当绿胡子,确实如此 发生了什么。 位于细胞表面的基因能够在其他细胞上粘附自身的拷贝,并排除与该组不匹配的细胞。

这使得基因能够确保细胞的牺牲形成茎不是徒劳的,因为它所帮助的细胞都将拥有该基因的拷贝。 还有更多的例子,其中有几个在海洋无脊椎动物中随着它们的生长相遇,如果它们在 绿胡子基因.

一个黑暗的一面

最近研究的另一个有趣的发现是,绿色植物有一个黑暗的一面,不必涉及利他主义。 如果基因能够识别它是否存在于另一个生物体中,那么通过伤害不具有该基因的生物体就可以获得优势。 这正是土壤细菌中发生的情况 Myxococcus xanthus,绿胡子基因的不匹配导致个体注射 致命的毒素.

对绿胡子基因的研究还处于起步阶段,我们并不真正了解它们在自然界中的广泛性和重要性。 一般来说,亲属关系在利他主义的演变中占有一席之地,因为它通过帮助亲属来确保基因可以帮助自己复制。 也许我们对鸟类和哺乳动物的神秘社交生活的关注推动了这种观点,因为这些群体的社会生活往往围绕着家庭。 但微生物和海洋无脊椎动物的故事可能非常不同。谈话

关于作者

劳伦斯贝尔彻,进化生物学博士候选人, 巴斯大学 Philip Madgwick, 博士生, 巴斯大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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