Altruizm jest tematem, który badałem na początku mojego modelu Ewolucji i Zachowania. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że jest on sprzeczny z wszystkim, co przewiduje Dobór Naturalny. Altruistyczne działanie to takie, które przynosi korzyści innym na własny koszt. Jako główny biologiczny imperatyw życia jest dla genów, aby replikować się tak bardzo, jak to możliwe, aby zwiększyć ich częstotliwość w puli genów, dlaczego zwierzęta działałyby w sposób, aby zmniejszyć ich własne fitness?
W tej sytuacji, fitness może być mierzona w kategoriach liczby potomstwa zwierzęcia ma, ponieważ odzwierciedla to liczbę razy gen prawdopodobnie został przekazany. Im więcej potomstwa ma zwierzę, tym bardziej udane jest jego życie.
Typy interakcji społecznych
Istnieją 4 główne typy interakcji społecznych z innymi członkami populacji osobnika – współpraca, egoizm, altruizm i złośliwość:
Patrząc na powyższą tabelę spodziewalibyśmy się, że większość organizmów będzie działać tylko w sposób kooperacyjny lub egoistyczny, ponieważ są to jedyne sposoby, które przynoszą im korzyści. Samolubne działania przynoszą korzyści tylko temu osobnikowi i nie mają wpływu na nikogo innego. Nic dziwnego, że ten typ zachowania jest bardzo powszechny i obejmuje rzeczy takie jak nie dzielenie się jedzeniem.
Współpraca ma również wiele zalet dla jednostki. Polowanie w grupie może być bardziej efektywne niż polowanie indywidualne, a co za tym idzie skutkować większą ilością pożywienia przypadającą na jednego osobnika. Życie w większej grupie powoduje „efekt rozcieńczenia”. Opisuje on, że przebywanie w dużej grupie zmniejsza szansę na złapanie osobnika przez drapieżnika. Dodatkowo, życie w większej grupie zwiększa czujność w poszukiwaniu drapieżników.
Jednakże to naprawdę pomaga tylko wtedy, gdy organizm, który zauważy drapieżnika, ostrzega innych, co można uznać za działanie altruistyczne, ponieważ zwraca na siebie uwagę, a więc jest bardziej prawdopodobne, że stanie się celem drapieżnika. Dobrym przykładem tego są grupy meerkatów, gdzie dorosłe osobniki będą obserwować z wyższych punktów obserwacyjnych na tylnych nogach i ostrzegać resztę grupy, jeśli zobaczą drapieżnika.
Czy to kwestia genów?
Jeśli rozważymy altruistyczne działania na poziomie jednostki, trudno sobie wyobrazić, jak altruizm ewoluował. Altruista w grupie samolubnych zwierząt byłby w niekorzystnej sytuacji, ponieważ byłby skłonny pomóc innym, ale inni nie pomogliby jemu. Byłoby to zatem silnie wyselekcjonowane i wszelkie geny dla altruistycznych cech szybko zniknęłyby z puli genów.
W grupie głównie altruistycznej, egoista miałby przewagę nad innymi, ponieważ może być odbiorcą altruistycznych czynów, ale nie zwracać ich. Oznacza to, że miałyby one większy sukces reprodukcyjny i w rezultacie allel dla samolubnych czynów szybko zwiększałby swoją częstotliwość w puli genowej.
Subwersja od wewnątrz
W populacjach małp wąskonosych, małpy będą wydawać dźwięki alarmowe, aby ostrzec innych o obecności drapieżnika – jest to altruistyczne działanie, ponieważ zwraca na siebie większą uwagę – co czyni je bardziej prawdopodobnym celem drapieżnika.
Czyżby małpa z samolubną cechą, która nie ostrzegała innych, miała przewagę, ponieważ mogła uciec po cichu, podczas gdy drapieżnik celował w innych? Zostało to opisane przez Darwina jako „przewrót od wewnątrz”, ponieważ każda altruistyczna grupa w końcu da początek samolubnej jednostce, która będzie miała przewagę, a zatem zwiększy częstotliwość występowania tego samolubnego genu.
Na poziomie grupy można jednak zauważyć, że grupy, które zawierają wszystkich, lub przede wszystkim altruistów, miałyby przewagę nad samolubnymi grupami w złych latach, gdy brakuje żywności – w rezultacie samolubne grupy mogłyby wszystkie umrzeć, pozostawiając większy odsetek altruistów w populacji. Jednak w dobrych latach samolubne grupy będą radziły sobie lepiej niż altruiści, ponieważ mogą przeznaczyć wszystkie swoje zasoby na produkcję jak największej liczby potomstwa.
Teoria Kin Selekcji
Darwin zaproponował teorię ewolucji altruizmu, która sugerowała, że chociaż ofiarne zachowanie jest niekorzystne dla jednostki, może być korzystne dla grupy. Sama teoria Darwina nie wydaje się wystarczająca, by wyjaśnić ewolucję czegoś, co wydaje się takim paradoksem dla doboru naturalnego.
W 1964 roku Bill Hamilton opublikował swoją teorię „doboru krewniaczego” – zwanego też inclusive fitness. Jeśli uznamy, że kondycja oznacza liczbę kopii genu, który powodujesz, aby zostać przekazanym następnemu pokoleniu, możemy zauważyć, że ponieważ krewni prawdopodobnie będą dzielić niektóre z twoich genów, korzystne może być pomaganie im w reprodukcji (jak również sobie). Pomagając bliskim krewnym, możesz zwiększyć całkowitą liczbę kopii swoich genów, które są przekazywane następnemu pokoleniu.
Jeśli wyobrazimy sobie gen, który zwiększałby prawdopodobieństwo działania organizmu w altruistyczny sposób, np. dzielenia się jedzeniem z każdym, kogo napotka, nie przyniosłoby to żadnej korzyści.
Jeśli jednak organizm ten dzieliłby się jedzeniem tylko ze swoimi krewnymi, a dodatkowe jedzenie pomogłoby mu zwiększyć sukces reprodukcyjny, możemy zobaczyć, jak altruistyczny allel mógłby zwiększyć częstotliwość występowania w populacji. Teoria ta nie opiera się na organizmie, który jest w stanie rozpoznać swoich krewnych, ponieważ w populacjach społecznych krewni zazwyczaj żyją blisko siebie.
Kukułki ewoluowały, aby wykorzystać ten brak zdolności do rozpoznania, kto jest rzeczywiście z nimi spokrewniony, ponieważ składają jaja w gniazdach Dunnock. Na pierwszy rzut oka, widząc mniszkę karmiącą i opiekującą się kukułczym pisklęciem, może się wydawać, że jest to altruistyczny czyn ze strony mniszki, ale w rzeczywistości jest to po prostu spowodowane tym, że mniszka nie rozpoznaje, że kukułcze jajo nie jest jednym z ich własnych – nawet jeśli kukułcze pisklę wykluwa się jako pierwsze i wypycha inne jaja z gniazda.
Zależność
Reguła Hamiltona definiuje warunki, w których gen promujący altruizm zwiększyłby swoją częstotliwość w populacji:
Gdzie A jest altruistą, a B beneficjentem. Jeśli A pomaga B, A poniesie koszt zmniejszenia liczby posiadanego potomstwa, ale B skorzysta i będzie miał więcej potomstwa niż bez pomocy A. Jeśli B jest blisko spokrewniony z A, to korzyść B przyniesie również korzyść A, ponieważ dzielą oni niektóre z tych samych genów.
Pokrewieństwo to prawdopodobieństwo, że jeden gen u osobnika jest identyczną kopią, przez pochodzenie, genu u innego osobnika. Będzie ono zatem wyższe u rodzeństwa (50% szans na posiadanie tego samego genu) niż u kuzynów (12,5% szans na posiadanie tego samego genu). Jeśli nierówność opisana przez regułę Hamiltona jest spełniona, to ewolucyjnie korzystne dla A jest pomaganie B na koszt własny A.
Altruizm w koloniach pszczół
Ta teoria doboru krewniaczego sprawdza się w wyjaśnianiu aktów altruistycznych w populacjach owadów społecznych. Na przykład w koloniach pszczół sterylne pszczoły robotnice spędzają życie, opiekując się królową pszczół, ponieważ jest to dla nich najlepszy sposób, by spróbować i zapewnić przekazanie części swoich genów, skoro same nie mogą się rozmnażać.
Pszczoły robotnice mają żądła i będą atakować drapieżniki, które zbytnio zbliżą się do ich gniazda – podczas żądlenia drapieżnika zadzior utknie w drapieżniku i pszczoła umrze. Ewolucja tego samobójczego zachowania ma sens tylko wtedy, gdy weźmiemy pod uwagę, że gniazdo jest pełne krewnych tej pszczoły, a chroniąc ich, będą w stanie rozmnożyć potomstwo z kopiami tego samego genu, co mrówka robotnica.
To pokazuje, że altruistyczne zachowanie nie jest paradoksem doboru naturalnego, na jaki wygląda. Jeśli weźmiemy pod uwagę dobór krewniaczy, możemy zauważyć, że organizmy nadal działają w sposób maksymalizujący obecność alleli w populacji. Warunki rozprzestrzeniania się altruistycznego genu określa reguła Hamiltona i gdy ta nierówność jest spełniona, korzystne jest dla osobnika altruistyczne zachowanie wobec drugiego – to tłumaczy różne poziomy zachowań altruistycznych przejawianych wobec różnych krewnych. John Haldane powiedział kiedyś „Chętnie oddałbym życie za dwóch braci lub ośmiu kuzynów.”
Chcesz dowiedzieć się więcej o biologii lub ewolucji?
Czy nauka stojąca za życiem i ewolucją fascynuje Cię? Zapisz się do naszej wielokrotnie nagradzanej Letniej Szkoły Biologii, gdzie zagłębisz się w tematy takie jak DNA, RNA, teoria komórek i wiele innych. Alternatywnie, jeśli jesteś bardziej zainteresowany medycyną, oferujemy dwutygodniową Medyczną Szkołę Letnią, gdzie dowiesz się o najnowszych osiągnięciach w dziedzinie medycyny.