Дарвиновская головоломка

Дарвиновская головоломка — это черта , которая, по-видимому, снижает приспособленность людей, обладающих ею. Такие черты привлекают внимание биологов-эволюционистов . Некоторые человеческие черты представляют собой проблему для эволюционного мышления, поскольку они относительно распространены, но связаны с более низким репродуктивным успехом из-за снижения рождаемости и/или продолжительности жизни. Некоторые из классических примеров включают: леворукость, менопаузу и психические расстройства. Эти черты встречаются и у животных: павлин демонстрирует пример черты, которая может снизить его приспособленность. Чем больше хвост, тем легче его заметить хищникам, а также он может мешать движению павлина. Фактически Дарвин решил эту «загадку», объяснив хвост павлина свидетельством полового отбора ; больший хвост придает самцу эволюционную приспособленность, позволяя ему привлекать больше самок, чем другим самцам с более короткими хвостами. Само словосочетание «дарвиновская загадка» встречается редко и имеет неясное происхождение; обычно об этом говорят в контексте поведение животных .

Применение в природе

Дарвиновские загадки очевидны в природе, хотя кажется, что они снижают приспособленность человека, обладающего ими. Разные люди используют это странное явление по-разному, например, используя токсины, демонстрацию фитнеса и мимикрию .

Факторы, влияющие на дарвиновские загадки

В биологии есть несколько факторов, которые могут повлиять на дарвиновские загадки.

Коэффициент родства (r): процент генов, общих для двух животных.

Это может быть основано на общем происхождении. Животные могут делиться 1/4, 1/2 или даже в некоторых случаях всеми своими генами с другими. У однояйцевых близнецов коэффициент родства r=1. Полные братья и сестры имеют коэффициент родства r = 0,50, а сводные братья и сестры и двоюродные братья имеют коэффициент родства r = 0,25. В зависимости от того, насколько родственны два животных, они могут с большей вероятностью вести себя альтруистично по отношению друг к другу. Даже если это не приносит никакой пользы им самим, это помогает способствовать выживанию по крайней мере некоторых из их генов, поскольку они являются общими с другими, тесно связанными с ними. Формула для расчета коэффициента родства: (R _XY ) = Σ (1/2). ^н.

Правило Гамильтона: объяснение того, когда дарвиновская загадка может возникнуть в популяции.

Правило Гамильтона часто используется для объяснения альтруизма в популяциях, основанного на родстве. Его можно представить формулой (rB > C), где r представляет родство, B представляет выгоду для получателя, а C представляет собой затраты для альтруиста. Животные могут использовать правило Гамильтона во многих случаях, когда оно не способствует повышению их собственной приспособленности, но оказывает эволюционное влияние на общую приспособленность вида в целом.

Примеры

Следующие явления иногда называют дарвиновскими головоломками:

Альтруизм у животных
- Биологический альтруизм : имеет тенденцию быть сосредоточен на обмене фитнесом. Его также можно назвать эволюционным или репродуктивным альтруизмом. Это определяется как «повышение приспособленности других организмов при одновременном снижении приспособленности самого актера». Чтобы это было правдой, должны присутствовать как потеря «актера», так и выгода «получателя». Дело не только в том, как поведение влияет на приспособленность, но и на все другие характеристики, которые также составляют приспособленность.
- Психологический альтруизм : основан на намерениях того, кто совершает такое поведение. Это определяется утверждением, что «поведение является психологически альтруистичным тогда и только тогда, когда оно мотивировано конечным желанием благополучия какого-то другого организма, и в качестве первого шага мы можем сказать, что желание является предельным, если его объект желаемо само по себе, а не потому, что агент думает, что удовлетворение желания приведет к удовлетворению какого-то другого желания». Примером может служить отдача денег благотворительной организации с намерением помочь другим, даже если деньги никогда не доходят до этой конкретной благотворительной организации. Однако если человек жертвует деньги на благотворительность для того, чтобы другие думали, что он бескорыстен, это не является психологически альтруистическим поведением.
- Помогающий альтруизм : сочетает в себе биологическое и психологическое, но является наименее распространенным из трех. Он представляет собой причину поведения, а также возможные результаты фитнеса в результате такого поведения. Лучше всего процитировать это поведение так: «Мы можем спросить, мотивирован ли человеческий альтруизм внутренне или внешне; то есть помогают ли люди друг другу, потому что полезное действие само по себе вознаграждается или только потому, что полезное действие способствует достижению отдельных целей». результаты, такие как материальное вознаграждение или уклонение от наказания?» Это не обязательно должно заключаться в добыче еды или помощи в воспитании молодняка, это может быть гораздо мягче (помощь кому-то другому в достижении личной цели).
гомосексуальность
- Угандийские кобсы: Из видов угандийских кобов самки, по-видимому, являются единственным полом, который участвует в гомосексуальном поведении. Часто можно увидеть, как самки-кобы домогаются других самок, свистя им и/или пиная переднюю ногу, чтобы деликатно прикоснуться к другим женским гениталиям. Удары ногами передними ногами также можно увидеть у горных баранов-самцов, которые также используют его для вступления в гомосексуальные отношения с другими баранами-самцами. Самки-кобы также участвуют в восседании на других самок, хотя они не могут размножаться одним только действием. Самки, участвующие в ухаживании за другими самками, могут даже конкурировать за выбор определенных самок, толкая конкурентов головой. Первоначально считалось, что это действие является способом для женщин, не заинтересованных в гомосексуальных ухаживаниях, отказать преследователям, но оказалось, что это способ добиться доминирования над другими кобами. Даже при таком гомосексуальном поведении самки кобов по-прежнему спариваются с самцами кобов, что заставляет ученых полагать, что эти действия по занятиям сексом или возбуждению представителей того же пола повышают их шансы на будущий репродуктивный секс. (2)
- Серые гуси: Внутри этого вида гусей встречаются как гетеросексуальные, так и гомосексуальные пары. Самцы серых гусей часто объединяются в пары и остаются вместе годами, как и самцы афалин. Эти самцы работают вместе, чтобы найти себе пару, и оба являются отцом нескольких гусят. В результате в этих отношениях у гусят есть три родителя, мужская пара и мать. Это приносит пользу не только растущим гусям, у которых есть дополнительный родитель, который их защищает, но и выгоде матери, которая получает более высокий социальный статус, больше времени для ухода за птенцами и больше времени для поиска еды для себя. Пока мать не кормится, более доминирующий самец отбивается от хищников, а другой остается присматривать за гусятами. Как только отношения исчерпаны, самка гуся отделяется, а два гуся-самца продолжают свою жизнь вместе. (1)
Клеточное старение
Бабочка-монарх: Бабочка-монарх — это вид с оранжево-черным рисунком крыльев, который очень легко обнаружить. Такая окраска монарха не способствует его приспособленности. Это невыгодно, поскольку яркие цвета привлекут хищников. Однако они способны противодействовать этому бесполезному свойству, поскольку способны питаться ядовитыми молочными водорослями, которые откладывают в их тканях мощный растительный яд. Следовательно, когда хищник их проглатывает, у них возникает рвота из-за яда, находящегося в организме бабочки. Хотя бабочка-монарх будет жертвовать собой в ходе этого процесса, она способна помочь себе подобным, рассказывая своим хищникам о вреде их поедания. Тогда генетически схожие монархи смогут выжить и передать общие гены следующему поколению монархов.
Ядовитая лягушка-дротик. Виды ядовитых лягушек-древолазов (представители рода Dendrobatidae) являются еще одним ярким примером животного, которое применимо к концепции дарвиновской загадки. Яркая, заметная окраска их кожи — это тактика, используемая для предупреждения хищников о том, что они очень токсичны. У золотой ядовитой лягушки-древолоса длиной два дюйма (пять сантиметров) достаточно яда, чтобы убить десять взрослых мужчин. Коренные народы Эмбера проводят кончиками стрел по коже лягушек, чтобы сделать стрелы токсичными. Этот метод является высокоэффективным инструментом охоты, благодаря которому вид лягушек получил название «ядовитый древолаз». Ученые предсказывают, что лягушки усваивают токсины из добычи, которую они едят, состоящей из муравьев и термитов. Лягушки демонстрируют дарвиновскую загадку из-за своей яркой окраски, которая, как считается, привлекает хищников. Вместо этого они представляют собой предупреждение.
Газель ходит : Дарвиновская загадка также проявляется в поведении газелей, когда они ходят. Они делают это, чтобы показать хищникам, что они физически здоровы и что хищник не поймает их, если они решат преследовать. Это форма отпугивания хищников, но в то же время она делает газель более заметной для хищника. Кроме того, во время стоянки газели расходуется больше калорий, что противоречит здравому смыслу выживания. Еще одна дарвиновская загадка, которую пытаются объяснить ученые, — это поведение газелей Томсона. Газель жертвует своей скоростью, спасаясь от одного хищника, но ищет впереди других хищников. Другая потенциальная причина такого поведения заключается в том, что оно предупредит стадо о присутствии хищника поблизости. Хищники, такие как гепарды, понимают, что когда газель стоит на месте, у них меньше шансов поймать добычу, поэтому они отказываются от охоты.
Заметная паутина: существуют пауки, плетущие шары, которые плетут паутину зигзагообразными узорами, которые ясны и видны их добыче. Считается, что видимость украшения паутины отпугивает добычу от паутины, но на самом деле она действует как приманка, заманивающая добычу в нее. Добыча более склонна избегать видимых узоров и попадает в паутину между зигзагообразными узорами. Пауки также используют его как форму камуфляжа, чтобы скрыть свое тело. Исследования показали, что пауки, плетущие круги с орнаментированной паутиной, более успешно ловят добычу, чем неукрашенные паучьи пауки.
Мимикрия: многие виды обладают чертой, известной как мимикрия , которая позволяет обычно безобидным существам казаться опасными. Безобидные журчалки — пример вида, проявляющего мимикрию. Журчалки имитируют внешний вид и звук ос. Хотя большинство из них очень похожи на ос, другие едва ли похожи на ос. Чтобы решить дарвиновскую загадку, почему некоторые журчалки не похожи на ос, канадские исследователи провели исследование. В этом исследовании исследователи определили, что более крупные журчалки будут очень похожи на ос, тогда как более мелкие виды едва имитируют их. Было установлено, что это связано с тем, что более крупные виды подвергаются большей угрозе нападения птиц. Меньшим видам не нужно так сильно беспокоиться о том, чтобы выдавать себя за ос, потому что птицы даже не будут пытаться напасть на них из-за их размера. Поскольку более крупные журчалки выдают себя за ос, у них будет больше шансов на выживание и, следовательно, повысится их приспособленность.

См. также

Примечания

Ссылки

Квеллер, округ Колумбия (1985). Родство, взаимность и синергизм в эволюции социального поведения. Природа, 318. 366–367.
Маллет Дж. и Сингер М. (2008). Индивидуальный отбор, родственный отбор и изменение баланса в эволюции предупреждающих цветов: данные о бабочках, 32 (4). 337-350
Ядовитая лягушка-дротолет dendrobatidae. National Geographic, получено из [1]
Алкок, Дж. (2009). Поведение животных (9-е изд.). Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc.
Гош, П. (21 марта 2012 г.). Исследователи решают загадку эволюции Дарвина. Би-би-си
«На природе: гомосексуальное поведение в животном мире». Ютуб . Эд. Дио Генезис. YouTube, 25 августа 2009 г. Интернет. 09 декабря 2015 г.
Рэмси, Грант (2016). «Может ли альтруизм быть единым?». Исследования по истории и философии науки. Часть C: Исследования по истории и философии биологических и биомедицинских наук . 56 : 32–38. дои : 10.1016/j.shpsc.2015.10.007 . ПМИД 26589486 .