• Saturday July 20,2019

Genetická evolúcia spoločenského správania - I.

Anonim

Inklúzna fitness je niečo, o čom ste už predtým počuli. JBS Haldane, jeden z najväčších evolučných genetikov 20. storočia, raz skľúčil, že by ".

ležia svoj život pre dvoch bratov alebo osem bratrancov, "stručné vyjadrenie podmnožiny tohto rámca, ktorý je zaradený do kin výberu, logika je celkom samozrejmá, ale v šesťdesiatych rokoch osamelý absolvent študent v Anglicku, William D. Hamilton, ktorý sa snažil formálne vysvetliť tajomstvo altruizmu, ovocím jeho práce boli dva články: Genetická evolúcia spoločenského správania - ja a genetická evolucia sociálneho správania - II, publikovaná v roku 1964 v The Journal v úzkych cestách génovej zeme, zväzok 1: Evolúcia sociálneho správania sa v biografickom predpise týchto dokumentov trápi jeho neuveriteľné seba-pochybnosti o hodnote otázok, ktoré sa pýtal, všadeprítomné nepriateľstvo alebo nepochopenie, že Hamilton bol podliehajúc všetkým potenciálnym mentorom.V tomto období bolo vysvetlenie altruizmu väčšinou samozrejmé a biológ VC Wynne-Edwards vyjadril vládnuci konsenzus o moci vplyvov na úrovni skupiny pri formovaní sociálnej dynamiky. Stručne povedané, bolo to "pre dobro tohto druhu." Rovnako ako Charles Darwin a jeho hrdina RA Fisher Hamilton si myslel, že tam je viac, než sa stretlo s očkom a že genetické vysvetlenie z prvých zásad bolo nevyhnutné. V prologu k jeho predlohe k Genetickej evolúcii spoločenského správania - ja sa rétoricky pýtam, prečo koniec koncov existujú priateľské vzťahy medzi organizmami, ktoré nie sú kamarátmi, alebo rodičom potomstva dyad? V tomto dokumente sa pokúša matematicky "dokázať ~, prečo je hľadisko génového výberu postačujúce ako vysvetlenie pre altruizmus. Hamilton priznáva, že jeho formalizmus bol nemotorný, neskôr s nadšením priznal eleganciu a väčšiu všeobecnosť riešenia Georgea Priceu k problému altruizmu. Ale do tej doby tieto dva dokumenty boli nevyhnutné ako markery inflexného bodu v novom smere v evolučnej biológii a sociálnej teórii. Genetická evolúcia spoločenského správania - ja nie je znakom jasnej expozície; skôr, genetická evolúcia spoločenského správania - II plní úlohu ilustráciu biologického významu trochu neprístupných formalistických postupov, ktoré Hamilton zavádza. V skutočnosti je to vlastne jeden argument, ale prezentácia a úroveň abstrakcie sa líšia do takej miery, že si človek dokáže predstaviť, že mnohí jednoducho prenikli do druhého s takmer prvým pohľadom. Mojou úlohou vo svojom príspevku je prekonať hlavné body v úcty k Hamiltonovi, ktorý sa smutne priznal, že hoci prvá časť práce mala veľké citácie, bolo pravdepodobné, že len veľmi málo ju skutočne prečítalo (1 700 citácií podľa Google Scholar hneď teraz ). Použitá notácia je trochu zvláštna a ja budem robiť niekoľko kompromisov kvôli ťažkostiam s vykresľovaním matematických rovníc v HMTL (pre účely prístupnosti sa nebudem venovať špecializovanému značkovaciemu jazyku).

Vhodnosť jednotlivca je súčtom jeho základnej jednotky jeho osobného genotypu a celkovými účinkami na susedov, ktoré budú závisieť od ich genotypov:

a = 1 + δ a + e °, kde sybmol osobný efekt δ a do akéhokoľvek agregátu a ° bude reprezentovať jeho vylúčenie. (1)

Hamilton potom vás požiada, aby ste si predstavili dvoch jedincov, A & B, a ich vzťahy na mieste, ktoré reprezentujú svoju identitu podľa zostupu. Súčet pravdepodobností štátu je reprezentovaný takto:

c 2 + c 1 + c 0 = 1

Tam, kde dolný index udáva počet kópií s porovnaním medzi dvomi jednotlivcami, a pravdepodobnosti musia byť sumarizované na 1. Z týchto vzťahov možno povedať, že Hamilton, ktorý dokáže odvodiť r, koeficient vzťahu a táto hodnota je nevyhnutná pre pochopenie distribúcie účinky, keď aktér pôsobí na iného jedinca. Z genetického hľadiska, keď je fitness je otázka r je podstatou. Z tohto Hamiltona sa vytvorí vektor,

a r } A, ktorý sumarizuje vplyv A na rad jedincov, ktorých genetický vzťah je meraný r medzi A a uvedeným jedincom.

Ďalej Hamilton chce, aby ste uvažovali o súbore génov na mieste, p 1, p 2, p 3 .

p n, takže pole môže byť teraz považované za:

{ a r } ij, kde ij teraz reprezentuje genotypové hodnoty A. Teraz je možné uvažovať o celkovom účinku na fitness z dôvodu A:

Σ (hodnotiť naprieč všetkými r ) (δ a r ) A = Σ (vyhodnotiť naprieč všetkými r ) ra r ) A + Σ

Táto rovnica rozkladá vplyv A na gény, ktoré sú rovnaké podľa zostupu, a tie, ktoré nie sú zostupom zhodné s použitím koeficientu vzťahu. Hamilton, v ďalšom záplave nepriehľadných formálnych prechodov, prepíše vyššie uvedené ako:

δT A = δR A + δS A

To sumarizuje celkový účinok génov prostredníctvom A na tie, ktoré sú identické podľa zostupu (to je príbuzné), δR A a tie, ktoré nie sú identifikované klesaním, δS A. Teraz budem preskočiť niektoré algebraické manipulácie a preložiť ich do ovplyvnenia na frekvencii alely, p i, v priebehu času:

Δp i = { p i / ( R .. + δS .. )} ( R i - R .. )

V tomto bode je dôležité poznamenať, že R .. predstavuje inkluzívnu kondíciu ako takú, zatiaľ čo Hamilton termín δS .. ako zrieďovací účinok . Pamätajte, že posledne menované sú gény, ktoré nie sú identické podľa zostupu. Hamilton hovorí, že znak inkluzívnej kondície určuje smer zmeny génových frekvencií, zatiaľ čo δS .. ovplyvňuje veľkosť. Časové obdobia sú zástupné pre i & j, všimnite si, že v tomto prípade jedna z inkluzívnych fitness premenných má i, čo naznačuje totožnosť s alelou, ktorú sledujeme v priebehu času. Po nejakej algebraickej manipulácii Hamilton "dokazuje ", že inkluzívna kondícia je vždy maximalizovaná v priebehu času. Umiestňujem citové značky, pretože Hamilton sám v modeli uznáva "artificiality ", napríklad používa slabý výber na aproximáciu nulového výberu, pretože nemení koeficienty súvisnosti medzi generáciami prostredníctvom iterácií. Jeho apologia je, že výber ako taký by mal byť slabý, a že veľké efekty mutácie sú smiešne z definície. História v tomto prípade nie je na jeho strane! V každom prípade Hamilton v texte jasne uvádza, že jeho cieľom je napodobniť "klasický model" svojho času, ktorý sa zameral na šírenie alely prostredníctvom individuálneho výberu bez predpokladu inkluzívnej kondície a ktorý bol obmedzený a tvarovaný jeho expozíciu a končí. V ďalšej časti, po malej algebre, Hamilton konštruuje inú rovnicu, kde r je explicitne zahrnutá:

Δp i = (p i r ) ( δT i -TT ) / (1 + - δT )

Pamätajte, že r sa manifestuje takto:

0, 500 rodičov-potomok
0, 250 prarodič-vnuk
0, 125 veľký starý rodič - veľký vnuk
1 000 identických dvojčiat
0, 500 plných súrodencov
0, 250 polovičných súrodencov
0, 125 prvých bratrancov

Stručne povedané, rýchlosť zmeny alely v tomto prípade môže byť modulovaná vzťahom, cez ktorý alela funguje. Hamilton hovorí, že "výhody poskytnuté " klasickým "génom jeho nosičom sú také, že gén sa šíri určitou rýchlosťou, súčasný výsledok nám hovorí, že za presne podobných okolností iný gén, ktorý poskytuje podobné výhody tým, dopravcovia by dosiahli presne polovicu tejto rýchlosti . "Znie to dobre? Pripomeňme si myšlienku, že "gay gén" by sa mohol rozšíriť, pretože pomoc poskytovaná netere a synovcom na úkor individuálnej zdatnosti; nepravdepodobnosť tohto druhu evolučného konania je jednoduchá kvôli tomu, že s r . 1/4 medzi tety a strýčkami a netermi a synovcami by dostatočná kondícia mala byť neuveriteľne veľká v poradí násobkov.

Existuje niekoľko ďalších podrobností, ktoré som vynechal z tejto "expozície", tak ako je. Ale myslím, že som poskytol chuť na všeobecnú myšlienku, že Hamilton pokračuje. Ak ste zvedaví, dôrazne odporúčam, aby ste získali kópiu genetického vývoja sociálneho správania - I. Biografický úvod do týchto dvoch kapitol je veľmi informatívny a osviežujúci; a dať vám heads up na slabých miestach v papieroch.

HAMILTON, W. (1964). Genetická evolúcia spoločenského správania. I. Journal of Teoretical Biology, 7 (1), 1-16. DOI: 10.1016 / 0022-5193 (64) 90038-4


Zaujímavé Články

Egypťan  "Scorpion King " Vyrobené lieky z bylín a chlastu 5k rokov

Egypťan "Scorpion King " Vyrobené lieky z bylín a chlastu 5k rokov

Asi pred 5000 rokmi starí Egypťania už miešali bylinky a stromové živice do svojho vína, aby vyrábali prírodné liečivá, podľa novej analýzy chemických stôp zanechaných vo vínnych pohároch. Ranní Egypťania "žili vo svete bez moderných syntetických liekov a boli si veľmi dobre vedomí výhod, ktoré môžu mať prírodné prísady - najmä ak sa rozpustia v alkoholovom médiu, ako je víno alebo pivo", čo rozkladá rastlinné alkaloidy, hovorí vedúci výskumník Patrick McGovern, archeochemik. Literárne dôkazy o týchto nápojoch už boli

Kráľovská spoločnosť sa pýta: Sme pripravení stretnúť sa s ET?

Kráľovská spoločnosť sa pýta: Sme pripravení stretnúť sa s ET?

Poznáte starú rutinu v sci-fi: Cudzinci sa objavia, ľudia na Zemi vydesujú. Či budeme vyprovokovať cudzincov v Deň, kedy Zem zostala stále, alebo keď dorazia spenení s krvnou chúťkou podobnou Mars Attacks , rozprávačiaci celkový pocit je, že hromada ľudstva nebude dobre reagovať na skutočnú prítomnosť mimozemského života. Potrebujeme Will Smith

Zelená s modrými strechami

Zelená s modrými strechami

(Tento príspevok sa pôvodne objavil v on-line vedeckom časopise Hawkmoth. Sledujte @HawkmothMag a objavte viac ich práce.) Existujú dobré dôvody premýšľať zelenú, pokiaľ ide o mestské strechy: výsadba záhrad nazývaná "zelené strechy" na mrakodrakoch má mestá z ekologického, ekonomického, estetického, vzdelávacieho a psychologického hľadiska prospešné. Ale čo myslíte modré? Aj ke

Svetový zoznam ohrozených druhov je ohrozený

Svetový zoznam ohrozených druhov je ohrozený

Červený zoznam, najvyhľadávanejší zdroj informácií o ohrozených druhoch na svete, je kritizovaný vedcami a ochranármi, z ktorých niektorí prispievajú do zoznamu, pretože sú neprípustné a nevedecké. Zoznam, ktorý každoročne uvádza Medzinárodná únia pre ochranu prírody (IUCN), slúži na zvyšovanie povedomia a prostriedkov na ochranu, na informovanie o štúdiách o vplyvoch na životné prostredie a na nástroj pre lobistov. Mnohí však teraz spochybňujú presn

Google Street View sa spúšťa do diskusií vo Švajčiarsku a Izraeli

Google Street View sa spúšťa do diskusií vo Švajčiarsku a Izraeli

V minulom roku spoločnosť Google zvýšila zúfalstvo mnohých, keď priznala, že vozidlá Street View mapujúce mestá neúmyselne zhromažďovali nezašifrované údaje Wi-Fi, ktoré prechádzali okolo príbytkov. S cieľom vyriešiť svoj obraz a odvrátiť súdne spory spoločnosť čoskoro sprísnila svoje zásady ochrany osobných údajov a zabezpečila, že vozidlá Street View prestali zhromažďovať tieto informácie. Ale kontroverzie sa jednoducho nezasta

Konečná likvidácia odpadu

Konečná likvidácia odpadu

Plazma premení odpad na plyn, ktorý poháňa turbínu v japonskom zariadení. Obrázky sú s láskavým dovolením Davidom Cyranom / Príroda Čo by mohlo byť lepšie ako elektráreň, ktorá vyžíva špinavú skládku a vyháňa čistú elektrinu? Jedno zariadenie v meste Utashinai v Japonsku robí práve to od roku 2003, pričom pomocou plazmy - elektricky indukovaného prúdu horúcich nabitých častíc - spracováva denne až 220 ton komunálneho tuhého odpadu. Teraz je väčšie a lepšie 425 miliónov