| HAMILTON teóriája
alapján egy adott magatartás evolúciójának feltétele, hogy a meghatározó
gén inclusive fitnesse (d
R) növekedjék. A (3) egyenlet alapján ennek feltétele:
altruizmus esetében: |k| > 1/r ,
önzés esetében: |k| < 1/r .
Ez az ún. Hamilton törvény, amelynek intuitív
jelentésérôl így ír a szerzô: " . . . modellünk világában, ahol az élôlények
viselkedése genotípusosan szigorúan meghatározott, azt várjuk, hogy senki
sem fogja feláldozni életét egyetlenegy egyedért sem, de mindeki kész
ezt megtenni, ha ezzel meg tudja menteni több, mint két testvérét, vagy
4 féltestvérét, vagy 8 elsô unokatestvérét . . ." (HAMILTON 1964).
Hamilton törvénye széles körben elfogadott a
szociális rovarok altruizmusának magyarázatára (HAMILTON 1964, MICHENER
1974, IRIVERS HARE 1976), de törvényének általános érvényessége az élôvilág
genetikailag meghatározott magatartásformáira jelenleg még vitatott.
3.1. VITA HAMILTON ROKONSÁGI TEÓRIÁJÁRÓL
Hamilton teóriája igen széles körű vitát kavart
fel a szociobiológusok közt ,amelynek talán legfontosabb eredménye, hogy
óriási lendületet kapott a társas magatartás evolúciójának vizsgálata.
Az utóbbi 10 évben tömegével jelentek meg vitacikkek, újabb rokonszelekciós
vagy egyéb modellek, és kísérleti megfigyelések. Nagy részük az "American
Naturalist", a "Journal of Theoretical Biology", a "Theoretical Population
Biology" és egy új szociobiológiai folyóiratban a "Behavioral Ecology
and Sociobiology"-ban jelent meg. Ugyanakkor - fôképp az alapelveket népszerűsítô
könyvek nyomán (BARASH 1977, DAWKINS 1976) - a vita szétgyűrűzött a biológia
és a pszichológia különbözô területeire, sôt a szociobiológiával és a
populációgenetikával tudományosan nem foglalkozó körökbe is. A vitának
ez utóbbi részével nem foglalkozunk.
Elméleti szempontból a fô kérdés: szükséges-e
rokonszelekció az altruizmus evolúciójának magyarázatához? A kérdés visszavezethetô
a szelekció egysége körüli vitákra. Megjegyzendô, hogy az interdémikus
szelekció különbözô modelljeiben az altruista génfrekvenciák változásának
van egy kritikus pontja, ahol a gén fennmaradásának valószínűsége igen
kicsi (LEVINS 1970 és BOORMAN LEVITT 1972 modelljére I. E. 0. WILSON 1975;
D. S. WILSON 1975, 1977 modelljére l. CHARLESWORTH 1979). Ugyanakkor a
Hamilton-modellben ilyen pontok nincsenek, ha az inclusive fitness maximalizálódási
elvét elfogadjuk.
D. S. WILSON strukturált dém-szelekciós modelljének
legutóbbi változata (D. S. WILSON 1979) arra utal, hogy a modellezés szintjén
történik némi közeledés. Szerinte az altruista magatartás két fô típusát
külön kell tárgyalni. "Erôs altruizmus" esetében, ahol az egyed fitnesse
valóban csökken ez a hamiltoni értelemben vett altruista -, a rokonszelekció
a megfelelôbb leírás, míg "gyenge altruizmus" esetében (ahol az egyednek
csupán relatív értelemben csökken a fitnesse) véleménye szerint megfelelôbbek
azok a modellek, melyek a populáció struktúráját veszik figyelembe.
HAMILTON teóriájából néhány fontos predikció
adódik, mely kísérletileg ellenôrizhetô:
1. gyakrabban találunk altruista cselekedetet
közeli rokonok közt, mint genetikailag idegen egyedek közt;
2. az altruizmus inkább jellemzô azokra a fajokra,
melyek nem hajlamosak a szétszóródásra;
3. az altruisták asszociációjának frekvencia-növekedése
(bármilyen mechanizmussal) szelekciós elônyt jelent.
Számos adat támasztja alá ezeknek a predikcióknak
a helyességét (példaként madarakra: ROWLEY 1965 és WOOLFENDEN 1975 adataiból
BROWN 1975 és BARASH 1977 számításait, majmokra: KAPLAN 1978 és KURLAND
1977 szolgáltattak a rokonszelekciót alátámasztó adatokat). Ugyanakkor
a kísérleti adatok értékelésénél egy alapvetôen etológiai probléma adódik:
vajon valóban altruista magatartásról van-e szó, vagy ez csupán a látszat?
(Lásd ZAHAVI 1974 és BROWN 1975 vitáját példaként.)
Végezetül TRIVERS (1971) "reciprok altruizmus"
elmélete szerint, amennyiben az altruisták nem rokonok, az evolúciós eredet
magyarázható a kölcsönösség alapján, amikoris mindkét egyed fitnesse nô.
A reciprok altruizmusnak azonban komoly intellektuális feltételei vannak
(hosszú idejű együttélés, individuális felismerés, megfelelô memória és
motiváció), így valószínűleg csak az emberre alkalmazható.
4. A SZÜLÔ-UTÓD KAPCSOLAT AZ EVOLÚCIÓ SZEMSZÖGÉBÔL
4.1. A SZÜLÔI RÁFORDÍTÁS ELMÉLETE
Az ivadékgondozás kvantitatív leírására vezette
be TRIVERS (1972) a szülôi ráfordítás (parental investment, PI) fogalmát.
Szülôi ráfordítás alatt értünk bármely olyan magatartást, mely növeli
az utód túlélési esélyét (és így reprodukciós sikerét) azon az áron, hogy
csökken a szülô ráfordításképessége egy másik utódra. Azaz a szülô rendelkezik
egy összes ráfordításmennyiséggel (amely függ a fiziológiai és ökológiai
feltételektôl), amelybôl az egy utódra elkölthetô mennyiségnek (PI) van
egy optimális értékes. Ezt az optimumot a szelekció két ellentétes hatása
állítja be az evolúció során: minél kisebb a PI, annál több utódja lehet
a szülônek, és minél nagyobb a PI, annál jobban nô az utód túlélési valószínűsége,
ill. reprodukciós sikere, amely szintén a szülôi fitnesst növeli. Ivaros
szaporodásnál a két szülô ráfordításának viszonya alapvetôen kétféle lehet:
monogámia esetében a hím és a nôstény közös utódaikra azonos mennyiséget
fordít, míg poligámia esetében a hím és a nôstény ráfordítása nem azonos.
A poligámiának az állatvilágra inkább jellemzô formája a poliginia, ahol
a nôstények ráfordítása jóval nagyobb, s a hímek egy részének a reprodukciós
sikere meghaladja a nôstényekét, míg - általában nagyobb részük reprodukciós
sikere közel nulla. Hogy a populáció hímjeinek melyik része vesz részt
a szaporodásban, az a szexuális kompetíció során dôl el, mely a szexuális
szelekció fô hajtóereje. Az, hogy egy faj monogám vagy poligám, elsôsorban
ökológiai körülményektôl függ (összefoglalóként l. D. S. WILSON 1975).
4.2. A SZÜLŐ-UTÓD KONFLIKTUS ELMÉLETE
A tradicionális szemlélet szerint az ivadékgondozás
folyamatában csakis a szülô genetikai érdeke (saját fitnessének növekedése)
nyilvánul meg, az utód csupán passzív befogadó. Ennek alapján az elválasztási
folyamat alatt fellépô konfliktusszituációra nem lehetett kielégítô magyarázatot
adni. TRIVERS ( 1974) a szülôi ráfordítás-elméletet és a Hamilton-teóriát
felhasználva megalkotott egy olyan koncepciót, mellyel a kérdés evolúciós
értelemben tárgyalhatóvá vált. Az elmélet értelmében a szülôi optimális
ráfordításérték(amelynél a szülô fitnesse maximális) nem egyenlô, hanem
kisebb annál, mint amennyi az utód számára optimális (ahol az utód incluzív
fitnesse maximális). Ha a szülô ráfordítás-mennyiségét a gondozás idôtartamában
mérjük, akkor a két optimális érték közti idôtartam az elválasztási periódus,
amely szükségszerűen konfliktusszituáció.
ALEXANDER (1974) bírálatában többek közt kifejti,
hogy nem terjedhet el egy olyan gén (nevezzük el konfliktor génnek), amely
fenotípusos megnyilvánulásában csökkenti a szülô átlagos fitnessét. Vagyis
ha létezett is egy ilyen konfliktus, a szülő gyôzelme (helyzeti elônye
miatt) szükségszerű, és a konfliktor magatartás kiszelektálódik. DAWKINS
(1976) viszont egyetért TRIVERS-szel és kifejti, hogyha megjelenik egy
konfliktor allél, az szükségszerűen szelekciós elônyben van a nem konfliktor
változattal szemben. A vita eldöntéséhez szükségessé vált TRIVERS koncepciójának
pontos elméleti genetikai leírása [MacNAIR - PARKER ( 1978), PARKER -
MAcNAIR (1978), ellenmodellként l. HARPENDING (1979), amely azonban sokkal
kevésbé kidolgozott].
4.3. PARKER ÉS MACNAIR MODELLJE A SZÜLÔ-UTÓD
KONFLIKTUSRA
A röviden ismertetésre kerülô modell (PARKER-MACNAIR
1978, MACNAIR -PARKER 1978), TRIVERS (1974) koncepciójának pontos matematikai
genetikai megfogalmazása és részleges kiegészítése. A modell számítógépes
szimulációja azt az eredményt hozta, hogy a konfliktor allélek - meghatározott
értékeknél - el tudnak terjedni. Értékeik - azaz, hogy az utód a szülôi
optimális ráfordítás hányszorosát követelheti - nagyjából megegyeznek
a TRIVERS által meghatározott értékekkel.
Kiindulási feltételek:
Egy adott szülô összes ráfordítási értéke (összes
utódjára) konstans. A feltételezett konfliktor allél egy lokuszos, több
allélje lehet, melyek különbözô m' értéket követelnek a szülôtôl. Az m'
= 1 eset a nem konfliktor allél, melynek fitnesse: f(m) = 1
a konfliktor allél relatív fitnesse: f (m') =
1
a szülô relatív hátránya: m' - f(m') = m'
Egy adott allél elterjedési feltétele (monogámia
esetében, ahol a két szülô ráfordítása azonos, s az utódok édestestvérek)
(PARKER - MACNAIR 1978):
f(m) >0,5(m + 1) ahol m > 1
ami megegyezik TRIVERS feltételezésével.
6.1. ábra
PARKER és MACNAIR (1978) modellje a szülô-utód
konfliktusra
Definíciók :
( f ) fitness: az adott egyed leszármazottjainak
száma (szülôknél az unokák, utódoknál a gyerekek száma) (m) szülôi ráfordítás:
azonos TRIVERS definiciójával (l. korábban) m = 1, ha a szülôi ráfordítás
egy adott utódra megegyezik a szülői optimális ráforditással
c: pozitív konstans, mely meghatározza a görbe
alakját (intuitiv jelentése: m > 1 esetében: a szülői ráforditás mennyire
hatékony)
m > 1-re: f(m) = K [( 1 - exp)-cm) és f (m)
< m, ahol K az aszimptotikus fitness értéke (végtelen nagy szülői
ráfordftás esetében).
A modell számítógépes szimulációja azt az eredményt
hozta, hogy meghatározott m' értékű konfliktor allélek 1000 generáció
alatt kiszorítják a nem konfliktor allélt. Hogy melyik az az m' érték,
amit az utód követel, és ami még nem túl nagy ahhoz, hogy viszonylag rövid
idô alatt kiszelektálódjék, az több tényezôtôl függ. Monogámia esetében
c = 0,5-re: m' = 2,5-nek a legnagyobb a gyakorisága 1000 generáció múltán,
de a 2,4; 2,6; 2,8 értékűek is nagy gyakorisággal fordulnak elô (PARKER-MACNAIR
1978).
Poligámia esetébén, c = 0,5-re m' = 4,7-nek legnagyobb
a gyakorisága 2000 generáció múlva, de a 4,5 és 4,9-es értékek is gyakoriak
(MACNAIR-PARKER 1978). Fontos kritérium, hogy ezek az eredmények c =0,5
esetére
6.2. ábra
PARKER és MACNAIR (1978) modelljének eredménye
számítógépes szimuláció felhasználásával (monogámia, c = 0,5)
adódtak. A szerzôk szerint a szülôi stratégia
az m' érték csökkentésére az lehet, hogy az optimális ráfordítási értéken
túl csökkenti a ráfordítás hatékonyságát (azaz növeli a c értékét), pl.
kis hatásfokú etetéssel vagy fenyegetô magatartással vészhelyzetet teremtve.
Ez a predikció jól egyezik az etológiai megfigyelésekkel.
A modell alapvetô etológiai feltételezésre épül:
az ivadékgondozás során kell hogy létezzen egy olyan feed back mechanizmus,
mellyel az utód szabályozni tudja a kapott gondoskodás mennyiségét. Ilyen
mechanizmusok már régóta ismertek (pl. a szülôi gondoskodást kiváltó kulcsingerek
l. TINBERGEN 1969).
5. A SZOCIOBIOLÓGIAI KONCEPCIÓK HUMÁN ALKALMAZHATÓSÁGÁRÓL
E. O. WILSON (1978) definíciója szerint a szociobiológia
az a tudomány, mely a szociális magatartás mindenféle formájának biológiai
alapját vizsgálja, az élő szervezetek összes formájában, beleértve az
embert is. Mivel az ember biológiai eredete nyilvánvaló, társas viselkedésének
megértéséhez figyelembe kell vennünk a faj evolúciós hagyományait (ALEXANDER
1974, E. I. WILSON 1978). Vegyünk csupán néhány példát az ismertetett
szociobiológiai koncepciók humán alkalmazhatóságára:
A Hamilton-törvény - mint láttuk - eléggé bizonyítottnak
tekinthetô, ha az ún. "erôs altruizmus" (azaz a szaporodásról való részleges
vagy teljes lemondás) esete áll fenn. Emberi vonatkozásban igazolják ezt
a poligynia és poliandria esetei (a konkrét példák összefoglalásaként
l. ALEXANDER 1974), ahol a családot közösen eltartó férfiak - akik közül
csupán egy szaporodik tovább - testvérek, illetve az együttmaradó nôk,
akik közül csak egynek lesznek gyerekei, de ezeket közösen nevelik fel
- szintén testvérek. Vagyis az "erôs altruizmus" az ember esetében is
a rokonságnak csak igen szűk körére terjed ki (E. O. WILSON 1978), mely
a Hamilton-törvény alapján jól magyarázható. A "gyenge altruizmus" evolúciós
eredetérôl - mint láttuk a szociobiológiai modellek még ellentmondásosak,
bár lehet, hogy az ember esetében a populációstruktúra figyelembevétele
elengedhetetlen. Továbbá az emigránsok tanulmányozása alapján úgy tűnik,
hogy az ember adott csoportba tartozását a csoport etnikus jegyei határozzák
meg elsôsorban (E. O. WILSON 1978). A "reciprok altruizmus" modellje,
amely nem tételez fel rokonsági kapcsolatot, széles körben alkalmazható
az emberi magatartásra (ALEXANDER 1974, TRIVERS 1974, E. O. WILSON 1975,
1978).
Végezetül szükséges mégegyszer hangsúlyoznunk,
hogy a szociobiológia modelljei kizárólag genetikailag meghatározott tulajdonságokra
vonatkoznak. Az emberi magatartásnak biztosan vannak genetikai meghatározói
(EIBL-EIBESFELDT 1970), EHRMAN - PARSON 1976), de hogy ez milyen mértékű,
a jelenlegi adatokból még becsülni is nehéz. Talán éppen a szociobiológiai
koncepciók alkalmazhatóságának gondos mérlegelése ad támpontot erre a
kérdésre.
IRODALOM
ALEXANDER, R. D. (1974): The evolution of social
behavior. Ann. Rev. Ecol. Syst. 5. 326 - 383.
ALEXANDER, R. D.-SHERMANN, P. W. (1977): Local
mate competition and parental investment in social insects. Science 196.
494-500.
BARASH, D. P. (1977): Sociobiology and behavior.
Elsevier-North Holland, New York
BOORMAN, S. A.-LEVITT, P. R. (1972): Group selection
on the boundary of a stable population. Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 69.
2711 -2713.
BROWN, J. L. (1966): Types of group selection,
Nature 211. 870.
BROWN, J. L. (1976): The evolution of behavior
W. W. Norton Comp. Inc., New York
CHARLESWORTH, B. (1979): A note on the evolution
of altruism in structured demes. Am. Nat. 113. 601 - 606.
CROW, J. F.-KIMURA, M. (1970): An introduction
to population genetics theory. Harper and Row, New York
DARWIN (1928): The origin of Species, Dutton,
New York (elsô kiadás: 1859).
DAWKINS, R. (1976): The selfish gene, Oxford
Univ. Press, Oxford
EHRMAN, L.-PARSON, P. A. (1976): The Genetics
of Behavior, Sinauer Associates, Sunderland, Mass.
EIBL-EIBESFELDT, I. (1970): Ethology: The Biology
of Behavior. Holt, Rinehart and Winston, Now York
FALCONER, D. S. (1960): Introduction to Quantitative
Genetics. The Ronald Press Co., New York
FISHER, R. A. (1930): The general Theory of Natural
Selection Clarendon Press, Oxford
HAMILTON, W. D. (1964): The Genetical Evolution
of Social Behavior I., II. J. Theor Biol. 7. 1 - 52.
HAMILTON, W. D. (1977): The Play by Nature. Science
196. 757 -769.
HALDANE, J. B. S. (1932): The Causes of Evolution.
Longmans, Green, London
HARPENDING, H. C. (1979): The Population Genetics
of Interactions. Am. Nat. 113. 622 - 630.
KAPLAN, J. R. (1978): Fight interference and
altruism in rhesus monkeys. Am. J. Phys. Anthropol. 49. 241 - 249.
KURLAND, J. A. (1977): Kin selection in the Japanese
monkey (in: Contributions to primatology vol. 12). Publ. S. Karger A.
G., Basel
LEVINS (1970): Extinction (in GERSTENHABER, M.
ed.: Lectures on Matematics in the Life Sciences, vol 2) Some mathematical
questions in biology. Am. Mathem. Soc., Providence R. I.
MACNAIR, M. R.-PARKER, G. A. (1978): Models of
parent-offspring conflict II. Anim. Behav. 26. 111 - 122.
MAYNARD-SMITH, J. ( 1964): Group selection and
kin selection. Nature 201. 1145 - 1147.
MICHENER, C. D. (1974): The social behavior of
the bees. Univ. Press. Cambridge, Mass.
PARKER, G. A.-MACNAIR, M. R. (1978): Models of
parent-offspring conflict. I. Monogamy. Anim. Behav. 26. 97- 110.
ROWLEY, I. (1966): The life history of the superb
blu wren Malurus cyaneus. Emu 64. 251 - 297.
TINBERGEN, N. (1969): Az ösztönrôl (ford. Gervai
J. 1976). Gondolat, Budapest
TRIVERS, R. L. (1971): The evolution of reciprocal
altruism. Quart. Rev. Biol. 46. 35 - 57.
TRIVERS, R. L. (1972): Parental investment and
sexual selection (in CHAMBELL, B. ed.: Sexual selection and the descent
of man 1871 - 1971 ). Aldine Atherton, Chicago
TRIVERS, R. L. (1974): Parent-offspring conflict,
Am. Zoologist. 14. 249-264.
TRIVERS, R. L.-HARE, H. (1976): Haplodiploidy
and the evolution of social insects. Science 191. 249-263.
WADE, M. J. (1979): The evolution of social interaction
by family selection Am. Nat. 113. 399 - 417.
WILSON, D. S. (1975): A theory of group selection.
Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A. 72. 143 - 146.
WILSON, D. S. (1977): Structured demes and the
evolution of group advantageous traits. Am. Nat. 111. 157 - 185.
WlLSON, D. S. (1979): Structured demes and trait-group
variation. Am. Nat. 113. 606 - 610.
WILSON, E. O. (1975): Sociobiology: The new synthesis.
Harvard Univ. Press, Cambridge, Mass.
WILSON, E. O. (1978): On human nature, Harvard
Univ. Press, Cambridge, Mass.
WILSON, E. O.-BOSSERT, W. H. (1971): A primer
of population biology. Sinauer, Stamford, Conn.
WOOLFENDEN, G. E. (1975): Florida shrub jay helpers
at the nest. Auk 92. 1 - 15.
WRIGHT, S. (1931): Evolution in Mendelian population.
Genetics 16. 97- 158.
WRIGHT, S. (1945): Tempo and mode in evolution:
a critical review. Ecology 26. 416-419.
WYNNE-EDWARDS, V. C. (1963): Intergroup selection
in the evolution of social systems. Nature 200. 623-626.
ZAHAVI, A. ( 1974) : Communal nesting in the
Arabian babbler. Ibis 116. 84 - 87.
..
|