19 октомври 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Докинс за тънките сметки на егоистичния ген

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 13 май 2015 в 18:0235640
Снимка: deluxebattery.com

Утре започва един истински празник - Софийския фестивал на науката, в рамките на който ще изнесе лекция световноизвестният учен и популяризатор на еволюцията Ричард Докинс.

В цикъл от публикации ви представяме неговата книга "Себичният ген".

Какво е егоистичният ген? Той е само едно единствено физическо парче от ДНК. Точно както в първичният бульон, това са всички копия на определено парче ДНК, разпространени по целия свят. Какво се стреми на направи всеки отделен егоистичен ген? Да стане по-многоброен в даден генофонд. Това прави като помага да се програмират телата, където се намира да оцеляват и да се размножават. Но подчертаваме, че "той" е разпространен в много различни индивиди едновременно. Ключовата мисъл тук е, че генът е способен да помага на своите копия, които са други тела.

Ако това е така, това някои прояви, които сме смятали за индивидуален алтруизъм, ще излезе че са подбудени от егоизма на гена.  

Има ли какъвто и да е правдоподобен начин, по който гените да могат да "разпознаят" техните копия в други индивиди? Отговорът е "да". 

Не е трудно да се докаже, че в близките роднини вероятността да има общи гени е по-голяма от средната. Отдавна е ясно, че именно по тази причина е толкова обичаен алтруизма на родителите по отношение на своите деца. Според А Р. Фишер, Дж. Холдейн и особено У. Хамилтън, алтруизмът се разпространява и към други близки роднини - сестри и братя, също и братовчеди, племенници и племеннички. Ако някой умре, за да спаси десет близки роднини, то едно копие на гена, определящ алтруизма по отношении близки роднини (кин-алтруизъм), ще загине, но много по-голям брой копия на този ген ще бъдат спасени. Снимка: Free Animal Wallpapers

Всички примери на детската защита и родителска грижа, включително свързани с телесни органи, като млечните жлези, торбите на кенгуруто и т.н., са примери на работата в природата на принципът за кин-отбора.

Как да изчислим коефициента на роднинство

Съществува грубо, но ефективно правило за определяне на коефициента на роднинство между двама индивида, А и В. Например, общите предци между двама братовчеди или братовчедки са техните общи дядо и баба.

За да изчислим генерационното разстояние (броя на разделящите поколения) между тях, трябва започвайки от A, да се изкачим нагоре по генеалогичното дърво до общия прародител, а след това да се спуснем надолу до В. Сумата от стъпките нагоре, а след това надолу по дървото е генерационното разстояние. Ако, например, А е чичо на В, то генерационното разстояние е 3. Общия предшественик в дадения случай е бащата на А и дядото на В. Започваме с A, изкачваме едно поколение, за да стигнем по общия предшественик. След това, за да стигнем до B, трябва да се спуснем с две поколения от другата страна на дървото. Генерационното разстояние става 1 + 2 = 3. За да получим коефициента на роднинство, трябва да повдигнем 1/2 на степен броя на стъпките в генерационното разстояние, в нашия пример (1/2)3.

Ако генерационното разстояние през конкретния общ предшественик е равно на g стъпки, то кофициента на роднинство, ще бъде (1/2)g.  

Ако А и В имат повече от един общ предшественик, то трябва да добавим еквивалентната стойност за всеки предшественик. Обикновено за дадени два индивида генерационното разстояние за всички общи предшественици е еднакво. Затова като се определи коефициента на роднинство между А и B е достатъчно само да се умножи на броя на предшествениците.

Снимка: wikipedia Например, братовчеди имат двама общи предшественика и генерационното разстояние през всеки от тях е равно на 4. Коефициента на роднинство е равен на 2 x (1/2)4 = 1/8. Ако A е правнук на B, то генерационното разстояние е равно на 3, а броя на общите предшественици е равен на 1 (самия В), така коефициента на роднинство е 1 x (1/2)3 = 1/8.

В случай на далечно родство, като четвърти братовчеди [2 x (1/2)8 = 1/128], вероятността да се намерят в тях общи гени се приближава до вероятността, генът да се открие в индивид, избран напосоки от популацията.

Роднини коефициент на роднинство
четвърти братовчеди 2 x (1/2)8 = 1/128
трети братовчеди 2 x (1/2)6 = 1/32
втори братовчеди 2 x (1/2)4 = 1/8
лели/чичовци <-> племенници баби/дядовци <-> внуци 1/4
братя <-> сестри родители <-> деца 1/2
еднояйчни близнаци 1

Агенти застраховка живот

Минималното условие, необходимо на гена на самоубийствения алтруизъм за успех, е да спаси повече от двама свои сибса (от англ. Sisters - Brothers) или родители, или повече от четири полусибса (или чичовци, лели, племенници, племеннички, дядовци, баби, внуци), или повече от осем братовчеди и т.н. Генът продължава да живее в телата на достатъчен брой индивиди, спасени от алтруиста, за да се компенсира собствената му гибел.

Ако някой индивид е сигурен, че дадено лице е негов идентичен близнак, то той ще се грижи за неговото благополучие точно така, както за своето собствено, дори да загине геройски, спасявайки другия, генът ще продължи да живее.

На индивидите може да се гледа като на агенти застраховка живот. Даден индивид може да рискува определени собствени активи за живота на друг индивид. Той взима предвид неговия коефициент на роднинство спрямо другия индивид, а също и дали индивидът е "добър риск" спрямо неговата очаквана продължителност на живота, сравнена с тази на застрахователя. По-точно казано трябва да заменим "очаквана продължителност на живота" с "очаквана репродуктивност", или да бъдем дори по-точни - "общата способност да помогне на собствените му гени в бъдеще". В такъв случай за еволюцията на алтруистичното поведение сумарния риск за алтруиста трябва да бъде по-малко от сумарната печалба за реципиента (получателя), умножен по коефициента на роднинство. Снимка: Spectacular Penguins

 

Ако трябва да съставим програма, моделираща поведението на образцова машина за оцеляване, общата сума за всеки алтернативен тип поведение ще изглежда опростено така:

Чистата печалба при даден тип поведение =

Печалба за себе си — Риск за себе си + 1/2 Печалба за детето — 1/2 Риск за детето + 1/2 Печалба за брата — 1/2 Риск за брата + 1/2 Печалба за другия брат — 1/2 Риск за другия брат + 1/8 Печалба за братовчеда — 1/8 Риск за братовчеда + и т.н.

Снимка: Random Thoughts

Но може ли да се очаква, че бедната машина за оцеляване ще е способна да направи тези сложни изчисления, при това в екстремна ситуация, когато няма време!

Това не е толкова сложно, както изглежда. Траекторията на топката се описва със система диференциални уравнения, футболистът нито знае какво е диференциално уравнение, нито иска да знае, но това никак не се отразява на способностите му да играе с топката. На някакво подсъзнателно ниво става нещо, равностойно на математически изчисления.

Степен на "увереност"

Всъщност, "истинското" роднинство, играе по-малка роля в еволюцията на алтруизма, отколкото оценката, на която са способни самите животни.

Така става ясно защо родителската грижа за потомството е толкова често срещана в природата и много по-самоотвержена, отколкото грижата за братя и сестри, а също защо животните ценят себе си по-високо даже от няколко братя.

С други думи, освен коефициента на роднинство, трябва да отчита нещо като индекс на "увереност".

Генетичната близост между родители и деца не е по-тясна, от тази между братя и сестри, но увереността в нея е по-голяма.

Снимка: BabyAnimalz.com

 

Снимка: Çita Resimleri

При оценката на коефициента на роднинство може да се вмъкнат грешки и неточности.

В реалния живот няма твърда увереност за степента на родство и коефициента на роднинство може да се оцени само като средна величина. Например, А и В могат да са с равна вероятност или еднояйчни, или родни братя - с коефициент или 1/4, или 1/2, средно 3/8. Ако майката им е обща, но вероятността за общ баща е 1 към 10, то коефициента на роднинство в този случай е: (1/10 x 1/2) + (9/10 x 1/4) = 0,275.

Как дивите животни биха могли да "знаят" кои са им роднини?

Ако животните са склонни към алтруизъм по отношение на индивиди, сходни с тях физически, те биха могли косвено да принесат някаква полза на своите кръвни роднини. Това правило води до "верни" решения в статистически смисъл. Представител на вида, членовете на който рядко се местят или се преместват на неголеми групи, има добри шансове, всеки случайно срещат от него индивид да е достатъчно близък негов родственик.

В този случай правилото "Отнасяй се добре към всеки от твоя вид, който срещнеш", има положителна ценност за оцеляване в този смисъл, че генът, предразполагащ своите носители да се подчиняват на това правило, могат да станат по-многочислени в генофонда.

Може би, именно по тази причина са така чести съобщенията за алтруистично поведение в стадата от маймуни и китове. Нееднократно е наблюдавано, как малки или ранени животни на китове или делфини, които не са в състояние сами да изплуват към повърхността, се подържат от другарите си по стадо, които ги спасяват от гибел.

Снимка: Bob Talbot

Може да се допусне, че расовите предразсъдъци са ирационално обобщение на изработената в процеса на кин-отбора тенденция на даден индивид да идентифицира себе си с индивиди, физически сходни с него и лошо да се отнася към индивиди, имащи друг външен облик.

Text-to-speech function is limited to 100 characters


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Биология
Хроника на гладния бунт
26 август 2018 в 00:01
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.