生殖分工和遗传复杂性的协同作用推动了性别的进化
为什么性存在吗?
性在生物体中是普遍存在的,但有性生殖的兴起是进化生物学中一个有争议的话题,至今还没有广泛的共识。不同的概念被用来解释性的普遍性和它在生物进化中的成功,但没有一个通过计算机模拟进化的实验测试,证明有性繁殖优于无性繁殖。当突变产生所需的变异时,无性繁殖是简单、快速和方便的。流行的主张认为,性加速了进化,使有性物种比无性繁殖的寄生虫领先一步,也就是所谓的红皇后假说,或有性分离的物种从有害的突变中受益,使选择比无性生物更有效地进行,不能解释电脑模拟性爱的出现。
另一种观点认为,性允许不同伴侣之间的合作,每个人都有特定的策略来收获自然。计算机模拟显示,这种合作使伴侣们获得协同效应,使他们获得巨大的成功,改变了进化适应的几率,有利于性生物的选择。计算机实验证明,这种对性别进化的解释是可靠的。性的存在以及在生物进化过程中通过自然选择而出现的现象,可以很容易地通过假设两性之间存在协同作用来解释,因为进化将有利于两性之间的生殖劳动分工。
在两性之间的相互作用中产生协同作用是普遍的。例子可以从配子开始。雌性配子通常会优化资源积累来喂养新生儿,而牺牲流动性,而雄性配子则会优化流动性和探索行为,牺牲资源积累。两性之间的配子互补,增强了对病原体的抵抗力。生物的性别角色在物种间存在巨大差异。在哺乳动物中,雌性哺乳为婴儿分泌乳汁,雄性保护雌性和婴儿。两性角色差异就像潘多拉的盒子,让协同作用具体化,等待发现。
基于代理的计算机模拟
这些模拟使用了生物动力学程序,这是一个对生物进化的有力比喻。该模型创造了个体或虚拟有机体的种群,每个个体都拥有一个带有不同基因的基因组。每个基因都有一个编码特定行为或其他表型特征的等位基因。例如,一个基因编码了性策略的类型,因此五个不同的等位基因编码了任何一个:克隆无性繁殖;单性生殖;两性生殖,如在大多数生物中,包括配子发生和有丝分裂重组;单倍体-二倍体,即膜翅目雌蜂为二倍体,雄蜂为单倍体;“雌雄同体”进行兼性行为,因此他们与一个男性或另一个雌雄同体杂交。另一种基因编码倍性(基因组中染色体组的数量),等位基因具有单倍体、二倍体或单倍体-二倍体。有性二倍体繁殖的模拟包括配子发生、有丝分裂、减数分裂以及受精和突变过程中亲本配子间的杂交。
一个公开的生物动力学版本允许感兴趣的人自己做进化实验。
协同作用
认识到协同在社会互动和社会的有效工作中的重要性,开启了合作策略的范例和多样性的宝库。生物学家和社会学家更多地关注两性之间的冲突,而忘记了他们工作的基础:协同合作。协同作用和竞争推动进化,但协同作用似乎是影响所有社会类型的大多数有趣过程的原动力。
总的来说,这项社会协同工作的一个必然结果是,旨在将个人的融合等同于减少冲突的社会,可能会减少来自多样性的社会协同。通过使不同参与社会的方式的价值相等来争取公平可能有利于协同效应;但是,消除或减少社会中角色的多样性将减少可以实现的协同效应,从而降低社会合作的效率。并非所有的多样性都源于性别角色。成熟的社会除了以性的形式实现多样性外,还以其他各种形式实现多样性,从而开辟了多种协同作用的途径。这听起来像是苏格兰经济学家亚当•斯密(Adam Smith)很久以前关于劳动分工对市场运行效率影响的见解。
Bio-Socio-Economics
通过实证实验和计算机模拟的假设检验,我们获得了新的见解,使我们能够弥合生物学、社会学、人类学、经济学和物理学之间的鸿沟,创造一个新的跨学科空间,促进我们对社会和其他生物的理解。贾菲博士出版了一本名为《协同的根源》的书,这本书向外行人介绍了这个迷人的新科学领域,它由来自不同领域的一小群科学家推动,已经在经济科学和社会生物学中产生了重要的新颖见解。
参考文献
生殖分工和遗传复杂性的协同作用推动了性别的进化。生物物理学报44:317-329,2018。写的
克劳斯Jaffe
大学西蒙•玻利瓦尔