Toisten jälkeläisistä huolehtiminen kannattaa: lajien kokonaiskelpoisuus maksimoi seuraaviin sukupolviin siirtyvien geenien määrän
Ajatus “kelpoisimman eloonjäännistä” ei kuitenkaan selitä sitä, miksi jotkut eläimet uhraavat oman lisääntymisensä ja jopa koko elämänsä auttaakseen toisia, kuten esimerkiksi mangustit ja mehiläistyöläiset tekevät.
Klassisen evoluutioteorian mukaan eliöt kehittyvät maksimoidakseen oman lisääntymiskykynsä, koska lisääntymistä parantavat geenit siirtyvät mitä todennäköisimmin myös tuleville sukupolville.
Vuonna 1964 brittiläinen eläintieteilijä William Hamilton esitti teorian, jonka mukaan sukulaisia auttamalla yksilö voi edistää omien geenien leviämistä. Eliöiden tulisi siis maksimoida kokonaiskelpoisuuttaan. Kokonaisuuskelpoisuudella tarkoitetaan lisääntymisen ja auttamisen yhdistelmää, joka maksimoi seuraaviin sukupolviin siirtyvien geenien määrän.
”Kokonaiskelpoisuuden idea on hyvin merkittävä, vaikka sen määritelmä aiheuttaa jatkuvasti sekaannusta”, kertoo akatemiatutkija Lutz Fromhage bio- ja ympäristötieteiden laitokselta Jyväskylän yliopistosta.
Yksi paljon käytetty määritelmä kokonaiskelpoisuudelle on laskea yhteen yksilön omat jälkeläiset ja yksilön vaikutukset sukulaisten lisääntymiseen, painottaen läheisiä sukulaisia enemmän kuin kaukaisia. Näin siksi, että yksilöllä kun on enemmän yhteisiä geenejä sisaruksen kuin esimerkiksi serkun kanssa.
Teoreetikot kuitenkin huomauttavat, että tämä kenttäbiologien määritelmä unohtaa tärkeän osan Hamiltonin ajatuksesta: laskennallisista syistä yksilön omasta lisääntymismenestyksestä on poistettava ne jälkeläiset, jotka ovat syntyneet toisten yksilön antaman avun seurauksena. Teoreetikot ennustavat, että ilman tätä poistamista kokonaiskelpoisuus ei selitä, yleistyykö geeni valinnan seurauksena vai ei.
”Useimmissa todellisissa tilanteissa tämä poistaminen ei ole mahdollista. Esimerkiksi muurahaiskuningattaren käyttäytymistä ja ilmiasua ei voi ymmärtää, jos ei ota huomioon sen saamaa apua muilta työläismuurahaisilta”, kertoo professori Michael Jennions Australian kansallisesta yliopistosta.
Uudessa tutkimuksessaan Fromhage and Jennions osoittavat, että aiemmin hylätty kenttäbiologien kokonaiskelpoisuuden määritelmä on loppujen lopuksi se suure, jota yksilöt kehittyvät maksimoimaan. Matemaattiset argumentit ja tietokonesimulaatiot todistavat, että aiemmin esitetyt vastaväitteet eivät päde, kun tarkastellaan useiden geenien yhteisiä vaikutuksia yhden geenin sijasta.
Tällöin eliöiden odotetaan kehittävän ilmiasuja, jotka parhaiten edistävät geenien leviämistä, eikä mitään vaikutusta tarvitse poistaa tai jättää huomiotta, kun kokonaiskelpoisuutta lasketaan.
”Tutkimus on tekninen, mutta johtopäätös on käytännöllinen. Sosiaalisen evoluution tutkimus, tehtiin sitä sairaalabakteereilla tai vaikka hyeenoilla, perustuu kokonaiskelpoisuuden ideaan”, sanoo Fromhage.
Tutkimus: "The strategic reference gene: an organismal theory of inclusive fitness", Proceedings of the Royal Society B -lehdessä 12.6.2019. DOI: 10.1098/rspb.2019.0459
Linkki julkaisuun:
äپٴᲹ:
Akatemiatutkija Lutz Fromhage, lutz.fromhage@jyu.fi, puh. 040 483 4256
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, puh. 050581