Teoria ewolucji - powtórka

Ewolucja - podstawowe mechanizmy

  • Selekcja naturalna
  • Selekcja seksualna

Selekcja naturalna

  • Cechy organizmu, które zwiększają jego szanse na sukces reprodukcyjny (RS), są zachowane w trakcie ewolucji
  • Cechy, które nie zwiększają szans na RS, nie są zachowane

Selekcja naturalna

  • Cechy zwiększające szanse na reprodukcję są najczęściej dobrze dopasowane do środowiska (fitness)
  • Teoria ewolucji zakłada, że środowisko wywiera zasadniczy wpływ na kształtowanie organizmów

Samolubne geny (Dawkins)

  • To co podlega selekcji i replikacji, to tak na prawdę geny, a nie organizmy
  • Geny, które będą się skutecznie replikować muszą:
    • replikować się wielokrotnie w ciągu życia (fecundity)
    • prowadzić do długiego życia, które zwiększa możliwości replikacji (longevity)
    • mieć wysoką jakość - replikować się dokładnie, aby geny następnych pokoleń miały niewiele błędów (fidelity)

Samolubne geny (Dawkins)

Uwaga! Teza o samolubnych genach jest dość kontrowersyjna - być może lepiej analizować nie pojedyncze geny a całe fenotypy - http://pl.wikipedia.org/wiki/Samolubny_gen

Jak to się ma do gatunków?

  • Ewolucja nie dotyczy gatunków!
  • Adaptacje nie wykształciły się po to, aby umożliwić przetrwanie gatunku!
  • Podział na gatunki jest konsekwencją ewolucji (a tak na prawdę człowieka, który nadał organizmom etykiety pojęciowe!)
  • Przed Darwinem rozpowszechnione w biologii było esencjonalistyczne przekonanie, że gatunki są odzwierciedleniem bytów idealnych

Adaptacja i fitness

  • Adaptacje to te cechy organizmu, które ułatwiają mu przetrwanie i reprodukcję w danym środowisku
  • Adaptacje zwiększają szanse na RS
  • Dostosowanie (fitness) dotyczy dopasowania do środowiska
  • Cechy adaptacyjne zwiększają dostosowanie

Selekcja seksualna

  • Dlaczego pawie mają ogony?
  • Czy pawi ogon zwiększa szanse na przetrwanie?
  • Czy pawi ogon zwiększa szanse na reprodukcję?

Jeśli paw może robić wszystko to, co inne pawie oraz ma piękny ogon, pewnie ma też inne, "silne" geny

Dwa warianty selekcji seksualnej

  • Selekcja interseksualna - cechy są atrakcyjne dla płci przeciwnej (pawi ogon, szerokie ramiona, kobiece kształty)
  • Selekcja intraseksualna - cechy zwiększające przewagę w walce o płeć przeciwną (rogi u jeleni i łosi, wojny u ludzi)

Mechanizmy ewolucji

  • Selekcja naturalna
  • Selekcja seksualna
  • Dryf genetyczny - wydarzenia "losowe" w historii genotypów
  • Spandrels - efekty uboczne, pojawiające się w trakcie ewolucji, które nie mają roli adaptacyjnej
  • Np. umiejętność czytania nie jest adaptacją ewolucyjną, została wykształcona jako skutek uboczny wykształcenia się języka, muzyka jako "słuchowy sernik" (auditory cheesecake) (Pinker, 1999)

Symulacja dryfu genetycznego

Strategie ewolucyjne

  • Dobór indywidualny (dobór naturalny, dobór seksualny)
  • Dobór krewniaczy (kin selection, inclusive fitness)
  • Altruizm odwzajemniony (reciprocal altruism)

Dobór krewniaczy

  • Zwiększenie szans na RS krewnych, nawet kosztem własnego RS
  • Prawdopodobieństwo zachowań altruistycznych rośnie jako funkcja % wspólnych genów
  • U ludzi tłumaczy dużą liczbę zachowań zupełnie altruistycznych (nie opartych na regule wzajemności) w stosunku do najbliższej rodziny

Altruizm odwzajemniony

  • Organizm A zachowuje się przez jakiś czas nieadaptacyjnie (zmniejsza swoje fitness), jednocześnie zwiększając fitness organizmu B
  • A robi to, ponieważ "spodziewa się", że B zrobi podobnie w przyszłości
  • Jeśli B nie odwzajemnia przysługi, A również przestaje
  • Robert Trivers, lata 70te

Dylemat więźnia

Dwóch podejrzanych zostało zatrzymanych przez policję. Policja, rozdziela więźniów i przedstawia każdemu z nich tę samą ofertę: jeśli będzie zeznawać przeciwko drugiemu, a drugi będzie milczeć, to zeznający wyjdzie na wolność, a milczący dostanie dziesięcioletni wyrok. Jeśli obaj będą milczeć, obaj odsiedzą 6 miesięcy za inne przewinienia. Jeśli obaj będą zeznawać, obaj dostaną pięcioletnie wyroki.

Dylemat więźnia

Każdy z nich musi podjąć decyzję niezależnie i żaden nie dowie się, czy drugi milczy czy zeznaje, aż do momentu wydania wyroku. Co robią?

Wet za wet (tit for tat)

Wet za wet to następująca strategia gry w iterowany (powtarzany) dylemat więźnia:

  1. na początku współpracuj
  2. potem rób dokładnie to, co przeciwnik zrobił w poprzedniej turze

Altruizm odwzajemniony

  • Bakterie to robią!
  • Naczelne to robią
  • U ludzi - reguła wzajemności

Teoria gier

Matematycznym modelem zachowań altruistycznych są elementy teorii gier. Więcej tu: https://en.wikipedia.org/wiki/Evolutionary_game_theory

Środowisko adaptacji ewolucyjnej

  • Ang. environment of evolutionary adaptedness (EEA)
  • Takie środowisko, dla którego wykształciły się adaptacje na drodze ewolucji
  • Jeżeli środowisko szybko się zmienia, ewolucja nie nadąża

Jakie jest EEA ludzi?

  • Zbieracko-łowieckie bandy, złożone z ok. 150 osobników, w których ludzie byli dość mocno spokrewnieni ze sobą
  • "Our modern skulls house a Stone Age mind" - Cosmides & Tooby, 1997

Założenia psychologii ewolucyjnej

  1. Organizmy są produktami selekcji naturalnej i innych procesów ewolucyjnych
  2. Specyficzne cechy organizmów są więc również produktami ewolucji
  3. Ludzki układ nerwowy jest ważną fizyczną cechą naszego gatunku (mózg jest najbardziej skomplikowanym ludzkim organem)

Założenia psychologii ewolucyjnej

  1. Całość zachowania jest wynikiem pracy układu nerwowego
  2. Ludzkie zachowanie jest więc rezultatem ewolucji

Zachowanie z perspektywy ewolucji

  • Zachowanie jest adaptacją, która u organizmów z układem nerwowym pozwala reagować na bodźce ze środowiska
  • Np. trawa nie ma układu nerwowego, więc nie może uciec przed krową... (choć to nie jest takie oczywiste!)
  • "Evolutionary psychology is the radical notion that human behavior is part of the natural world"

Pojęcia

  • Selekcja naturalna (natural selection)
  • Selekcja seksualna (sexual selection)
  • Sukces reprodukcyjny (RS - reproductive success)
  • Dziedziczność (heritability)
  • Mutacja (mutation)
  • Adaptacja (adaptation)
  • Fitness