參考消息網11月27日報道 據英國《新科學家》周刊網站11月7日報道,友好的土撥鼠群體可以幫助解決一個持久的進化爭論——對於個體的生存機會來說,群體特征是否比個體特征更重要。對土撥鼠行為的分析,是這種被稱為“多層次選擇”的進化思想在野生動物中的第一個證據。
報道稱,加利福尼亞大學洛杉磯分校的康納·菲爾森說:“我們發現,群體特征與個體特征一樣經過高強度的選擇,甚至選擇強度更高一點。所以群體同樣重要,甚至更重要一點。”
進化適應性通常被描述為個體的力量或戰鬥能力。但從達爾文開始,生物學家就意識到,成為成功群體的一員對生存至關重要,而且在個體層面和群體層面都可能存在自然選擇。
在另一端,進化生物學家喬治·威廉姆斯在20世紀60年代提出,選擇發生在基因層面,這一概念現在被稱為“自私的基因”。
另一些人則認為,由於生活在個體體內和體表的微生物對個體的成功起著重要作用,因此存在著對個體加上其微生物組的選擇——兩者合起來創造了這些人所說的“共生總基因組”。
這些觀點一直是激烈辯論的主題。一些人完全否定群體選擇的概念,或者聲稱其無足輕重。但許多生物學家現在認為,自然選擇可以在幾個不同的層面上同時起作用,即多層次選擇。
菲爾森說:“無論我們是否稱之為多層次選擇,作為人類,我們一直在思考這些問題。”例如,作為成功團隊或公司的一員,人們更有可能獲得成功。
菲爾森說,在實驗室裡進行的進化實驗中已經有很多多層次選擇的證據。但在這類研究中,動物通常被關在沒有捕食者的受控環境中。他說:“為了真正了解什麼被選擇,野外研究是非常有價值的。”
為了做到這一點,菲爾森和他的同事們利用了1962年開始的對黃腹土撥鼠(黃腹旱獺)的長期研究。
這些土撥鼠生活在由10到20個成員組成的群體中。研究人員分析了20年間700個個體之間的互動數據,它們在此期間曾屬於172個群體。
他們研究了個體特征,比如每個個體與群體中多少個成員互動。菲爾森和他的團隊還研究了群體特征,比如每個群體中個體之間有多少聯系。然後,他們計算出這些特征如何影響個體的生存機會,也就是說每種特征的選擇強度有多大。
對土撥鼠來說,成為群體的一員很重要,因為其他群體成員可以幫助發現捕食者。菲爾森說,聯系更緊密的群體不太可能分裂,所以成為其中的一員會增加個體的生存機會。
但研究人員發現,與群體中過多成員互動似乎代價高昂,會降低存活率。所以自然選擇對社會性更強的群體有利,對社會性更強的個體不利。
菲爾森說,這種分析還考慮到這樣一個事實,即個體會受到所屬群體的影響,而且群體層面和個體層面之間存在反饋。他說:“這是第一次在野外研究這個問題,原因之一是需要大量的數據。”
美國賓夕法尼亞州斯沃斯莫爾學院的文森特·福爾米卡說:“在野生系統中看到這些結果非常令人興奮。這篇預印本論文以一種非常簡明的方式表明,在社會網絡中的位置和社會網絡的結構是重要的特征,它們對適應性的影響波及不同層次的生物組織。”
美國佐治亞理工學院的威廉·拉特克利夫說:“他們稱這是自然界多層次選擇的首批優秀研究之一,我認為這是正確的。”他說,在生物學的一些領域,如微生物學,多層次選擇的觀點現在被廣泛接受。在其他領域,如動物行為研究,這種觀點仍然引發爭議。
拉特克利夫說,一些懷疑多層次選擇的人毫不懷疑植物和動物在個體層面上接受選擇。“然而,所有多細胞生物都是由細胞群組成的,自然選擇作用於可遺傳的群體層面的特征。這事實上就是群體選擇。”
菲爾森說,他的研究無法證明土撥鼠身上的任何選擇壓力是否會導致進化上的改變。他說,這需要證明基因發生變化,而這對於與社會行為有關的特征來說是極其困難的。(編譯/卿松竹)