137410
A tudomány hírei
Vissza
2016. 01. 19.

A sokszínűség és az együttműködés a földi élet két alapvető jellemzője

Evolúciós szemszögből elemzi az egyedi változatosságnak és a kooperációnak a kérdéskörét Barta Zoltán, az MTA doktora, a Debreceni Egyetem tanszékvezető egyetemi tanára, az MTA-DE Lendület Viselkedésökológiai Kutatócsoport vezetője legújabb tanulmányában, amely a Royal Society folyóiratában, a rangos Philosophical Transactions  B legújabb számában látott napvilágot.

„A földi élet két alapvető jellemzője a sokszínűség és a kooperáció. Az élővilágot vizsgálva az egységek közötti együttműködés számos példáját találjuk: egyaránt a kooperáción alapul az első sejtek megjelenése, a többsejtes szervezetek kifejlődése, vagy akár az emberi társadalmak kialakulása. Az együttműködés evolúciója azonban nem magától értődő. Az élet jellemzőit alapvetően formáló evolúciós erő, a természetes szelekció ugyanis a kompetíción, az egyedek versengésén, nem pedig az együttműködésükön alapul” – fejtette ki az mta.hu-nak Barta Zoltán. az MTA-DE Lendület Viselkedésökológiai Kutatócsoport vezetője.

Barta Zoltán
Barta Zoltán


Mint elmondta, az utóbbi évtizedek kutatásai során azonban sikerült tisztázni, hogy a kooperáció természetes szelekció általi formálódásának legfontosabb feltétele a szoros kapcsoltság kialakulása az együttműködő egyedek között. A kapcsoltság ugyanakkor egyedi változatosságot feltételez, legalább az együttműködési készség szintjén. Emellett a kapcsoltság létrejöttét és ezzel a kooperáció evolúcióját jelentősen befolyásolhatják az egyedek közötti egyéb különbségek is.

Az együttműködés 3,5 milliárd éve

Az együttműködés 3,5 milliárd évéről tartott nagy érdeklődéssel kísért előadást Szathmáry Eörs biológus, az MTA rendes tagja a Magyar Tudomány Ünnepe novemberi rendezvénysorozatán. Az előadásról készített felvétel ide kattintva tekinthető meg.


Több millió leírt faj

„Az élőlények óriási mértékű változatosságát jól illusztrálja a több millió leírt faj, amelyek nagy részét csak morfológiai tulajdonságok alapján különítik el. A fajok azonban nemcsak kinézetükben különböznek, hanem életmenetükben, fiziológiájukban és viselkedésükben is. Az élőlények közötti különbség persze nem áll meg a fajok határainál. A fajokon belül is jelentős eltéréseket találhatunk az egyedek között, még akkor is, ha azonos korúak, méretűek és neműek. Az utóbbi évtized egyik jelentős viselkedésökológiai felismerése, hogy az egyedek között jellemző különbségek lehetnek a viselkedés tekintetében is, hasonlóan az emberi személyiségbeli különbségekhez‟ – magyarázta a viselkedésökológus.

Megéri válogatósnak lenni

A viselkedésbeli különbségek különösen fontosak lehetnek szociális szempontból, mivel az egyedek közötti eltérések számos új magatartási forma megjelenését teszik lehetővé.

„Gondoljunk csak a párválasztásra: ha mindenki egyforma a populációban, akkor nem érdemes válogatni a lehetséges partnerek között. Megéri viszont válogatósnak lenni, ha az egyedek között eltérések vannak. Tehát az egyedek közötti változatosság alapfeltétele a potenciális együttműködők közötti válogatásnak, ami a kooperációt lehetővé tévő kapcsoltság kialakulásához vezethet" – emelte ki a lendületes kutató.


Az egyéni változatosság az evolúció menetét is befolyásolhatja

Barta Zoltán szerint ebből az következik, hogy az egyedi sokszínűség és a kooperáció evolúciója között fontos kapcsolat lehet, azonban ezt a területet szinte alig vizsgálták korábban. Az ilyen irányú kutatások segítése érdekében a debreceni viselkedésökológus egy áttekintő közleményben vette sorra azokat a főbb elméleti evolúcióbiológiai eredményeket, amelyek a változatosság és a kooperáció evolúciója közötti kapcsolatokat elemzik. A vizsgált modellekben az egyedek közötti változatosság az egyszerű, mutációk okozta „zajtól" a belső állapot eltéréseiből fakadó különbségeken át a feladatspecializációig több forrásból adódott.

„A modellek vizsgálata alapján az egyedi sokszínűség több szempontból is fontos lehet. A megnövekedett véletlen változatosság megváltoztatja a jövőbeni partnerek együttműködési készségével kapcsolatos várakozást, ami viszont hat a jelenlegi viselkedésre már egyszerű, az előnytelen együttműködésre kiugrással válaszoló stratégiákkal operáló modellek esetében is.

A véletlen »zaj« fontos szerepet játszik abban is, hogy beinduljon egy koevolúciós változás, vagyis egy olyan folyamat, amelynek során az élőlény a környezetével is kölcsönhatásban fejlődik. Ilyen koevolúciós változás indulhat el a partner megválasztására irányuló viselkedés és a kooperáció kialakulása között. Ez azért különösen fontos eredmény, mert megoldást kínál a kooperáció evolúciójának úgynevezett bootstrap problémájára, vagyis arra, hogy hogyan alakulhat ki egy olyan mechanizmus, amely lehetővé teszi a kapcsoltság és ezzel az együttműködés kialakulását abban az esetben, amikor ez a mechanizmus csak a kooperáció révén válik előnyössé" – fogalmazott Barta Zoltán.

Magyarázata szerint a belső állapot változásai lehetővé teszik egy egyszerű, úgynevezett könyvelési mechanizmus kialakulását, amellyel az egyed számon tarthatja, hogy mennyire kooperatív környezetben van, és eszerint viselkedhet együttműködően vagy nem együttműködően. A belső állapot stratégiai manipulációja segítheti a partner viselkedésének manipulációját is. Szülőpár esetében például, ha egyikük az energiatartalékait a gondozáshoz szükséges szint alá csökkenti, akkor a másiknak nem marad más választása, mint részt vállalni az utódok felnevelésében.

„Az áttekintés alapján a szociális környezetben, például a partnerek számában tapasztalható változatosság is jelentősen segíti a kooperáció kialakulását. Szintén fontos szerepe lehet a változatosságnak a feladatspecializáció kialakulásában, amikor a különbségeknek köszönhetően mindenki más feladatot tud hatékonyan ellátni. Ilyen körülmények esetén az egyedek közötti kooperáció felértékelődik, ami viszont további, még hatékonyabb specializációt tesz lehetővé, tovább növelve a kooperáció értékét. Az így létrejövő önerősítő folyamat nagyon gyorsan kialakítja a specializált kooperátorok populációját. Az áttekintett modellek összevetéséből több fontos következtetés levonható. Egyrészt a változatosság forrása nem fontos. Másrészt feltételezhető, hogy a személyiség fontos szerepet tölthet be a kooperáció evolúciójában. Harmadrészt az egyedek azon képessége, hogy megbízhatóan érzékeljék társaik különbözőségét, nem tűnik fontosnak a változatosság szociális evolúciót módosító hatása szempontjából" – összegezte Barta Zoltán.

 

További információ:

Barta Zoltán: barta.zoltan@science.unideb.hu