אאוסוציאליות וחלוקת עבודה

ארגון חברתי

רמות שונות של ארגון חברתי נצפות בתוך ממלכת החיות, החל מפשוטות ועד מורכבות מאוד. מערכות אלה יכולות לשפר מאוד את ההישרדות ואת הצלחת הרבייה של אדם או אוכלוסייה. מבין אלה, אאוסוציאליות היא הרמה הגבוהה ביותר של ארגון חברתי, הכוללת חלוקת עבודה המבוססת על קאסטות חברתיות. עם זאת, מערכת זו נצפתה לעתים רחוקות בטבע, שכן היא דורשת מפרטים לעזור לאחרים באוכלוסייה במחיר הישרדות או רבייה גדול^{לעצמם 1}. כאשר דפוס התנהגות זה, המכונה אלטרואיזם, נצפה לראשונה במינים כמו דבורת הדבש, הוא גרם לביולוגים אבולוציוניים מוקדמים לשקול מחדש את ההגדרה המיושנת שלהם לכושר אבולוציוני. תיאוריות מקוריות התייחסו לכושר רק ברמה האישית. עם זאת, לאור מערכות אאוסוציאליות, וו.ד. המילטון הציע לראשונה תיאוריה של כושר כוללני. זה מניח כי מדד הכושר של הפרט יכול לכלול את כושר הרבייה של בני משפחה, אשר גם לשאת חלק מהגנים של אותו אדם. בדרך זו, זה יכול להיות הגיוני מבחינה אבולוציונית עבור אנשים להקריב קורבנות אישיים לטובת אנשים קרובים.

קרבה משפחתית

התיאוריה של המילטון מונעת על ידי מושג היחסיות, המוגדר כיחס הגנים המשותפים בין שני פרטים. לדוגמה, 50% מהגנים של הפרט משותפים עם צאצאים ישירים, בעוד שרק 25% נמצאים בדור הבא. בהתאם לכך, השקעה בפרט קרוב מקנה כושר גופני רב יותר מאשר השקעה באנשים פחות קרובים. המשוואה הבאה מתארת קשר גומלין זה:

r (קרבה) × B (תועלת למקבל) > C (עלות לאלטרואיסט)

במשוואה זו, "תועלת למקבל" (B) שקולה לגידול במספר הצאצאים שמייצר אותו פרט, בעוד ש"עלות לאלטרואיסט" (C) שקולה לירידה במספר הצאצאים שמייצר האלטרואיסט. במצבים שבהם המכפלה של "r" כפול "B" אינה גדולה מ- "C", אלטרואיזם אינו מועדף על ידי הברירה הטבעית. עם זאת, ככל שהקרבה גדלה, כך גדל הערך של "r" כפול "B". לכן, התנהגות אלטרואיסטית הופכת סבירה יותר כאשר האלטרואיסט והמקבל קרובים יותר.

אאוסוציאליות

לא כל מין שמפגין התנהגות אלטרואיסטית נחשב אאוסוציאלי. בסופו של דבר, אאוסוציאליות מאופיינת בשלוש תכונות עיקריות. ראשית, חלוקת העבודה (כולל רבייה) לקאסטות חברתיות מובילה אנשים מסוימים לוותר על רבייה כדי לשפר את הצלחת הרבייה של בני משפחה. מאפיינים אחרים כוללים דורות חופפים, שבהם פרטים בני דורות מרובים חיים ועובדים יחד, וכן טיפול שיתופי, שבו פרטים שאינם הורים מסייעים בטיפול בצאצאים.

דוגמה ידועה אחת לאאוסוציאליות מוצגת על ידי דבורת הדבש. כוורת טיפוסית מכילה קבוצות שונות של דבורים המבצעות משימות מגוונות. רק נקבת רבייה אחת, המלכה דבורה, מאכלסת מחדש את הכוורת בעוד נקבות אחרות פועלות כפועלים. זכרי רבייה, המכונים מזל"טים, הם נדירים למדי. דבורי הדבש שייכות לסדר Hymenoptera יחד עם נמלים וצרעות^2-3. סדר זה מכיל את המינים האסוציאליים ביותר, אך אינו הסדר היחיד עם אאוסוציאליות. קבוצות אחרות המכילות מינים אאוסוציאליים כוללות טרמיטים, חסילונים ימיים וחולדות חפרפרת עירומות. חלקם אף הציעו כי בני אדם עשויים להיות אאוסוציאליים. אף על פי שדורות חופפים וטיפול שיתופי קיימים בדרך כלל, נראה כי לבני האדם אין הפרדה בין קבוצות רבייה וקבוצות שאינן פוריות. למרות שזה לא מתאים באופן מושלם, היבטים של אאוסוציאליות ואלטרואיזם נצפים לעתים קרובות אצל בני אדם וממלאים תפקיד גדול במבנה החברתי שלנו.

אף על פי שמבנים של קהילות לא-אאוסוציאליות נצפים הרבה יותר, אאוסוציאליות מעניקה יתרונות אבולוציוניים למינים שבהם היא נמצאת. שתי השערות עיקריות הוצעו כדי להסביר את האבולוציה של אאוסוציאליות: ההשערה האקולוגית והשערת הפלו-דיפלואידיה.

הראשונה, ההשערה האקולוגית, לוקחת בחשבון את המניעים האקולוגיים הרבים שעשויים להעדיף מבנים אאו-סוציאליים. אלה כוללים את יכולתן של קהילות אאוסוציאליות לנצל אתרי קינון משותפים, להקל על הגנה קבוצתית מפני טורפים ולהפחית את התחרות בין פרטים. התיאוריה השנייה, השערת הפלו-דיפלואידיה, לוקחת בחשבון את המבנה הגנטי המורכב של קבוצות אאוסוציאליות רבות, כולל דבורים ונמלים. בקבוצות אלה, זכרים בדרך כלל מפגינים הפלואידיה. משמעות הדבר היא שהם נושאים רק עותק אחד של כל כרומוזום, ולכן מכילים מחצית מהמידע הגנטי של נקבות. כתוצאה מכך, אבות מעבירים 100% מהגנים שלהם לבנותיהם ואילו אמהות, שהן דיפלואידיות, מעבירות 50%. בהתאם לכך, כאשר מחשבים את הקרבה בין אחיות במין הפלואידי-דיפלואידי, 75% מהגנים משותפים. זה משמעותית יותר מאשר 50% שנצפו במינים דיפלואידיים. קרבה משפחתית מוגברת בין אחיות עשויה להסביר מדוע העובדים במושבה הם בדרך כלל נשים בלבד ומסוגלים לעבוד יחד לטובת המושבה. דפוס זה נראה אצל דבורי דבש הכוללות זכרים הפלואידים ונקבות דיפלואידיות⁴. עם זאת, לא כל המינים האאוסוציאליים מפגינים הפלואידי. הן ההשערה האקולוגית והן ההשערה האפלו-דיפלואידית ממלאות ככל הנראה תפקיד באבולוציה של אאוסוציאליות.

לקריאה נוספת:

1. שמש, Q., et al. (2018). "ניהול הסיכונים והתגמולים של מוות בחרקים אאוסוציאליים". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 373 (1754).
2. Krasnec, M. O. ו M. D. גזע (2012). "אבולוציה אאוסוציאלית ומערכות הזיהוי בחרקים חברתיים". עו"ד אקס מד ביול 739: 78-92.
3. Meunier, J. (2015). "חסינות חברתית והאבולוציה של חיים קבוצתיים בחרקים". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 370 (1669).
4. הולנד, J. G., et al. (2013). "מלכה שולטת באירוע מפתח בתולדות חייו של חרק אאוסוציאלי". ביול לט 9(3): 20130056.

לצ'ארלס דרווין הייתה בעיית דבורים. דבורים בנו כוורות שעבדו עבור מלכה, אך לפועלים, שאספו מזון וטיפלו בצעירים לא היו צאצאים משלהם. התנהגות זו מכונה אלטרואיזם, התנהגות של בעל חיים המועיל לאחר על חשבונו. אם האבולוציה באמצעות הברירה הטבעית הונעה על ידי יכולתם של החזקים ביותר להתרבות, מדוע היו דבורים? אינסטינקטים פשוטים כמו דבורים שמכינות כוורת יכולים להספיק כדי להפיל את כל התיאוריה שלי, כתב דרווין. באותה תקופה לא היה לו הסבר טוב להתנהגות כזו של הקרבה עצמית, אם כי מאוחר יותר הוא המשיך וטען שאולי התכונה יכולה להתקיים באוכלוסייה אם היא עוזרת למשפחה.

לדרווין היה חסר ידע מרכזי - גנטיקה - מה שאומר שהוא לא ידע כיצד תכונות עוברות בתורשה או עוברות מדור לדור. אבל הנזיר, גרגור מנדל, עשה זאת. עבודתו המייסדת על גנטיקה ותורשה פורסמה ב-1866 ופתחה רמזים פוטנציאליים. מדענים אחרים הציעו אז שקרבה, כמה גנים משותפים לשני אנשים, היא המפתח לאבולוציה של האלטרואיזם. לדוגמה, אחים חולקים 50% מהגנים שלהם בעוד שבני דודים מדרגה ראשונה חולקים 12.5%. חייבת להיות נקודה שבה, מנקודת מבט גנטית, עדיף לעזור לקרוב המשפחה שלך גם אם זה כואב לך מאשר לעזור לעצמך.

ב-1964, הביולוג והכלכלן האבולוציוני WD המילטון יצר משוואה כדי לתאר מתמטית מתי הייתה נקודה זו. המשוואה מוגדרת כ-r x B >-C. "R" הוא הקשר הגנטי בין השחקן למקבל. "B" הוא הטבת הכושר למקבל... ו-"C" הוא העלות לשחקן. אם r x B > C, כדאי לפעול בצורה אלטרואיסטית.

המשוואה של WD המילטון עוזרת להסביר כיצד חברת הדבורים יכולה להתפתח ולהתקיים. כיום, אנו קוראים לחברת הדבורים ולחברות דומות לה אאו-סוציאליות, ביטוי שטבעה סוזן בטרה ב-1966 כשחקרה סוג של דבורים שעסק בגידול דגים שיתופי. מאז, מדענים תיעדו אאו-חברתיות בחברות רבות של בעלי חיים. רבים כמו דבורים, נמלים וטרמיטים הם חרקים... אבל חלקם יונקים כמו חולדות חפרפרת עירומות.

אאו-חברתיות נחשבת לרמה הגבוהה ביותר של ארגון חברתי שבעלי חיים מתרגלים. ישנם שלושה דברים המשותפים לרוב החברות החברתיות. הם מתרגלים גידול משותף, מה שאומר שכמו אצל דבורים, בעלי חיים רבים יעבדו יחד כדי לגדל צאצאים של אחרים. יש להם דורות חופפים, מה שאומר שאחים - כמו חולדת החפרפרת העירומה המבוגרת הזו - יכולים לטפל באחים צעירים יותר... ויש חלוקת עבודה, בדרך כלל בין קסטות רבייה, כפי שמוצג על ידי הנמלים חותכות העלים הללו.

ישנן שתי השערות לאבולוציה של אאו-סוציאליות. הראשונה היא השערת ההפלו-דיפלואידית. לדבורים ולנמלים אין שני כרומוזומי מין כמו לבני אדם. לדבורים זכרות יש רק סט אחד של כרומוזומים. הם מקבלים את כל הגנים שלהם מהמלכה שהטילה אותם. נקבות, לעומת זאת, הן דיפלואידיות ומקבלות סט אחד מהמלכה שלהן, שגם היא דיפלואידית, וסט אחד מזכר, בדרך כלל מכוורת אחרת. מלכות אוגרות זרע מהזדווגות, כלומר רוב העובדים ייווצרו באמצעות זרע של כמה שותפים זכרים פוטנציאליים בלבד. משמעות הדבר היא שבממוצע, אחיות חולקות יותר גנים זו עם זו מאשר עם אמהותיהן או בנותיהן ההיפותטיות, כך שזה מועיל אבולוציונית לעבוד יחד כדי לגדל את אחיהן. עם זאת, לא לכל המינים האאו-סוציאליים יש סוג זה של קביעת מין. ההשערה האקולוגית מציעה שבית הגידול של בעל חיים יכול להפוך את החיים החברתיים למועילים. לדוגמה, טרמיטים צריכים לעבוד יחד כדי לאסוף מזון מעצים מתים וחיים משותפים יכולים לעזור להם להילחם במושבות שכנות או למצוא הגנה מפני טורפים.

במעבדה זו, אתה וחבריך לכיתה תבצעו סדרה של תרגילים כדי לדמות חברות חברתיות ובודדות כאחד. האם אסטרטגיה אחת עובדת טוב יותר מהשנייה?