Charles Darwin aveva un problema con le api. Le api costruivano alveari lavorando per una regina, ma le operaie, che raccoglievano il cibo e si prendevano cura dei piccoli, non avevano piccoli propri. Questo comportamento è indicato come altruismo, il comportamento di un animale che avvantaggia un altro a proprie spese. Se l'evoluzione attraverso la selezione naturale è stata guidata dalla capacità del più adatto di riprodursi, perché sono esistite le api? Istinti semplici come le api che costruiscono un alveare potrebbero essere sufficienti per rovesciare la mia intera teoria, ha scritto Darwin. A quel tempo, non aveva una buona spiegazione per tale comportamento di auto-sacrificio, anche se in seguito proseguì suggerendo che forse il tratto poteva esistere in una popolazione se aiutava la famiglia.
A Darwin mancavano le conoscenze chiave, la genetica, il che significava che non sapeva come i tratti venivano ereditati o tramandati. Ma il monaco, Gregor Mendel, lo fece. Il suo lavoro di fondazione sulla genetica e l'ereditarietà fu pubblicato nel 1866 aprendo potenziali indizi. Altri scienziati hanno poi suggerito che la parentela, il numero di geni condivisi da due individui, è st
Nota: In questa simulazione, ritrarrai un animale eusociale o solitario. L'obiettivo di questa simulazione è massimizzare la tua forma fisica riproducendo il maggior numero possibile di prole durante i cinque minuti assegnati. A tale scopo, è necessario cercare risorse e riprodurle entro i limiti del ruolo assegnato.
Supponendo una dimensione della classe di 10, 4 individui dovrebbero formare il gruppo delle api solitarie, o delle api carpentiere, e i restanti 6 studenti dovrebbero formare il gruppo eusociale, o il gruppo delle api mellifere. Nota: il gruppo eusociale delle api mellifere comprenderà una regina, un fuco e quattro operaie. La regina e il fuco si riprodurranno e proteggeranno le risorse, mentre le operaie si nutriranno e ruberanno le risorse. Gli allievi ape carpentiere solitari devono svolgere da soli tutti i compiti di questa attività, ad eccezione della riproduzione.
Conserva le tue risorse per la riproduzione nella ciotola del nido fornita dal tuo istruttore. Queste risorse sono rappresentate da fagioli assortiti che possono essere raccolti foraggiando nei secchi dell'ambiente o rubando da altri nidi.
Le tazze blu sono maschili e le coppe rosse sono femminili, e verranno utilizzate per produrre prole. Questo viene fatto combinando tutti e quattro i tipi di fagioli in una tazza rossa o blu per simboleggiare le risorse necessarie per riprodursi, e quindi impilando una tazza completata all'interno di una tazza del colore opposto che contiene anche uno di ogni tipo di fagiolo, per simulare un accoppiamento che produce una prole di due tazze, una da ciascun genitore.
Per riprodursi, gli studenti solitari dovranno cercare un altro studente solitario con una tazza di colore opposto. Al contrario, la regina eusociale e il fuco si riproducono sempre l'uno con l'altro. ISPOSIZIONI: Le ipotesi per questa attività di laboratorio si basano sui possibili benefici dei gruppi eusociali rispetto agli individui solitari. L'ipotesi alternativa potrebbe essere che un gruppo, eusociale o solitario, avrà un vantaggio sull'altro, dati i vincoli ecologici, e questo si rifletterà nel numero di figli pro capite. L'ipotesi nulla potrebbe essere che ci sarà un vantaggio conferito da una delle strategie.
Se sei un lavoratore nel gruppo delle api mellifere o uno studente solitario nel gruppo delle api carpentiere, cammina dall'altra parte della stanza per cercare un fagiolo nel riso sul lato del foraggiamento della stanza e riporta il fagiolo nella tua ciotola sul lato del nido della stanza. Nota: anche se questa attività ha un limite di tempo di 5 minuti, la corsa non è consentita.
Se uno studente solitario non è presente in una ciotola vicina, puoi provare a rubare un chicco alla volta, usando una tazza per raccogliere il chicco senza toccare il chicco o la ciotola con nient'altro che la tazza. Devi smettere immediatamente di cercare di rubare se lo studente solitario torna alla sua ciotola prima che tu finisca di rubare. Nota: i vicini non possono rubare dai nidi eusociali perché la regina e il fuco non lasciano il loro nido.
Puoi creare prole in qualsiasi momento durante l'attività. Ricordati di etichettare ogni tazza che viene donata a una prole con il tuo nome per tenere traccia della tua riproduzione. Nota: i gruppi eusociali producono due figli per il loro gruppo ogni volta che si riproducono, mentre gli studenti solitari producono solo una prole per accoppiamento riproduttivo.
Risultati
Se fossi un'ape carpentiere solitaria, registra il numero di figli che hai prodotto nella riga appropriata della tabella. Clicca qui per scaricare la Tabella 1
Se facevi parte del gruppo delle api mellifere eusociali, registra il numero di prole prodotta dalla tua regina e dal tuo fuco.
Per calcolare l'idoneità di uno studente di ape carpentiere solitario, conta semplicemente il numero di figli che lo studente ha prodotto.
Per calcolare l'idoneità di uno studente ape eusociale, dividi il numero di figli prodotti dalla regina e dal drone per il numero di membri del gruppo, in questo caso 6, per ottenere un valore di idoneità per studente.
Quando ogni studente ha calcolato il rispettivo valore di fitness, calcola il numero medio di figli prodotti per ogni categoria sociale e tracciali come un grafico a barre. Clicca qui per scaricare la Tabella 2
Successivamente, usa l'equazione di Hamilton per analizzare i dati. Per fare ciò, impostare r uguale al grado di parentela, B all'idoneità eusociale media della classe e C all'idoneità solitaria media della classe. r * B > C
Usa questi risultati per determinare se il comportamento altruistico dovrebbe persistere nel tuo gruppo di api eusociali. Discuti le variabili nell'equazione di Hamilton che possono contribuire a questa osservazione. Considera le circostanze in cui ti aspetteresti di vedere risultati diversi.
