真社会性と分業

1. 真社会性と孤独な行動のシミュレーション Expand
   • 注:このシミュレーションでは、真社会的な動物または孤独な動物を描写します。このシミュレーションの目標は、割り当てられた5分間にできるだけ多くの子孫を繁殖させることで、あなたのフィットネスを最大化することです。これを行うには、リソースを探し、割り当てられた役割の制約内で繁殖する必要があります。
   • クラスサイズを10と仮定すると、4人の個人が孤独なミツバチのグループを形成し、残りの6人の学生が真社会的なミツバチのグループを形成する必要があります。注:真社会的なミツバチのグループには、女王蜂1匹、ドローン1匹、働きバチ4人が含まれます。女王とドローンは資源を繁殖させて保護し、労働者は資源を探して盗みます。孤独な大工の蜂の学生は、繁殖を除いて、この活動のすべてのタスクを自分で実行する必要があります。
   • インストラクターが提供するネストボウルに再生用のリソースを保存します。これらのリソースは、環境バケツで採餌するか、他の巣から盗むことによって収集できるさまざまな豆で表されます。
   • 青いカップはオス、赤いカップはメスで、子孫を残すために使用されます。これは、4種類の豆を1つの赤または青のカップに組み合わせて、繁殖に必要なリソースを象徴し、完成した1つのカップを、各豆の種類が1つずつ含まれている反対色のカップの中に積み重ねることで、各親から1つずつ、2つのカップの子孫を生み出す交配をシミュレートすることによって行われます。
   • 再現するためには、孤独な学生は反対色のカップを持つ別の孤独な学生を探す必要があります。逆に、真社会的な女王とドローンは常に互いに繁殖します。仮説:このラボ活動の仮説は、真社会性グループが孤独な個人よりも有益である可能性に基づいています。別の仮説は、生態学的制約を考えると、真社会的または孤独な一方のグループがもう一方のグループよりも有利であり、これは一人当たりの子孫の数に反映されるというものです。帰無仮説は、どちらの戦略によっても利点が得られるというものかもしれません。
   • あなたがミツバチグループの労働者または大工のミツバチグループの孤独な学生である場合は、部屋の反対側に歩いて行き、部屋の採餌側の米を1つの豆を探し、その豆を部屋の巣側のボウルに戻してください。注:このアクティビティには5分間の制限時間がありますが、実行は許可されていません。
   • 隣のボウルに一人の学生がいない場合は、豆やカップ以外の何もボウルに触れずに、カップを使用して豆をすくい上げて、一度に1つの豆を盗むことができます。あなたが盗みを終える前に孤独な生徒が彼らのボウルに戻った場合、あなたはすぐに盗もうとするのをやめなければなりません。注:女王とドローンは巣を離れないため、隣人は真社会的な巣から盗むことはできません。
   • 活動中いつでも子孫を作ることができます。あなたの繁殖を追跡するために、子孫に貢献した各カップにあなたの名前をラベル付けすることを忘れないでください。 注:真社会的なグループは、繁殖するたびにグループに対して2つの子孫を産みますが、孤独な学生は生殖結合ごとに1つの子孫しか産みません。
2. 結果 Expand
   • もし孤独な大工の蜂だったら、テーブルの適切な行に産んだ子孫の数を記録してください。表 1 をダウンロードするにはここをクリックしてください
   • もしあなたが真社会的なミツバチのグループの一員だったなら、女王とドローンが産んだ子孫の数を記録してください。
   • 孤独な大工のミツバチの学生の適応度を計算するには、学生が産んだ子孫の数を数えるだけです。
   • 真社会的なミツバチの学生の適応度を計算するには、女王とドローンが生み出した子孫の数をグループ内のメンバーの数、この場合は6で割って、学生一人当たりの適応度値を求めます。
   • 各学生がそれぞれの適応度値を計算したら、各ソーシャルカテゴリーで生産された子孫の平均数を計算し、これらを棒グラフとしてプロットします。表2をダウンロードするにはここをクリックしてください
   • 次に、ハミルトンの方程式を使用してデータを分析します。これを行うには、r を関連性の程度に等しく、B をクラス平均真社会的適応度に、C をクラス平均孤独適応度に設定します。 r * B > C
   • これらの結果を使用して、真社会的なミツバチのグループで利他的な行動が持続するかどうかを判断します。この観測値に寄与する可能性のあるハミルトンの方程式の変数について話し合います。異なる結果が予想される状況を考えてみましょう。

このシミュレーションでは、真社会的な動物または孤独な動物を描写します。このシミュレーションの目標は、割り当てられた5分間にできるだけ多くの子孫を繁殖させることで、あなたのフィットネスを最大化することです。これを行うには、リソースを探し、割り当てられた役割の制約内で繁殖する必要があります。

クラスの人数を10人とすると、4人の個人が孤独なグループ、または大工の蜂のグループを形成し、残りの6人の学生が真社会的なグループ、またはミツバチのグループを形成する必要があります。真社会的なミツバチのグループには、女王蜂1匹、ドローン1匹、働きバチ4人が含まれます。女王とドローンは資源を繁殖させて保護し、労働者は資源を探して盗みます。

孤独な大工の蜂の学生は、繁殖を除いて、この活動のすべてのタスクを自分で実行する必要があります。繁殖のための資源は、ボウルで表される巣に保存されます。これらのリソースは、環境バケツで採餌するか、他の巣から盗むことによって収集できるさまざまな豆で表されます。

青いカップはオス、赤いカップはメスで、子孫を残すために使われます。これは、4種類の豆を1つの赤または青のカップに組み合わせて、繁殖に必要なリソースを象徴し、完成した1つのカップを、各豆の種類が1つずつ含まれている反対色のカップの中に積み重ねることで、各親から1つずつ、2つのカップの子孫を生み出す交配をシミュレートすることによって行われます。再現するには、孤独な生徒は反対色のカップを持つ別の孤独な生徒を探す必要があります。

逆に、真社会的な女王とドローンは常に互いに繁殖します。このラボ活動の仮説は、真社会的なグループが孤独な個人よりも有益である可能性に基づいています。別の仮説は、生態学的制約を考えると、真社会的または孤独な一方のグループがもう一方のグループよりも有利であり、これは一人当たりの子孫の数に反映されるというものです。

帰無仮説は、どちらの戦略によっても利点が得られるというものかもしれません。ミツバチグループの労働者または大工ミツバチグループの孤独な学生の場合は、部屋の反対側に歩いて行き、部屋の採餌側の米を1つの豆を探し、豆を部屋の巣側のボウルに戻します。一人の学生が隣のボウルにいない場合は、カップを使用して豆やカップ以外のものでボウルに触れずに豆をすくい上げて、一度に1つの豆を盗むことができます。

あなたが盗みを終える前に孤独な生徒が彼らのボウルに戻った場合、あなたはすぐに盗もうとするのをやめなければなりません。女王とドローンが巣を離れないため、隣人は真社会的な巣から盗むことができません。アクティビティ中はいつでも子孫を作成できます。

あなたの繁殖を追跡するために、子孫に貢献した各カップにあなたの名前をラベル付けすることを忘れないでください。真社会性集団は、繁殖するたびに集団のために2人の子孫を産むのに対し、孤独な学生は生殖結合ごとに1人の子孫しか産みません。あなたが孤独な大工の蜂だった場合は、テーブルの適切な行にあなたが産んだ子孫の数を記録してください。

あなたが真社会的なミツバチグループの一員であった場合は、女王とドローンによって生産された子孫の数を記録してください。孤独な大工のミツバチの学生の適応度を計算するには、学生が生み出した子孫の数を数えるだけです。真社会性ミツバチの学生の適応度を計算するには、女王とドローンが生み出した子孫の数をグループ内のメンバーの数(この場合は6人)で割って、学生一人当たりの適応度の値を求めます。

各生徒がそれぞれの適応度値を計算したら、各ソーシャルカテゴリーで生産された子孫の平均数を計算し、これらを棒グラフとしてプロットします。次に、ハミルトンの方程式を使用してデータを分析します。これを行うには、r を関連性の程度に等しく、B をクラス平均真社会的適応度に、C をクラス平均孤独適応度に設定します。

これらの結果を使用して、利他的な行動が真社会的なミツバチのグループで持続すべきかどうかを判断します。この観測値に寄与する可能性のあるハミルトンの方程式の変数について話し合います。どのような状況で、この観察結果が異なると予想しますか?