Betrüger, der Kooperationspartner und der Evolutionstheorie

(ISNS)--ein Experiment mit Hefe ergab eine Methode, die Organisationen, die "Tragedy of the Commons" zu vermeiden kann die Situation, in denen Einzelpersonen nutzen Sie, freigegebene Ressourcen--wie gemeinsame Weideland für Tiere--ohne Bezahlung für deren Verwendung oder Wartung.

Durch die Durchführung des Experiments auf kleine Organismen, Forscher haben gezeigt, einen Weg, um eine Vorhersage der Evolutionstheorie abzuwenden:, dass natürliche Selektion unbedingt begünstigt "Cheater"--einzelne Organismen entschlossen, Spiel das System--über "Kooperationspartner", die die Regeln befolgen.

Das Experiment, in Verfahren der National Academy of Sciences, berichtet zeigt einen Weg in dem evolutionäre Anpassung über Mutationen über Betrüger Kooperationspartner profitieren kann.

"Es gibt eine größere Rolle, Anpassung,", sagte Adam Waite, ein Student der molekularen und zellulären Biologie an der University of Washington, der die Forschung mit seinem Vorgesetzten, Wenying Shou am Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle durchgeführt. "Während natürliche Selektion Cheater helfen sollte, kann es auch helfen Kooperationspartner Betrüger zu besiegen."

Die Forscher betonen, dass ihr Experiment nicht an der Evolutionstheorie Zweifel. Vielmehr bietet es neue Einblicke in die etablierten Theorie.

"Wir hoffen, dass wir tiefer graben sind in Evolutionsbiologie,", sagte Weber.

Dabei hat das Paar was angepackt Waite genannt "eines der größten Geheimnisse im Feld." Da es auf der individuellen Ebene arbeitet, sollte natürliche Selektion eine Voreingenommenheit gegenüber Betrüger über Kooperationspartner zeigen.

"Aber wir sehen Zusammenarbeit ganz oben von Mikroben zu komplexen Organismen trotz dieser Bias", sagte Waite.

Ihr Experiment führte Waite und Shou darauf ein neues Verfahren, dass sie das "adaptive Rennen" Modell nennen um das Rätsel zu erklären.

"Im allgemeinen jedes Mal Sie Organismen, die in einem sich wandelnden Umfeld anzupassen sind die ganze Zeit haben, wir denken dieses Prozesses wird eine Rolle spielen", sagte Weber.

"Die Studie zeigt eine faszinierende Reihe von Experimenten, die Sondierung der Interaktion zwischen Anpassung und der evolutionäre Dynamik der Zusammenarbeit", sagte Jeff Gore, Massachusetts Institute of Technology Physiker deren Forschung konzentriert sich auf evolutionäre Systembiologie. "Net effektiv diese"adaptive Rasse"ist eine schöne Mechanismus für das Überleben der Zusammenarbeit."

Während Weidevieh auf Gemeindeland weitgehend zurückgegangen ist, gibt es moderne Mensch-Skalen-Beispiele der Tragödie der Commons noch. Fischerei können zusammenbrechen, Überfischung, wenn einzelne Fischer versuchen, so viele Fische wie möglich statt respektiert Grenzen zur nachhaltigen Niveau des Fangs zu halten nehmen.

Jedoch ist es viel einfacher, mit kleinen Labor-Experimente in denen Forscher alle Komponenten steuern können, den Prozess im Detail zu studieren.

Für ihr Experiment verwendete Waite und Shou eine wilde Hefe Saccharomyces Cerevisiae, häufig verwendet in biologische Experimente genannt. Das Paar verwendet drei Stämme der Hefe. Sie bezeichnet zwei von ihnen als Kooperationspartner, der Austausch von Nährstoffen und die andere als ein Betrüger, der einer der Nährstoffe verbraucht, ohne irgendeinen Beitrag.

Alle drei Stämme suchten, Lysin, ein kritischer Nährstoff zu erhalten, die alle drei Stämme zum Überleben benötigt. Die Forscher gemischt sorgfältig die Kultur, in der die Untersuchungen stattfanden, was sowohl zusammen und Betrug Stämme Chancengleichheit den Nährstoff zu erhalten.

Die beiden Forscher nahmen mehrere Maßnahmen, um sicherzustellen, dass die Stämme auf ein Level Playing Field konkurrierten. Das bedeutete, ausgenommen Methoden, die kooperierenden Organismen in der Vergangenheit benutzt haben, um einen Vorteil gegenüber Wettbewerbern Betrug zu gewinnen.

Waite und Shou entwickelt zwei kooperierenden Stämme, die in der Vergangenheit zusammengearbeitet hatte nicht. Sie haben auch dafür gesorgt, dass die kooperierenden Hefestämme nicht verklumpen und Betrüger von einschmeichelnd selbst zu blockieren.

Diese Vorkehrungen getroffen haben, stellen das Team der Stämme in den Wettbewerb durch Mischen sie zusammen, um zu wachsen und produzieren Nährstoffe. Sie beobachteten, dass der Betrug Stamm versagte die Kooperationspartner für die Lysin-Nährstoff zu verdrängen, als normalerweise zu erwarten wäre.

Prüfen Sie die Entwicklung der Hefe während des Experiments, die Forscher oft Proben von den Stämmen entfernt und steckte sie in Wettbewerb mit Versionen der vorherigen Sorten.

Die spätere Generation kooperierenden Unternehmen schlagen die alten Cheater, wie die spätere Generation Cheater.

"Das ist die Idee, das adaptive Rennen", sagte Waite. "Jeder passt, aber es ist eine Frage, die schneller anpasst oder wer zuerst passt."

Das Konzept könnte zusätzliche Evolutionsfaktoren aussprechen.

"Es könnte helfen, um eine Menge von verwirrenden Ergebnissen in evolutionären Studien auf selektiven Druck zu erklären", sagte Weber.

Eine ehemalige Wissenschaftsredakteur der Newsweek, Peter Gwynne ist ein freischaffender Wissenschaftsjournalist basierend auf Cape Cod, Massachusetts.

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