Digitale Organismen beleuchten Geheimnis des Altruismus

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Eine der wichtigsten Fragen in der Evolutionsbiologie ist wie Altruismus oder der Akt der Hilfe einer anderen Person auf eigene Kosten entwickelt. Auf den ersten Blick mag "Survival Of The Fittest" am besten durch egoistische Individuen erreicht werden. Allerdings altruistisches Verhalten tritt in vielen Arten, und gäbe es nicht adaptiv, würden wir erwarten, dass es durch den Prozess der natürlichen Selektion zu verschwinden.

Obwohl, streng genommen, bestimmte Gene in der Regel nicht bestimmte Verhaltensweisen verursachen, Verhalten hat eine genetische Komponente, und kann so übernommen werden. Eine klassische Erklärung für die Evolution des Altruismus ist, dass Einzelpersonen können Gene, die bewirken, dass sie Verhalten altruistisch gegenüber ihren Verwandten, die auch diese "Altruismus-Gene", und somit die Gene werden erfolgreich an die nächste Generation weitergegeben.

Verwandten teilen jedoch nur einen Teil ihrer Gene. Zum Beispiel eine Mutter und Tochter in der Regel nur etwa 50 Prozent ihrer seltenen Gene teilen, seit der Tochter kam die anderen 50 % von ihrem Vater. Halbgeschwister teilen durchschnittlich nur 25 Prozent ihrer seltenen Gene. Daher, wenn Altruismus nur gegenüber Verwandten gerichtet ist, riskieren Organismen helfen Einzelpersonen, die das Altruismus-gen nicht teilen.

Was passiert, wenn Tiere hatten einen anderen Weg zu entscheiden, wer zu helfen wie nur helfen anderen, die sich physisch sehr ähnlich waren, (die deutet insgesamt genetische Ähnlichkeit) oder helfen Organismen mit irgendeiner Art von physischen Markierung, die zeigten, dass sie, auch das Altruismus-gen durchgeführt?

Eine aktuelle Studie, die für das Studium der Evolution in Aktion an der Michigan State University in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B von Forschern an der BEACON Center erschienen nutzt digitale Evolution, in welche digitale Organismen entwickeln sich in einem Computer, um die Anerkennung Mechanismus zu verstehen, am besten zur Verbreitung des altruistischen Verhaltens beiträgt.

Warum studieren digitale Evolution? Als der berühmte Biologe John Maynard Smith dringend"auf einmal gesagt, wir eine vergleichende Biologie. Bisher konnten wir nur ein sich entwickelndes System zu studieren und wir nicht interstellaren Flug an uns weitergeben, eine Sekunde warten. Wenn wir Verallgemeinerungen über sich entwickelnden Systemen entdecken wollen, müssen wir künstliche betrachten."

Von Jeff Clune verwendete Software – und seine Kollegen Heather Goldsby, Charles Ofria und Robert Pennock – schafft solch ein künstliches System: die digitale Organismen Leben, vermehren und sterben, und Wissenschaftler beobachten dieses virtuelle Evolution in Aktion, über die Dynamik der sich entwickelnden Eigenschaften in einer Bevölkerung zu lernen.

Mit dieser Software, sah die Forscher verschiedene Möglichkeiten, die einzelne Organismen könnte direkt ihren Altruismus zu sehen, welche Methode am meisten erfolgreich entwickeln würde. Zuerst ließen sie Organismen, Verwandten entweder helfen oder genetisch ähnliche Menschen helfen. Sie fanden heraus, dass, wenn Sie die Wahl, Organismen erfolgreicher waren als sie genetisch ähnliche Organismen half als wenn sie altruistisch gegenüber ihren Verwandten.

Das Leuchtturm-Team dann einen Schritt weiter gegangen: Was passiert, wenn die Organismen waren in der Lage zu sagen, die uneigennützig war, und dann helfen nur diejenigen Personen? Menschen bevorzugen offenbar, anderen zu helfen, die auch bereit sind zu helfen, nach dem folgenden Artikel. Könnte das gleiche Organismen ohne komplexe kognitive Fähigkeiten?

Es stellt sich heraus, dass einige können. Richard Dawkins vorgeschlagen, dass Merkmale, die auf das Vorhandensein des Gens Altruismus, wie grüne Bärte Organismen bei der Auswahl wo Sie altruistisches Verhalten direkt behilflich sein könnten. Diese so genannten "Greenbeard Gene" sind gefunden worden, um in der Natur vorkommen: zum Beispiel in einer Spezies der Feuerameise, Ameisen mit einem bestimmten Gen tötet andere Ameisen, die fehlen, die Ameisen, die das Gen teilen zu schonen.

Die Wissenschaftler gaben den digitale Organismen das Äquivalent von Greenbeard Genen zu sehen, ob sie sie verwenden, um direkte altruistisches Verhalten.

"Zunächst der Greenbeard-Mechanismus nicht entwickeln die hatte uns unsere Köpfe kratzen, weil Theorie sagt voraus, dass es sein sollte," sagte Clune. "Jedoch mit zusätzlichen versuchen wir festgestellt, dass der Greenbeard-Mechanismus nur mit vielen Bart Farben statt nur einem funktioniert, wobei jede Farbe eine andere Ebene des Altruismus angibt."

Andernfalls die Organismen täten nur den Mindestbetrag notwendig, die Vorteile des Seins in der altruistische Greenbeard Club und nicht mehr – der Altruismus Ebenen niedrig hält.

Bis vor kurzem hatten Biologen konnten nur die Ergebnisse eines evolutionären Prozesses betrachten, das Leben auf der Erde produziert. Jetzt können Wissenschaftler mit Technologien wie digitale Evolution, Entwicklung beobachten, wie er auftritt und machen neue Entdeckungen über Fragen, die lange uns darum interessiert sind, warum wir uns so verhalten, dass wir tun.

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Anmerkung der Redaktion: Diese Forschung wurde unterstützt durch die National Science Foundation (NSF), die Bundesagentur für angeklagt Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.