社会行为的遗传学问题

威廉·唐纳德·汉密尔顿(William Donald Hamilton,1936—2000)是英国进化生物学家,研究自然选择如何塑造利他行为、性比及其他生活史特征。他在剑桥学习自然科学,后来先后在帝国理工学院、密歇根大学和牛津大学任职,1984年成为在牛津工作的皇家学会研究教授。

他的问题并非简单追问动物是否自私,而是:一种降低行为者自身繁殖成功、却提高他者繁殖成功的可遗传行为,为什么没有被自然选择淘汰?这一问题要求把个体间的行为后果接入基因频率变化,而不能用“为了物种好”代替解释。

参考:[1] [3]

包容适合度与汉密尔顿规则

1964年《社会行为的遗传进化》第一部分建立种群遗传模型,区分个体自身基因型的作用与邻居带来的作用。包容适合度不是把自己和所有亲属的后代简单相加,而是重新核算行为者对自身及他者繁殖的贡献,并按适当的亲缘关系加权。

通常写作 rb>c 的汉密尔顿规则,表示接受者所获繁殖收益 b,经亲缘关系 r 加权后,大于行为者的繁殖代价 c 时,利他倾向可受选择支持。成本和收益是适合度效应,不是金钱或道德价值;原始分析还依赖代际结构、效应可加性等模型设定,不能脱离条件当作所有行为的算命公式。

参考:[2] [3]

亲缘关系并非基因相似百分比

这里的 r 比较的是相对于种群背景的遗传关联,不是两只动物有多少百分比的DNA相同。通常条件下,同胞间二分之一的亲缘系数,也不意味着它们只有一半基因相似。判断亲缘选择,还需要考虑受益发生在哪里、谁与谁竞争以及实际繁殖后果。

1963年的短文先发表,1964年两部分长文随后展开数学论证。“亲缘选择”和“汉密尔顿规则”等名称的使用史,应与这些原始工作区分。加德纳2015年的回顾还强调,亲缘选择不必要求个体主动辨认亲属;空间聚集也可能使互动对象具有遗传关联。理论说明选择条件,并不证明动物在有意识地计算亲情。

参考:[3]

性比模型与昆虫资料

在1967年《异常性比》中,汉密尔顿改变随机交配的假设:少数母体的儿子若主要在局部彼此争夺配偶,多生儿子的边际收益便下降,偏雌性比可能受到选择。他将模型与昆虫、螨类的交配和生活史资料比较,而非声称所有物种都应产生相同的雌雄比例。

例如,他利用布朗报道的小蠹类资料,比较局部近亲交配与较多异交的类型;前者可出现少量、不能飞行的雄虫,后者即使一雄多雌,初生性比仍可接近相等。这个比较把真正起作用的交配结构与表面上的多配偶制分开。资料来自已有自然史研究,模型与观察相符的方向,不等于每个数值预测均已得到实验确认。

参考:[4]