Mikrobien Yhteistyötä
Aivan kuten leijonat bändin laumoissa tai gnuu karjoissa, useimmat mikrobit ovat seurallinen ja elävät ryhmissä. Monet mikrobit tekevät lajien sisällä yhteistyötä kerätäkseen resursseja, liikkuakseen, hyökätäkseen tai puolustautuakseen tavoilla, jotka olisivat yksittäisille soluille mahdottomia., Kuten eläimiä, avain ymmärtää, että kehitys lajin sisäinen yhteistyö mikrobeja on erottaa toisistaan yhteistyön, joka johtaa suoraan fitness hyötyä yhteistyökumppanit ja pyyteetöntä yhteistyötä, jossa yksilö maksaa net kunto kustannuksia koituu kunto hyötyä vastaanottajalle.
Yhteistyötä ohjaavat suoria kunto etuja voidaan usein ajatellut kuin synergia saavutetaan suorittamalla tehtävän yhteistyöhaluisesti, että saattaa muuten olla suoritettu yksin., Tällaiset vuorovaikutukset johtavat siihen, että kaikki yhteistyötahot ovat yhteistyökykyisiä, ja ne ovat yleisiä sekä mikrobeissa että suuremmissa organismeissa. Usein mielenkiintoisempaa, kuitenkin, on tapauksia, joissa pyyteetöntä yhteistyötä, jossa ainakin jotkut yhteistyökumppaneistaan aiheutuu nettovähennys kunto yhteistyöstä. Pyyteettömästi vuorovaikutuksia siirtomaita muurahaisia – jossa useimmat ihmiset täysin uhrata omia lisääntyminen helpottaa niiden kuningatar on ymmällään Charles Darwin, miten voisi valinta johtaa piirre, joka vähentää kunto?, Darwin arveli, että perheryhmien valinnalla voi olla selitys. Sata vuotta myöhemmin tätä ajatusta laajennettiin ja virallistettiin inklusiivisen kuntoilun kin-valinnan käsitteeksi (Hamilton, 1964). Yksilön inclusive fitness sisältää paitsi vaikutusta sen piirteitä omasta lisääntyminen, mutta myös vaikutus sukulaisia, jotka voi jakaa taustalla olevia geenejä niitä ominaisuuksia., Hamiltonin Sääntö matemaattisesti kuvataan olosuhteet, joissa kalliita – jopa itsemurha – piirteet voidaan valita, ja on osoittautunut avain ymmärtää pyyteettömästi käyttäytymistä mikrobit ja macrobes keskuudessa.
Kin valinta kuin virallistettu, jonka Hamiltonin Sääntö korostaa kolme parametrit: kustannukset piirre näyttelijä, hyöty piirre vastaanottajille, ja yhteys välillä toimijat ja vastaanottajat., Arvioimalla näiden parametrien, etenkin luonnollisissa yhteyksissä, on ratkaisevan tärkeää, mutta usein ei-triviaali, koska kustannukset ja hyödyt eivät ole ehdottomia toimenpiteitä, mutta suhteessa itsekäs vaihtoehtoja luovuttajan ja vastaanottajan. Mikrobien yhteisvaikutusten kustannukset ja hyödyt voivat vaihdella huomattavasti. Kaikkein äärimmäisiä esimerkkejä liittyy – kuten muurahaiset, että ymmällään Darwin – jotkut osallistujat uhraa kaikki fitness, joko erikoistunut yksinomaan ei-lisääntymis-tehtäviä tai jopa aktiivisesti tuhoaa itsensä., Jotta tällaiset kalliit piirteet kehittyisivät, niiden saavuttamien etujen on oltava merkittäviä ja suunnattava mahdollisimman paljon lähisukulaisille. Useiden lajien sekapopulaatioiden tai edes yhden lajin vain useiden kantojen ei pitäisi yleensä kehittyä altruismiksi.
Korkea Relativity on avain useimpiin altruistisiin piirteisiin ja sen saavuttamiseen on monia tapoja. Mekanismit, jotka hyödyttävät ensisijaisesti sukulaisia (tai haittaavat ensisijaisesti muita kuin sukulaisia), tunnetaan kollektiivisesti sukulaissyrjintänä (Strassmann ym., 2011)., Yksinkertaisin ja luultavasti tärkein näistä mikrobeille on rajallinen hajonta. Kun hajaantuminen on vähäistä, paikallisia yhteisvaikutuksia esiintyy todennäköisimmin lähisukulaisten välillä. Monet mikrobit lisääntyvät clonally ja liikkua hitaasti, jolloin laikkuja geneettisesti identtisiä solujen polveutuvat yhdestä kantaisä, varsinkin kun pieni propagule hajoaa aiemmin-tyhjillään laastari., Korkeat tiheydet, rajoitetusti tilaa voi ajaa spontaani erottelun matalan sukulaisuuden väestön osaksi korkea-sukulaisuusaste aloilla, kuten yhteistyötä kannat ovat todennäköisesti vuorovaikutuksessa yhteistyössä sukulaisten ja ei-yhteistyökumppanit ei-yhteistyökumppanit (Nadell et al., 2010).
monimutkaisempia kin syrjinnän mekanismeja lisätä sukulaisuuden kautta differential vaikutukset sukulaiset ja ei-sukulaiset. Eläimillä, kin syrjintä on usein toiminto, muisti tai oppiminen, kuten silloin, kun muurahaisten ja muiden sosiaalisten hyönteisten vartija niiden siirtomaita vastaan lajitovereihin puuttuu oikea vihjeitä., Ilman aivoja mikrobien on omaksuttava erilaisia lähestymistapoja. Jotkut mikrobit vastustaa sekoittuminen ei-sukulaiset – liity siirtomaita bakteeri, Proteus mirabilis ja monet muut bakteerit luoda selkeitä rajoja kutsutaan Dienes rivit yhteyspisteitä, pikemminkin kuin sulautuvat osaksi suurempaa ryhmää (Orastava et al., 2009). Muita mikrobeja ilmaista adheesiomolekyylit, jotka helpottavat yhdistäminen muihin soluihin, joissa sama tarttuvuus tekijät (Smukalla et al., 2008)., Vielä muita mikrobeja hyötyä sukulaisensa tuhoamalla ei-sukulaisten kautta eritystä bacteriocins, jotka tappavat soluja puuttuu oikea immuniteetti geeni. Tällaisia järjestelmiä tuhota konspesifinen kilpailijat, mutta jättää lähellä kin vahingoittumattomina, ja voi lisätä paikallisten yhteenkuuluvuus ja helpottaa kehitys osuuskunta ominaisuuksia.
kun relatoituneisuus on vähäistä, hyväksikäyttö voi seurata ja horjuttaa altruistisia piirteitä., Jopa altruistinen piirre, että erittäin hyötynyt väestö yhteistyökumppanit on haavoittuva kilpailun, jossa henkilöille, jotka hyötyvät yhteistyöstä, mutta eivät maksa kustannuksia yhteistyötä itse. Tällaiset yksilöt saavat yksilöllisen kuntoedun koko väestön kustannuksella. Talous-ja evoluutioteorian kutsuu tätä ilmiötä tragedia commons, ja se on ollut erityinen painopiste evoluutiobiologian vuosikymmeniä selittää, miksi tällaiset ristiriidat eivät estä kehitys ja ylläpito yhteistyö., Paljon empiirinen työ viittaa siihen, että ainakin mikrobeissa ne usein tekevät.
mikrobit suorittavat monia biologisia prosesseja erittämällä kemikaaleja ympäristöönsä. Nämä kemikaalit voivat aineenvaihdunta resursseja, puolustaa vastaan hyökkäys, helpottaa mikrobien liike, tai jopa kommunikoida tietoa, mutta he myös tehdä paljon mikrobeja erityisen alttiita uhka hyväksikäyttöä., Erittyy kemikaaleja ovat energeettisesti kallista, ja julkisen voivat nauttia niiden eduista ei ole vain tuottaja, mutta naapurimaiden soluja, koska hyvin – ja siten mikrobeja, vaikka monet ilmeisesti ei-sosiaalisten toimintojen voitto sosiaalinen elementti. Yhdistettynä mikrobien nopea sukupolven kertaa ja korkea mutaatio hinnat, tämä puute yksityistäminen tekee hyväksikäytön erityinen este yhteistyön monet mikrobit, ja itse asiassa mutantteja puutteellinen osuuskunnan piirteet ovat usein eristetty laboratorio, villi, ja kliininen mikrobipopulaatioiden (Dénervaud et al.,, 2004; Rainey and Rainey, 2003; West and Buckling, 2003).