Гипотеза бабушки - Grandmother hypothesis

Внешний звук
значок аудио «Дело бабушек: некоторые удивительно противоречивые теории долголетия человека», Институт истории науки

В гипотеза бабушки гипотеза, объясняющая существование менопауза в истории человеческой жизни, определяя адаптивную ценность расширенных родственных сетей. Он основан на ранее высказанном "материнская гипотеза "в котором говорится, что с возрастом матери затраты на воспроизводство возрастают, и энергия, направленная на эту деятельность, будет лучше потрачена на помощь ее потомству в их репродуктивных усилиях.[1] Это предполагает, что, перенаправляя свою энергию на энергию своих потомков, бабушки могут лучше обеспечить выживание своих генов через более молодые поколения. Обеспечивая пропитание и поддержку своим родственникам, бабушки не только обеспечивают соблюдение их генетических интересов, но и укрепляют свои социальные сети, что может привести к более эффективному немедленному приобретению ресурсов.[2][3] Этот эффект может распространить прошлых родственников на более крупные общественные сети и принести большую пользу. групповой фитнес.[4]

Задний план

Одно объяснение этому было представлено G.C. Уильямс кто был первым, кто постулировал[5] что менопауза может быть адаптацией. Уильямс предположила, что в какой-то момент женщинам стало выгоднее перенаправить репродуктивные усилия на усиление поддержки существующего потомства. Он утверждал, что поскольку зависимое потомство самки умрет так же быстро, как и она, старшие матери должны прекратить производить новое потомство и сосредоточиться на уже существующих. Поступая таким образом, они могли бы избежать возрастных рисков, связанных с воспроизводством, и тем самым устранить потенциальную угрозу для продолжения выживания нынешнего потомства. Эволюционная аргументация этого основана на связанных теориях.

Родственный выбор

Основная статья: Родственный выбор

Родственный отбор обеспечивает основу для адаптивной стратегии, с помощью которой альтруистическое поведение наделяется близкородственными людьми, поскольку существуют легко идентифицируемые маркеры, указывающие на их склонность к взаимному ответу. Родственный отбор подразумевается в теориях об успешном распространении генетического материала посредством воспроизводства, поскольку помощь человеку с большей вероятностью делиться своим генетическим материалом лучше обеспечит выживание по крайней мере его части. Правило Гамильтона предполагает, что люди предпочтительно помогают тем, кто больше с ними связан, когда затраты для них минимальны. Математически это моделируется как . Таким образом, ожидается, что бабушки откажутся от собственного воспроизводства, если польза от помощи этим людям (б), умноженное на родство с этим человеком (р) перевесили затраты бабушки, не имеющей потомства (c).

Свидетельства родственного отбора оказались коррелированными с климатическими изменениями примерно 1,8–1,7 миллиона лет назад в практике сбора пищи самками и совместного использования пищи.[6] Эти изменения усилили зависимость несовершеннолетних, вынуждая матерей выбирать более низкий общий источник пищи (клубни ), которые требовали навыков взрослых для сбора урожая и обработки.[6] Такие требования ограничивали женские IBI, таким образом давая возможность выбора в пользу гипотезы бабушки.

Родительские вложения

Основная статья: Родительские вложения

Родительские инвестиции, первоначально внесенные Роберт Триверс, определяется как любая выгода, которую родитель предоставляет потомству в ущерб его способности инвестировать в другое место.[7] Эта теория служит для объяснения динамических половых различий в инвестициях в потомство, наблюдаемых у большинства видов. В первую очередь это проявляется в размере гамет, поскольку яйцеклетки больше и энергетически более дороги, чем сперма. Самки также гораздо более уверены в своей генетической связи со своим потомством, поскольку рождение служит очень надежным маркером родства. Эта неуверенность в отцовстве, которую испытывают мужчины, делает их менее склонными, чем женщины, вкладывать деньги, поскольку самцам было бы дорого обеспечивать пропитание потомству другого самца. Это означает поколение бабушек и дедушек, поскольку бабушки с гораздо большей вероятностью, чем дедушки, будут вкладывать деньги в потомство своих детей, и больше в потомство своих дочерей, чем сыновей.

Эффект бабушки

Эволюционная теория диктует, что все организмы вкладывают значительные средства в воспроизводство, чтобы реплицировать свои гены. Согласно родительскому вкладу, человеческие женщины будут вкладывать значительные средства в свое потомство, потому что количество доступных им возможностей для спаривания и количество потомства, которое они могут произвести за определенный промежуток времени, определяется биологией их пола. Этот интервал между родами (IBI) является ограничивающим фактором того, сколько детей может иметь женщина, из-за длительного периода развития, который испытывают человеческие дети. Расширенное детство, как и увеличенная продолжительность пострепродуктивной жизни женщин, присуще только людям.[8] Из-за этой корреляции человеческие бабушки могут обеспечить дополнительную родительскую заботу о детях своих отпрысков. Поскольку их внуки по-прежнему несут часть своих генов, бабушка по-прежнему отвечает за генетические интересы, чтобы гарантировать, что эти дети доживут до воспроизводства.

Репродуктивное старение

Основная статья: Эволюция старения

Несовпадение темпов деградации соматические клетки против гаметы в человеческих женщинах - неразрешенный парадокс. Почему соматические клетки снижается медленнее, и почему люди вкладывают больше средств в соматические долголетие по сравнению с другими видами?[9] Поскольку естественный отбор гораздо сильнее влияет на молодое поколение, вредные мутации в более позднем возрасте становится труднее выделить из популяции.[10]

В женском плаценты, количество яичников ооциты фиксируется во время эмбрионального развития, возможно, как адаптация для уменьшения накопления мутации,[11] которые затем созревают или деградируют в течение жизни. При рождении обычно бывает один миллион яйцеклетки. Однако к менопаузе на самом деле созреют только около 400 яйцеклеток.[12] У людей скорость фолликулярная атрезия увеличивается в более старшем возрасте (около 38-40) по неизвестным причинам.[13] У шимпанзе, наших ближайших генетических родственников, не относящихся к человеку, атрезия ооцитов очень схожа до 35 лет, когда люди испытывают гораздо более высокую скорость атрезии, чем шимпанзе.[14] Однако самки шимпанзе, в отличие от людей, обычно умирают, еще находясь в репродуктивной фазе.[2]

Процесс старения у людей оставляет дилемму в том, что самки живут за пределами своей способности к воспроизводству. Тогда перед исследователями-эволюционистами встает вопрос: почему человеческие тела живут так крепко и так долго превышают свой репродуктивный потенциал, и может ли быть адаптивным преимуществом отказ от собственных попыток воспроизводства для помощи родным?

Alloparenting

Практика разделения родительских обязанностей между лицами, не являющимися родителями, дает женщинам большое преимущество, поскольку они могут направлять больше усилий и энергии на то, чтобы иметь большее количество потомков. Хотя такая практика наблюдается у нескольких видов,[15] это была особенно успешная стратегия для людей, которые широко полагаются на социальные сети. Одно обсервационное исследование собирателей ака в Центральной Африке продемонстрировало, как все материнские вложения в потомство увеличивались именно в те времена, когда росли вложения матери в пропитание и экономическую деятельность.[16]

Если эффект бабушки был верен, женщины в постменопаузе должны продолжать работать после прекращения фертильности и использовать вырученные средства для преимущественного обеспечения своих родственников. Исследования Хадза женщины представили такие доказательства. Постменопаузальные женщины хадза - это современная группа охотников-собирателей в Танзании, которая часто помогает своим внукам добывать основные продукты питания, которые дети младшего возраста не умеют успешно добывать.[8] Таким образом, детям требуется помощь взрослых, чтобы получить этот жизненно важный вид средств к существованию. Однако часто матери сдерживаются заботой о младшем потомстве и менее доступны, чтобы помочь своим детям старшего возраста добывать корм.[8] В этом отношении бабушки хадза становятся жизненно важными для ухода за существующими внуками и позволяют женщинам репродуктивного возраста перенаправлять энергию от существующего потомства на более молодое потомство или другие репродуктивные усилия.

Однако некоторые комментаторы считали, что роль мужчин хадза, которые вносят 96% среднесуточного потребления белка, игнорировалась;[17] хотя авторы обращались к этой критике в многочисленных публикациях.[8][18][19][20] Другие исследования также продемонстрировали сомнения относительно сходства поведения между хадза и нашими предками.[21]

Бабушки по материнской линии против бабушек по отцовской линии

Поскольку следует ожидать, что бабушки будут оказывать предпочтение потомкам, с которыми она больше всего уверена в своих отношениях, должны быть различия в помощи, которую она оказывает каждому внуку в зависимости от этих отношений. Исследования показали, что не только материнские или отцовские отношения между бабушкой и дедушкой влияют на то, получит ли внук помощь и в какой степени, но и на то, какой вид помощи. Бабушки по отцовской линии часто пагубно влияли на младенческую смертность.[22][23] Кроме того, бабушки по материнской линии концентрируются на выживании потомства, тогда как бабушки по отцовской линии увеличивают рождаемость.[24] Эти результаты согласуются с идеями родительского вклада и неопределенности отцовства. Точно так же бабушка может быть бабушкой по материнской и отцовской линии, и поэтому при разделении ресурсов следует отдавать предпочтение потомству дочери.

Другие исследования были сосредоточены на генетических отношениях между бабушками и внуками. Такие исследования показали, что влияние бабушек по материнской / отцовской линии на внуков / внучок может варьироваться в зависимости от степени генетического родства, при этом бабушки по отцовской линии оказывают положительное влияние на внучек, но пагубно влияют на внуков,[25] и неопределенность отцовства может быть менее важной, чем наследование хромосом.[26]

Критика и альтернативные гипотезы

Некоторые критики подвергают сомнению эту гипотезу, потому что, хотя в ней рассматривается вопрос о том, как уход за бабушкой и дедушкой мог поддерживать более длительную пострепродуктивную продолжительность жизни женщин, он не дает объяснения того, как она развивалась в первую очередь. Некоторые версии гипотезы бабушки утверждали, что она помогает объяснить долголетие человека. старение. Однако демографические данные показали, что исторически растущее число пожилых людей среди населения коррелирует с меньшим числом молодых людей.[27] Это говорит о том, что в какой-то момент бабушки не помогли выживанию своих внуков, и не объясняет, почему первая бабушка отказалась от собственного воспроизводства, чтобы помочь своим детям и внукам.

Кроме того, все вариации эффекта матери или бабушки не могут объяснить долголетие с продолжением сперматогенез у мужчин.

Еще одна проблема, связанная с гипотезой бабушки, заключается в том, что она требует анамнеза женского филопатрия. Хотя некоторые исследования предполагают, что общества охотников-собирателей патриархальный,[28] растущее количество свидетельств показывает, что место жительства среди охотников-собирателей непостоянно.[29][30] и что замужние женщины по крайней мере в одном патрилинейном обществе навещают своих родственников в те времена, когда поддержка на основе родства может быть особенно полезной для женщин. репродуктивный успех.[31] Однако одно исследование предполагает, что родство по материнской линии имеет важное значение для пригодности сыновей как отцов в патрилокальном обществе.[32]

Он также не может объяснить пагубные последствия потери фолликулярной активности яичников. В то время как непрерывный постменопаузальный синтез эстрогена происходит в периферических тканях через надпочечники,[33] эти женщины, несомненно, сталкиваются с повышенным риском состояний, связанных с более низким уровнем эстрогена: остеопороз, остеоартроз, Болезнь Альцгеймера и ишемическая болезнь сердца.[34]

С другой стороны, изнуряющие симптомы, которые обычно сопровождают менопаузу в западных культурах, можно рассматривать как естественную отбраковку нерепродуктивных представителей вида. Приливы жара, потеря кратковременной памяти, снижение способности к концентрации и трудности в обучении новым задачам в дикой природе подвергали бы пострадавшего большему риску от хищников и топографических опасностей, таких как падение с высоты. Эта естественная отбраковка оставит больше еды, обычно в относительно небольшом количестве, для репродуктивных представителей вида, молодые люди менее опытны в ее поиске.[нужна цитата ].

Однако кросс-культурные исследования менопаузы показали, что симптомы менопаузы весьма различны среди разных групп населения, и что некоторые группы женщин не распознают и могут даже не испытывать эти «симптомы».[35] Такой высокий уровень вариабельности симптомов менопаузы в разных популяциях ставит под сомнение правдоподобие менопаузы как своего рода "выбраковка агент "для исключения не репродуктивных женщин из конкуренции с более молодыми, плодовитыми представителями вида. Это также сталкивается с задачей объяснения парадокса между типичным возрастом начала менопаузы и продолжительностью жизни женщин-людей.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Павард, Самуэль; Metcalf, C. Jessica E .; Хейер, Эвелин (5 марта 2008 г.). «Старение размножения может объяснить адаптивную менопаузу у людей: проверка гипотезы« матери »». Американский журнал физической антропологии. 136 (2): 194–203. Дои:10.1002 / ajpa.20794. PMID  18322919.
  2. ^ а б Докинз, Ричард (1976). Эгоистичный ген. Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN  0-19-286092-5.
  3. ^ Александр, Р. Д. (1974). «Эволюция социального поведения». Ежегодный обзор экологии и систематики. 5: 325–83. Дои:10.1146 / annurev.es.05.110174.001545.
  4. ^ Кэмпбелл, Б. (1971). Эволюция человека: введение в адаптации человека. Алдина. ISBN  0-202-02013-4.
  5. ^ Уильямс, GC (1957). «Плейотропия, естественный отбор и эволюция старения». Эволюция. 11 (4): 398–411. Дои:10.2307/2406060. JSTOR  2406060.
  6. ^ а б О’Коннелл, Дж. Ф .; Hawkes, K .; Blurton Jones, N.G. (1999). «Бабушка и эволюция Homo erectus». Журнал эволюции человека. 36 (5): 461–485. Дои:10.1006 / jhev.1998.0285. PMID  10222165. S2CID  23632650.
  7. ^ Триверс, Роберт (1972). Родительские инвестиции и половой отбор. Чикаго: Издательство Aldine. п. 139.
  8. ^ а б c d Hawkes, K .; О’Коннелл, Дж. Ф .; Blurton Jones, N.G. (1997). «Распределение времени женщин Hazda, обеспечение потомства и эволюция продолжительной жизни в постменопаузе». Современная антропология. 38 (4): 551–577. Дои:10.1086/204646. S2CID  55079065.
  9. ^ Хоукс, К. (2003). «Бабушки и эволюция человеческого долголетия». Американский журнал биологии человека. 15 (3): 380–400. Дои:10.1002 / ajhb.10156. PMID  12704714.
  10. ^ Крофт, Даррен П .; Brent, Lauren J.N .; Franks, Daniel W .; Кант, Майкл А. (июль 2015 г.). «Эволюция продленной жизни после размножения». Тенденции в экологии и эволюции. 30 (7): 407–416. Дои:10.1016 / j.tree.2015.04.011. PMID  25982154.
  11. ^ Эллисон, П. (2001). На плодородной почве: экология, эволюция и воспроизводство человека. Издательство Гарвардского университета.
  12. ^ Бейкер, Т. (1963). «Количественное и цитологическое исследование половых клеток в яичниках человека». Труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки. 158 (972): 417–433. Bibcode:1963RSPSB.158..417B. Дои:10.1098 / rspb.1963.0055. PMID  14070052.
  13. ^ Хоукс, Кристен; Смит, Кен Р. (25 августа 2010 г.). «Женщины рано прекращают прием? Сходства в снижении фертильности у людей и шимпанзе». Летопись Нью-Йоркской академии наук. 1204 (1): 43–53. Bibcode:2010НЯСА1204 ... 43Н. Дои:10.1111 / j.1749-6632.2010.05527.x. ЧВК  4043631. PMID  20738274.
  14. ^ Клотье, Кристина Т .; Коксворт, Джеймс; Хоукс, Кристен (5 февраля 2015 г.). «Связанное с возрастом уменьшение количества фолликулов яичников у шампанизированных (Pan troglodytes) и людей различается». ВОЗРАСТ. 37 (1): 10. Дои:10.1007 / s11357-015-9746-4. ЧВК  4317403. PMID  25651885.
  15. ^ Леггетт, Хелен С .; Эль Моден, Клэр Э; Уайлд, Джефф; Запад, Стюарт (12 октября 2011 г.). «Беспорядочные половые связи и эволюция кооперативного разведения». Труды Королевского общества B. 279 (1732): 1405–1411. Дои:10.1098 / rspb.2011.1627. ЧВК  3282361. PMID  21993501.
  16. ^ Михан, Кортни (16 сентября 2009 г.). «Материнское распределение времени в двух кооперативных детских обществах». Человеческая природа. 20 (4): 375–393. Дои:10.1007 / s12110-009-9076-2.
  17. ^ Гурвен, М .; Хилл, К. (1997). Комментарии к «Распределению времени женщин в Хазде, обеспечению потомства и эволюции продолжительности жизни в постменопаузе»'". Современная антропология. 38 (4): 566–567. Дои:10.1086/204646. S2CID  55079065.
  18. ^ Hawkes, K .; О'Коннелл, Дж. Ф .; Blurton Jones N.G. (2001). «Хадза Мясорубка». Эволюция и поведение человека. 22 (2): 113–142. Дои:10.1016 / S1090-5138 (00) 00066-0. PMID  11282309.
  19. ^ Hawkes, K .; О'Коннелл, Дж. Ф .; Blurton Jones N.G. (2001). «Охота и нуклеарные семьи: некоторые уроки хадзы о мужском труде». Современная антропология. 42 (5): 681–709. Дои:10.1086/322559.
  20. ^ Hawkes, K .; О'Коннелл, Дж. Ф .; Коксворт, Дж. Э. (2010). «Продовольствие - не единственная причина, по которой мужчины охотятся». Современная антропология. 51 (2): 259–264. Дои:10.1086/651074. S2CID  17545995.
  21. ^ Гиббонс, А. (1997). «Почему жизнь после менопаузы?». Наука. 276 (5312): 535. Дои:10.1126 / science.276.5312.535b.
  22. ^ Voland, E .; Бейсе, Дж. (2002). «Противоположные эффекты бабушек по материнской и отцовской линии на выживаемость младенцев в историческом Круммерне». Mpidr Wp 2001-026.
  23. ^ Jamison, C.S .; Cornell L.L .; Jamison P.L .; Наказато Х. (2002). «Все ли бабушки равны? Обзор и предварительная проверка гипотезы бабушки в Токугаве, Япония». Американский журнал физической антропологии. 119 (1): 67–76. Дои:10.1002 / ajpa.10070. PMID  12209574.
  24. ^ Mace, R .; Сир, Р. (2004). "Люди - общинные заводчики?". In Voland, E .; Chasiotis, A .; Schiefenhoevel, W. (ред.). Бабушка - эволюционное значение второй половины женской жизни. Издательство Университета Рутгерса.
  25. ^ Фокс, М; Sear R; Beise J; Ragsdale G; Voland E; Кнапп Л.А. (2010). «Бабушка любит любимые вещи: родство Х-хромосомы и детская смертность по полу». Труды Королевского общества B. 277 (1681): 567–573. Дои:10.1098 / rspb.2009.1660. ЧВК  2842695. PMID  19864288.
  26. ^ Фокс, М; Johow J; Кнапп Л.А. (2011). «Эгоистичный ген бабушки: роль X-хромосомы и неопределенность отцовства в эволюции бабушкиного поведения и долголетия». Международный журнал эволюционной биологии. 1: 1–9. Дои:10.4061/2011/165919. ЧВК  3118636. PMID  21716697.
  27. ^ Хоукс, Кристен (11 марта 2004 г.). «Человеческое долголетие: эффект бабушки». Природа. 428 (6979): 128–129. Bibcode:2004Натура.428..128H. Дои:10.1038 / 428128a. PMID  15014476.
  28. ^ Печчеи, Дж. С. (2001). «Критика гипотез бабушки: старое и новое». Американский журнал биологии человека. 13 (4): 434–452. Дои:10.1002 / ajhb.1076. PMID  11400215.
  29. ^ Альварес, Х. (2004). «Группы проживания среди охотников-собирателей: взгляд на претензии и свидетельства патрилокальных банд». In Chapais, B .; Берман, С. (ред.). Родство и поведение приматов. Оксфорд: Оксфордский университет. С. 420–442.
  30. ^ Марлоу, Ф (2004). «Брачная резиденция среди фуражиров». Современная антропология. 45 (2): 277–284. Дои:10.1086/382256. JSTOR  10.1086/382256.
  31. ^ Щельца, Б. (2011). "Подвижность женщин и доступ к родству после брака в патрилокальном обществе". Человеческая природа. 22 (4): 377–393. Дои:10.1007 / s12110-011-9125-5. PMID  22388944.
  32. ^ Стриер, Карен Б.; Чавес, Пауло Б.; Mendes, Sergio L .; Фагундес, Валерия; Ди Фьоре, Энтони (22 ноября 2011 г.). «Низкий перекос в отцовстве и влияние родства по материнской линии у эгалитарного патрилокального приматы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (47): 18915–9. Дои:10.1073 / pnas.1116737108. ЧВК  3223441. PMID  22065786.
  33. ^ Лабри, Ф. (2010). «ДГЭА, важный источник половых стероидов для мужчин и даже женщин». Нейроэндокринология: патологические ситуации и заболевания. Прогресс в исследованиях мозга. 182: 97–148. Дои:10.1016 / S0079-6123 (10) 82004-7. ISBN  9780444536167. PMID  20541662.
  34. ^ Massart, F .; Reginster, J.Y .; Брэнди, М. (2001). "Генетика заболеваний, связанных с менопаузой". Maturitas. 40 (2): 103–116. Дои:10.1016 / S0378-5122 (01) 00283-3. PMID  11716989.
  35. ^ Мелби, Мелисса К. (2005). «Распространенность вазомоторных симптомов и язык менопаузы в Японии». Менопауза. 12 (3): 250–257. Дои:10.1097 / 01.gme.0000146108.27840.d9?. PMID  15879913.