微生物在為共同利益做出貢獻(xiàn)時是精明的
根據(jù)倫敦大學(xué)學(xué)院和巴斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究,微生物改變了他們對社區(qū)的貢獻(xiàn),以最大化他們的投資回報??茖W(xué)家在研究生物學(xué)中的一個基本問題時發(fā)現(xiàn)了這一發(fā)現(xiàn) - 為什么個體已經(jīng)進(jìn)化為合作而不是簡單地利用其競爭對手的貢獻(xiàn)。
這項(xiàng)發(fā)表在PNAS上的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)微生物主要由親屬組成時,它們對合作有很大貢獻(xiàn),這對該群體有益。相反,當(dāng)他們在一群人數(shù)超過不相關(guān)的人時,就會利用其他人的貢獻(xiàn)。
作者Chris Thompson教授(倫敦大學(xué)學(xué)院生命起源與進(jìn)化中心和UCL生物科學(xué)部)解釋說:“這項(xiàng)研究為合作的發(fā)展和維持提供了新的視角。合作是地球上大多數(shù)生物成功的基礎(chǔ),人類的微生物。然而,了解騙子為什么不侵入和破壞合作系統(tǒng)仍然是一個難題。“
該團(tuán)隊(duì)研究了社會變形蟲Dictyostelium discoideum或粘菌。粘液霉菌作為單細(xì)胞生物存在于土壤中,但當(dāng)它們用盡食物時,它們會聚集在一起形成一種類似slu g的生物。
新成立的廢料最終將形成子實(shí)體體干和孢子組成。這個過程需要個體變形蟲之間的合作才能形成成功的子實(shí)體。
科學(xué)家研究了哪些因素導(dǎo)致個體變形蟲“選擇”是否為了集體利益而犧牲自己形成子實(shí)體的莖,或者利用其他人的貢獻(xiàn)并形成將繼續(xù)繁殖的孢子。
傳統(tǒng)上,試圖解決這個難題的生物學(xué)家將個人標(biāo)記為合作者或作弊者。然而,這項(xiàng)研究表明,即使是簡單的微生物也遵循集體投資的經(jīng)濟(jì)原則,根據(jù)它們在子實(shí)體成功中所占的份數(shù)來改變它們的貢獻(xiàn)。
“許多解決這個問題的嘗試都依賴于個人可以'欺騙'或'合作'的假設(shè)。在這些情況下,作弊通常是最好的策略,因此合作崩潰,這是囚徒困境等游戲所體現(xiàn)的一個想法。”湯普森教授解釋道。
“我們的研究證明了這個問題的解決方案,因?yàn)槿绻隳軌蛱用摬⑶覍F(tuán)隊(duì)成功造成的損害很小,那么更好的策略就是作弊。但是,如果團(tuán)隊(duì)成功受到損害,個人應(yīng)該改變策略并進(jìn)行合作,這有助于穩(wěn)定合作。我們在一個簡單的微生物中觀察到這種行為的事實(shí)真的非常了不起。“
作者Jason Wolf教授(巴斯大學(xué)米爾納進(jìn)化中心)解釋說:“我們的研究表明,即使是最簡單的微生物也可以像一個精明的投資者。而不是被標(biāo)記為作弊者或合作者,每個人都可能根據(jù)他人的投資,將合作投資水平變化,從而獲益。
“如果一個人擁有公司80%的股份而另一個人擁有20%的股份,那么80%的人投資比另一個人更具經(jīng)濟(jì)意義,因?yàn)槿绻?xiàng)目失敗,他們會有更多的利害關(guān)系。
“以類似的方式,如果群體中的大多數(shù)其他群體共享相同的基因,那么具有一種基因型的微生物會投入更多資源來制造莖。如果他們不投資,他們就會因?yàn)樗麄兊睦娓蠖ジ?。如果子?shí)體失敗,少數(shù)基因型的損失就會減少,因此通過形成孢子來獲得最大回報。“
研究人員發(fā)現(xiàn),兩種表型的相同混合導(dǎo)致兩組都沒有充分投資,從而形成了一個在自身重量下坍塌的子實(shí)體。
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