원칙적으로 거미는 반사회적입니다. 그들은 혼자 사냥하고, 다른 거미에서 웹을 열심히 방어하며, 때로는 동료를 먹습니다. 피츠버그 대학의 행동 생태학자인 조나단 프 루잇 (Jonathan Pruitt)은“식인 풍습과 영토는 성관계 중에도 자연스럽게 아라키다에옵니다. 그러나 지구상의 4 만 명 이상의 알려진 거미류 종 중 소수가 그 침략에 대한 고안을 배웠습니다. 개미 나 꿀벌처럼, 그들은 그룹의 이익을 위해 협력합니다.
예를 들어, 소위 엉킴-위스 스파이더는 1,000 개 이상의 밴드를 형성하여 수백 야드로 뻗어있는 웹, 포획 파리, 작은 새 및“사실상 상상할 수있는 무척추 동물”이라고 웹을 회전시킵니다. 그는 수십 명의 소규모 그룹이“사자의 자존심처럼”함께 일한다고 말했다. 거미 중 일부는 먹이를 찾기 위해 사냥하고 다른 일부는 식민지의 젊은이를 양육합니다.
거미는 진화 생물 학자들에게 퍼즐을 제시합니다. 평범한 다윈의 자연 선택에 따르면, 가장 적합한 개인만이 유전자를 전달할 것입니다. 그러나 그 경우, 왜 엉킴 거미 스파이더가 개인의 운전과 충돌하여 이웃을 발행하는 방식으로 행동합니까? 둥지를 방어하는 거미는 개인적인 위험에 처해 자손을 생산할 가능성을 위태롭게 할 수 있습니다. 그리고 젊은이들을 키우는 거미는 사냥꾼이 찢어 질 때까지 먹기를 기다려야 할 수도 있으므로 배가 고프다. 이것들은 개인의 체력을 향상시킬 것으로 예상되는 행동이 아닙니다.
생물 학자들은 자연 선택이 어떻게 그룹에 좋지만 개인에게는 반드시 필요한 특성의 진화를 촉진 할 수 있는지에 대한 문제에 대해 오랫동안 논쟁 해왔다. 과학자들은 현상을 설명하기 위해 여러 수학적 모델을 개발했습니다. 친족 선택으로 알려진 한 모델에 따르면, 꿀벌과 개미와 같은 고도로 관련된 유기체는 이타적인 행동을 발전시킬 수 있습니다. 예를 들어, 많은 여성들은 여왕의 새끼를 키우기 위해 생식을 포기합니다.
그러나 이타적인 외관에도 불구하고 친족 선택은 이기적입니다. 개인의 유전자가 생존하는 데 도움이됩니다. 자연 선택은 진정으로 비 이기적인 특성, 그룹에 좋지만 개인 (또는 직계 친족)의 이익을 위해서는 반드시 그런 일이 아니라는 것을 촉진 할 수 있습니까? 일부 진화 모델은 그것이 가능하다고 예측하지만, 이러한 모델은 실험실에서 성공적으로 테스트되었지만 본질적으로 간접적으로 만 연구되었습니다.
그러나 이제 이번 주에 발표 된 Tangle-Web Spiders 종인 Anelosimus Studiosus에 대한 새로운 연구는 진화가 실제로 그룹 수준에서 작동한다고 제안합니다. 특정 동물 그룹이 다른 동물보다 생산적이라면, 즉 더 많은 자손을 생산한다면 진화는 그러한 성실함을 가능하게하는 특성을 선호하는 경향이 있습니다. Pruitt에 따르면, 그 결과는 자연 선택이 야생에서 그룹 특성의 진화를 이끌어 낼 수 있다는 직접적인 증거를 제공 한 결과입니다.
사회 거미
여성용-위스 거미는 공격적인“전사”와 연약한“Nannies”라는 두 가지 기본 성격을 가지고 있습니다. 전사들은 먹이를 사로 잡고 포식자와 기생충으로부터 그룹을 방어하는 데 시간을 보내고, Nannies는 식민지의 젊은이를 키 웁니다. (개인의 성격을 알아 내기 위해 과학자들은 그것을 다른 거미와 함께 상자에 넣었습니다. 공격적인 거미류는 우주를 위해 싸우고 연약한 사람들이 껴안고 있다고 Pruitt는 말했습니다.)
.특정 Anelosimus Studiosus Colony의 전사와 Nannies의 균형은 식민지의 서식지에 맞게 조정 된 것으로 보입니다. 충분한 식량 공급이있는 대형 식민지에서는 전사들이 풍부한 경향이있는 반면, Sparser 지역의 식민지는 Nannies가 지배합니다.
자연은이 균형을 어떻게 유지합니까? 한 가지 가능성은 개별 수준에서 진화의 결과라는 것입니다. 이 시나리오에서, 전사는 먹을 수있는 먹이가 더 많기 때문에 전사가 먹이가 풍부한 지역에서 더 잘할 수 있지만 간호사는 전사들이하는 것만 큼 많은 음식을 요구하지 않기 때문에 먹이가 빈 지역에서 번성 할 수 있습니다.
.그러나 다른 설명이있을 수 있습니다. 개인이 아닌 그룹이 가장 중요한 기본 진화 단위라면, 그룹 전체가 전사 대 Nannies의 본질적인 비율과 같이 환경에 가장 적합한 특성을 발전시킬 것입니다. 환경에 가장 적합한 비율을 가진 식민지는 생존 할 가능성이 가장 높습니다. 다른 사람들은 죽을 가능성이 더 높습니다.
이 두 가지 가능성 중 어느 것이 올바른지 알아 내기 위해 Pruitt는 실험실에 맞춤형 스파이더 콜로니를 모아서 다양한 성격의 혼합을 만듭니다. 그는 전사가 많은 식민지에서 거미를 가져 와서 Nannies에 무거운 새로운 그룹을 조립하는 데 사용했습니다. 그는 또한 대부분의 연약한 식민지의 거미를 사용하여 전사가 가득한 그룹을 만들었습니다. 또한 그는 원래 그룹의 구성과 일치하는 통제 그룹을 조립했습니다. 그런 다음 각 식민지를 치킨 와이어의 엉킴으로 옮기고 테네시의 여러 위치로 둥지를 이식했습니다. 식민지 중 일부는 조상 집으로 돌아 왔습니다. 다른 사람들은 새로운 외국 지형으로 갔다.
1 년 후, 식민지의 60 %가 멸종되었습니다. 조상으로 돌아온 통제 그룹은 잘하는 경향이 있었고, 새로운 환경으로 이식 된 사람들은 일반적으로 사망했습니다. 이러한 결과 중 어느 것도 놀라운 일이 아니 었습니다.
가장 흥미로운 결과는 예를 들어 대부분의 연용 그룹의 거미를 함유 한 전사 대다수 식민지와 다른 구성으로 구성된 거미로 구성된 식민지에서 나왔습니다. 작곡이 새로운 환경에 맞는 식민지는 생존하는 경향이있었습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 살아남은 식민지는 회원의 원래 그룹 구성으로 돌아 왔습니다. 예를 들어 전사 대다수 식민지는 더 많은 나이를 갖게되었습니다. 그것의 얼굴에, 이것은 기괴한 행동입니다. 식민지가 환경에 적합하다면, 그 비율을 유지하지 않겠습니까? 스파이더의 유전자에 인코딩 된 선천적 인 의미는 식민지가 멸망 할 것이지만,
에도 불구하고 식민지를 원래 구성으로 되돌려 놓은 것 같습니다.
Pruitt와 그의 공동 저자 인 Burlington에있는 버몬트 대학교의 생물 학자 인 Charles Goodnight는 실험이 그룹 선택에 대한 충분한 증거를 제공한다고보고했다. 다른 과학자들은 동의합니다. 로스 앤젤레스 대학교 캘리포니아 대학의 진화 생물 학자 인 피터 노크 스 (Peter Nonacs)는“관찰 된 데이터와 그룹 선택에 적합한 다른 설명은 없다”고 말했다. "올바른 비율을 갖는 것은 그룹과 개인 모두에서 성공의 주요 결정 요인입니다."
연구원들이 거미 식민지가 세대에 걸쳐 조상 구성으로 되돌아가는 것을 지켜 보았 기 때문에 그 결과는 특히 중요합니다. 블루밍턴의 인디애나 대학교의 진화 생물 학자 인 마이클 웨이드 (Michael Wade)는“정말 좋은 실험 작업입니다. "그룹의 특성이 한 세대에서 다음 세대로 동일하게 유지되면 특성에 대한 유전 적 기초가 있다는 증거입니다."
.Pruitt와 Goodnight는 식민지가 원래 상태로 돌아온 메커니즘을 제안하지 않습니다. 그러한 메커니즘이 없으면 일부 연구자들은 그 결과가 개인에게 작용하는 일반적인 선택에 기인 할 수 있다고 주장합니다. 세인트 앤드류스 대학교의 생물 학자 인 앤디 가드너 (Andy Gardner)는“그들은 그들이 그룹 수준의 적응의 증거로 상호 해석한다고 생각한다. “자연 선택은 개인의 적응을 연마 할 때 그룹의 요구에 어느 정도 영향을 줄 수 있습니다. 그러나 그룹 피트니스는 전체 이야기가 아닙니다.”
가족 관계
그룹 선택과 개별 선택의 조합 이이 긴장을 해결하는 열쇠가 될 수 있습니다. 역사적으로, 연구자들은이 두 사람을 항상 극단으로 생각했지만, "때로는 그룹 선택과 개인 선택이 반드시 상충되는 것은 아닙니다." Pruitt의 논문은 이러한 관점을 홍보하는 데 도움이 될 수 있다고 그는 말했다. 소셜 스파이더의 경우,“그룹과 개인 선택이 같은 방향으로 진행될 수 있지만 그룹 수준이 더 강하다”고 Nonacs는 말했다. "이것은 유명 할 것이기 때문에 흥미로운 논문 일 수 있으며 사람들이 이것에 대해 생각하게하고 일반적인 패러다임을 받아들이는 것이 아니라."
.사회적 스파이더 식민지가 자신의 비율을 어떻게 유지하는지 알아 내면 회의론자들을 설득하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그룹 멤버들은 성격이 식민지를 균형에서 버리는 거미를 죽이거나 망명합니까? 아니면 저명한 특성으로 거미의 번식을 장려합니까? 연약한 어머니는 연약한 자손을 생산하는 경향이 있지만, 이것이 유 전적으로 인코딩되어 있는지 또는 발달 중에 어머니가 형성 할 수있는 유연한 특성인지는 확실하지 않습니다.
.사회 거미는 야생에서 그룹 수준의 선택에 대한 강력한 증거를 제시하지만 연구자들은 그것이 본질적으로 흔한 일인지 확실하지 않습니다. Nonacs는“곤충과 거미 세계에서 조류와 포유류로 빠져 나가든간에 볼 수 있습니다. 다른 사람들은 그것이 이전에 믿었던 것보다 더 널리 퍼져 있다고 생각합니다. Tempe의 Arizona State University의 행동 생태학자인 Jennifer Fewell은“이것은 전혀 드물다고 생각합니다. 연구원들은 그룹 구성원들 사이의 성격 차이를 점점 더 많이 찾고 있으며, 종종 공격적이고 덜 공격적인 구성원이 혼합되어 있다고 그녀는 말했다. 사회 거미는 드물지만 그들의 행동은 동물 왕국의 다른 많은 종들에게 모델이 될 수 있습니다.
교정 :이 기사는 2014 년 10 월 3 일에 개정되어 Andy Gardner가 옥스포드 대학이 아닌 세인트 앤드류 대학교의 생물 학자라는 것을 반영했습니다. 또한 연구원들은 원래 인용 된 "그룹 수준 선택"이 아닌 "그룹 수준의 적응"의 증거로 결과를 과도하게 해석했다고 밝혔다.
편집자 주 : 2020 년 2 월 6 일
이 기사의 출판시기 이후, 여기에 설명 된 사회적 거미에 대한 연구는 이미 철회 된 Jonathan Pruitt의 다른 다른 논문과 함께 데이터 불규칙성에 대한 조사를 받고 있습니다.
