在上一篇里,我谈到,Nowak等人的论文,否定了真社会性(eusociality)起源的子代合作路径,而认定了亲代控制路径,随后我又说,若沿该路径,那么对真社会性起源的解释,将(不可避免的)是基于亲代投资(parental investment)理论的。
所谓亲代投资理论,是用来分析生物个体在特定资源约束下,如何在生育尽可能多的后代,和为这些后代准备尽可能好的生存/发育/繁殖条件(在宽泛意义上,可统称为“抚育”)之间,做出权衡,即,如何将有限的可用资源按恰当比例分配到生育和抚育的各个环节,以获得最大产出。
所谓产出就是遗传收益,可以用这样一个函数表示(符号是我自己随意拟的):
LER = SUM(LERi), {i: 1..r}
其中r是个体自身的繁殖数,LERi是每个子代的长期期望繁殖数,而最终的遗传收益,即是个体本身的长期期望繁殖数(即若干年后它的后代数量);这是个递归函数,递归的终止条件取决于“长期”的长度,而该长度值则随分析的需要由分析者任意给定。
这样,所谓亲代投资决定就是,随着时间的推进,随时决定是否新增一个子代,并决定如何将那时所拥有的资源分配到每个子代的抚养上;这样一个动态决策看上去非常复杂,但实际情况比这简单,因为生物的可遗传性要求使得一些早先的决定一旦作出,后续的决策空间便被限定在很窄的范围内。
如果我们将有机体看作一部传播其所携带基因的机器的话,其生产周期由两阶段组成:首先是机器的建造(发育),然后是开动机器制造成品(生育和抚育),而亲代投资只覆盖了该周期的第二阶段,所以,若想真正了解某种投资模式效率如何,需要把整个周期都纳入分析,这样的分析所用到的,是生活史理论(life history theory)。
经济学家把这种先造工具/机器、再用工具造产品的生产方式,叫做“迂回生产”,生产周期的迂回程度越复杂、工艺链条越长,往往投入的资源也越多,中间产品丧失的风险也越大,而补偿这些代价的好处是:最终产品的存活率和预期繁殖能力将得到提高,即,投资(发育投资和亲代投资)降低了收益函数中的r值,但提高了每个LERi的值。
在均衡状态下,边际上的那份追加资源投入,应具有收益无差别性,即,它投入于旨在增加子代数量的努力,和投入于旨在改进某个或几个LERi值的努力,收益将是相等的,这与经济学中的等优曲线(indifference curve)所表达的边际效用无差别,原理相同。
对于病毒和单细胞生物,发育和亲代投资都几乎为零,它们采用的是极端数量策略,只要营养条件满足就分裂;多细胞生物开始建造身体,因而有了发育投资;然后,有些多细胞物种开始在孢子/配子里存储额外的营养,以维持其在获得发育条件之前的存活,于是开始了亲代投资。
从鱼类到两栖类到爬行类、鸟类,对卵的投资越来越大,而鸟类更开始保护/喂食雏鸟,哺乳类更进一步,把幼雏留在身体里养大,出生后还经历漫长的哺乳期,以及生存技能的学习/训练期,人类则又通过幼态保持,在七岁到青春期之间又额外建立了一个漫长学习期,现代人类更将学习期拉长到青春期之后许多年。
至此,亲代投资貌似已发展到了极度夸张的地步,能不能再多投入呢?
先考虑这样一种策略,你在抚育孩子上很愿意投入,给他们请奶妈、家教、钢琴教师,还每人配两个保镖一个书僮;现在对策略稍作调整,要给孩子这些条件,其实还有另一种办法:你先生下一群儿女,把他们都阉了,然后分别训练成奶妈、家教、钢琴师、保镖和书僮,功成之后,最后再生几个孩子,让前面那群来伺候;甚至更狠,一些前面生的孩子被做成人肉包子,用来喂最后几个孩子。
真社会性物种正是这么做的:有些蚂蚁所产下的卵中,部分是营养性卵,就是专门喂给其他孩子吃的(蚁后自己也吃),有些蚂蚁会把部分孩子培养成腹部极度膨胀的储蜜蚁,其唯一价值就是给其他孩子当储蜜罐,还有些把部分孩子培养成一种高度特化的防卫兵蚁——门卫,其头部完全像个软木塞,它们是真正的“活”塞,负责堵住巢穴入口,至于普通的工蚁和兵蚁,大概都听说过了。
从数学上说,此种策略,实际上是在将资源分配给每个子代时,精心安排了一种歧视性方案,在此之前,其他物种也可能差别对待子代,即设定不同的LERi目标,但通常这只是数量上的歧视,比如长子多喂点奶,多照顾几个月,但真社会性物种的歧视是结构性的,投入不同品级(caste)子代的资源被用于制造出了功能不同的工具。
其实,人类在较弱的程度上也发展出了这种策略,我见过不少家庭,好多姐姐加一个弟弟这种组合,这些姐姐在出嫁之前唯一的奋斗目标,似乎就是为这个弟弟挣够上学/盖房/娶妻的钱,甚至做生意的资本。(我在另一篇文章里曾提到过人类的另外两种歧视性亲代投资策略:嫡庶之分和长子继承制,可参考)
另外,扯远一点,我有种模糊的感觉,那些多见于环境条件极度恶劣地区的一妻多夫制(polyandry)家庭,其中的弟弟们,虽说不像工蚁那样丧失了生育能力,(以下纯猜测)其实让妻子(或许更像嫂子)受孕的机会并不多,性机会多半是大哥独占的,所以其地位也有点像工蚁,出现这种策略,大概是因为恶劣的环境条件造成了罕见的Cost/Benefit值搭配,使得弟弟们单组家庭的成功率很低,不如留在家里帮哥哥造侄子呢——汉密尔顿复活啦,呵呵。
小橘子 @ 2010-12-30, 03:23
老饱说内含适应性理论是自然选择理论的一种简化,Nowak的文章也是这个意思,但是我不能理解。
自然选择理论的计算应该是这样的:
遗传净收益b-c>0,即△LER>0
而汉米尔顿公式是
rb-c>0。怎么会是一种简化呢?
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辉格 回复:
1月 1st, 2011 at 10:38
老饱是谁?饱醉豚?简化说显然是错的,自然选择连性选择都没涵盖,怎么能涵盖内含适应性呢?
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蒋劲松 回复:
7月 8th, 2012 at 20:13
内含适应性理论是自然选择理论的一个子理论。也就是把基因视为一个个体。
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小英雄 @ 2011-07-05, 10:13
应该是反过来吧,R=1的时候,另外2个理论针对性不一样,只有一部分重合,这样说不合适。
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辉格 回复:
7月 7th, 2011 at 21:57
没听懂。
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小英雄 回复:
7月 7th, 2011 at 23:13
最大化的的繁衍后代,很最大化的传播基因,某种意义上是等效的
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