لغز داروين

$$(R_{XY}) = \Sigma (1/2)^n$$

وعلى صعيد آخر، قاعدة هاملتون: (Hamilton's rule) وهي تفسير لمتى يمكن للغز الداروينوي أن يتطور داخل جماعة إحيائية معينة. تُستعمل قاعدة هاملتون غالباً لتفسير سلوك الإيثار في الجماعات بناءً على صلة القرابة، ويمكن تمثيلها من خلال الصيغة الرياضية التالية:

$$(rB > C)$$

إضافةً إلى ذلك، حيث يمثل $r$ صلة القرابة، ويمثل $B$ المنفعة أو الفائدة التي تعود على المتلقي، بينما يمثل $C$ التكلفة التي يتحملها الكائن المؤثر (المؤثِر على نفسه). وقد تطبق الحيوانات قاعدة هاملتون في الكثير من الحالات التي لا تعزز صلاحيتها الفردية الخاصة، ولكن يكون لها تأثير تطوري على الصلاحية العامة للنوع بشكل عام.

العوامل التي تؤثر على الألغاز الداروينوية

وفي هذا الصدد، هناك بضعة عوامل مساهمة في علم الأحياء يمكن أن تؤثر على الألغاز الداروينوية:

علاوةً على ذلك، معامل القرابة ($r$): (Coefficient of relatedness) وهو نسبة الجينات المشتركة بين حيوانين. قد يعتمد هذا المعامل على وجود سلف مشترك. ويمكن أن تشترك الحيوانات في $1/4$ أو $1/2$ أو حتى في بعض الحالات جميع جيناتها مع الآخرين؛ فالقرابة بين التوائم المتماثلة تمتلك معامل قرابة بقيمة $r=1$، ويمتلك الأشقاء (الإخوة كاملوا القرابة) معامل قرابة بقيمة $r=0.50$، بينما يمتلك الإخوة غير الأشقاء وأبناء العمومة من الدرجة الأولى معامل قرابة بقيمة $r=0.25$. واعتماداً على مدى صلة القرابة بين حيوانين، فقد يكونان أكثر ميلاً للتصرف بإيثار تجاه بعضهما البعض؛ فحتى لو لم يكن هناك فائدة تعود على الحيوان نفسه، فإن هذا السلوك يساعد في تعزيز بقاء جزء من جيناته على الأقل نظراً لأنها مشتركة مع كائنات أخرى وثيقة الصلة به. وصيغة حساب معامل القرابة هي:

أمثلة

يُشار أحياناً إلى الظواهر التالية بوصفها ألغاز داروينوية:

المثلية الجنسية

علاوةً على ذلك، الإوز الرمادي: توجد في هذا النوع روابط ثنائية متباينة الجنس ومثيلة الجنس على حد سواء. وغالباً ما يرتبط ذكور الإوز الرمادي ويظلون معاً لسنوات، على غرار ذكور الدلافين قارورية الأنف. ويعمل هؤلاء الذكور معاً للعثور على شريكة تزاوج، ويشارك كلاهما في أبوة بعض الفراخ؛ ونتيجة لذلك، يكون للفراخ في هذه العلاقات ثلاثة آباء: زوج من الذكور وأم. ولا يعود هذا بالفائدة على الفراخ النامية فحسب، والتي تحظى بأب إضافي لحمايتها، بل يفيد الأم كذلك التي تكتسب مكانة اجتماعية أعلى، ووقتاً أطول لرعاية الفراخ، ووقتاً أكبر للبحث عن الطعام لنفسها. وخلال فترة غياب الأم للتغذي، يقوم الذكر الأكثر هيمنة بمحاربة المفترسات بينما يظل الذكر الآخر لمراقبة الفراخ. وبمجرد انتهاء دورة العلاقة التكاثرية، تنفصل الأنثى بينما يستمر ذكرا الإوز في حياتهما معاً.

• انظر كذلك
• علم الأحياء التطوري
• قاعدة التعويق
• اصطفاء طبيعي
• مشاكهة
• تشارلز داروين
• ملاحظات

كذلك، المحاكاة (المشاكهة): تمتلك الكثير من الأنواع سمة تُعرف باسم المحاكاة الحيوية الخادعة، والتي تتيح للمخلوقات غير الضارة عادةً أن تبدو خطيرة. وتعد الذبابة الحوامة غير الضارة مثالاً على ذلك؛ إذ تحاكي شكل الزنابير وصوتها. ورغم أن أغلبها يشبه الزنابير تماماً، إلا أن بعضها الآخر لا يكاد يشبهها. ولحل هذا اللغز حول سبب عدم تشابه بعض الذباب الحوام مع الزنابير بدقة، أجرى باحثون كنديون دراسة خلصت إلى أن الذباب الحوام الأكبر حجماً يحاكي الزنابير بدقة شديدة، في حين أن الأنواع الأصغر تحاكيها بصعوبة؛ وفسروا ذلك بأن الأنواع الأكبر تواجه تهديداً أكبر بالتعرض للهجوم من الطيور، بينما لا تقلق الأنواع الأصغر بشأن تقليد الزنابير بدقة لأن الطيور لن تكلف نفسها عناء مهاجمتها نظراً لصغر حجمها. وبما أن الذباب الحوام الأكبر يتقمص مظهر الزنابير، فإن فرص بقائه تزداد وبالتالي تزيد صلاحيته التطورية.

الشيخوخة (الهرم)

علاوةً على ذلك، الفراشة الملكية: امتلاك الفراشة الملكية لنمط أجنحة برتقالي وأسود يسهل رصده للغاية يعد سمة غير مفيدة لصلاحيتها التطورية في الظاهر، لأن الألوان الزاهية تجذب الحيوانات المفترسة. ومع ذلك، يمكنها مواجهة هذه السمة السلبية بفضل قدرتها على التغذي على نبات الصقلاب السام، مما يرسب سموماً نباتية قوية في أنسجتها. وعندما يبتلعها حيوان مفترس، فإن السم الموجود في جسم الفراشة يحثه على القيء. ورغم أن الفراشة الملكية تضحي بنفسها في هذه العملية، إلا أنها تساعد بني جنسها من خلال تلقين المفترسات درساً عن خطورة أكلها؛ وبالتالي تتمكن الفراشات المتشابهة جينياً من البقاء وتمرير الجينات المشتركة إلى الجيل التالي.

وفي هذا السياق، شبكات العنكبوت الواضحة: هناك عناكب غازلة للنسيج الدائري تقوم بغزل شبكات ذات أنماط متعرجة (Zigzag) واضحة ومرئية لفرائسها. وكان يُعتقد أن وضوح زخرفة الشبكة يطرد الفرائس بعيداً، لكنه في الواقع يعمل كجاذب يسحب الفريسة إليها؛ حيث تميل الفرائس لتجنب الأنماط المرئية فتقع في الشرك المحصن بين تلك الخطوط المتعرجة. وتستعمل العناكب هذه الأنماط كذلك كنوع من التمويه لإخفاء أجسادها. وأظهرت الدراسات أن العناكب التي تحتوي شبكاتها على زخارف تحقق نجاحاً أكبر في صيد الفرائس مقارنة بالعناكب ذات الشبكات غير المزخرفة.

وعلى صعيد آخر، ظبي الكوب الأوغندي: يظهر السلوك المثلي لدى إناث هذا النوع دون الذكور؛ حيث شوهدت الإناث غالباً وهي تودد إناثاً أخرى عن طريق التصفير و/أو الركل بالأرجل الأمامية من أجل ملامسة الأعضاء التناسلية للأنثى الأخرى بلطف. ويمكن ملاحظة ركل الأرجل الأمامية كذلك لدى ذكور الكباش الجبلية، والتي تستعمله للقيام بأنشطة مثلية مع ذكور أخرى. وتقوم إناث الكوب كذلك باعتلاء الإناث الأخرى، على الرغم من عدم قدرتها على التكاثر من هذا الفعل بمفرده. والإناث التي تشارك في تودد الإناث قد تتنافس على خيارات إناث معينة عن طريق دفع المنافسات برؤوسهن؛ وكان يُعتقد في الأصل أن هذا الفعل وسيلة للإناث غير المهتمات بالتودد المثلي لرفض الملاحقات، ولكن ثبت أنه وسيلة لفرض الهيمنة والسيادة. ورغم هذه السلوكيات المثلية، فإن إناث الكوب لا تزال تتزاوج مع الذكور، مما قاد العلماء للاعتقاد بأن هذه الأفعال لممارسة الجنس أو إثارة أفراد من نفس الجنس تهدف إلى تحسين فرصهم في التزاوج التكاثري المستقبلي.

وعلى صعيد آخر، الضفدع السام للدبابير: تعد أنواع الضفادع السامة (أعضاء جنس الدندرباتيات) مثالاً بارزاً آخر على الحيوانات التي ينطبق عليها مفهوم لغز داروين. فالألوان الزاهية والواضحة لجلدها هي تكتيك يُستعمل لتحذير المفترسات من أنها شديدة السمية؛ فالضفدع الذهبي السام الذي يبلغ طوله بوصتين فقط (5 سنتيمترات) يمتلك سموماً كافية لقتل عشرة رجال بالغين. ويقوم شعب الإمبيرا الأصلي بمسح أطراف سهامهم على جلد هذه الضفادع لجعل السهام سامة، وهي طريقة فعالة للغاية في الصيد أكسبت هذا النوع اسم «الضفدع السام». ويتوقع العلماء أن الضفادع تستخلص سمومها من الفرائس التي تأكلها كالنمول والأرضة. وتجسد هذه الضفادع لغز داروين لأن المرء قد يظن أن ألوانها الزاهية تجذب المفترسات، لكنها بدلاً من ذلك تقدم نفسها كإشارة تحذيرية رادعة.

كذلك، قفز الغزلان (التبختر): يتجلى لغز داروين كذلك في سلوك الغزلان عندما تقوم بالقفز العالي الرأسي (Stotting). وهي تفعل ذلك لتعلن للمفترسات أنها في حالة بدنية ممتازة ولن يتمكن المفترس من اللحاق بها إذا قرر مطاردتها؛ وهذا السلوك يعد شكلاً من أشكال ردع المفترسات، ولكنه في الوقت نفسه يجعل الغزال أكثر وضوحاً ورؤية للمفترس، كما يتطلب استهلاكاً أكبر للسعرات الحرارية مما يخالف بديهيات البقاء. ومن الألغاز الأخرى التي يحاول العلماء تفسيرها هو سلوك القفز لدى غزلان تومسون؛ حيث يضحي الغزال بسرعته أثناء الهروب من مفترس ما، لكنه يبحث عن مفترسات أخرى في الأمام، وثمة تفسير محتمل آخر وهو تحذير القطيع باقتراب الخطر. وتدرك الحيوانات المفترسة، مثل الفهود، أنه عندما يقفز الغزال بهذه الطريقة فمن غير المرجح الإمساك به، لذا تتخلى عن المطاردة.

تطبيقات في الطبيعة

علاوةً على ذلك، تظهر الألغاز الداروينوية بوضوح في الطبيعة، على الرغم من أنها تبدو للوهلة الأولى مفرطة في تقليل صلاحية الفرد الذي يمتلكها. وتستعمل الكائنات الحية المختلفة هذه الظاهرة الغريبة بطرق معينة؛ مثل إفراز السموم، واستعراض الصلاحية البدنية، والمحاكاة الخادعة.

الإيثار

وفي السياق ذاته، الإيثار المساعد: (Helping altruism) يجمع هذا النوع بين الإيثار البيولوجي والنفسي، ولكنه الأقل شيوعاً بين الأنواع الثلاثة. وهو يمثل الدافع وراء السلوك فضلًا عن النتائج المحتملة للصلاحية الناتجة عن هذا السلوك. وأفضل اقتباس لشرح هذا السلوك هو: «قد نتساءل عما إذا كان الإيثار البشري مدفوعاً بدافع داخلي أو خارجي؛ أي هل يساعد البشر بعضهم بعضاً لأن فعل المساعدة نفسه مجزٍ بطبيعته، أم لمجرد أن فعل المساعدة وسيلة لتحقيق نتائج منفصلة مثل المكافآت المادية أو تجنب العقاب؟». ولا يشترط في هذا السلوك أن يقتصر على الحصول على الطعام أو المساعدة في تربية الصغار، بل يمكن أن يكون أخف من ذلك بكثير (مثل مساعدة شخص آخر في تحقيق هدف شخصي).

كذلك، الإيثار النفسي: (Psychological altruism) يعتمد هذا النوع على نوايا القائم بالسلوك نفسه. ويُعرَّف بأنه «يكون السلوك إيثارياً من الناحية النفسية إذا وفقط إذا كان مدفوعاً برغبة غائية في تحقيق رفاهية كائن حي آخر. وكخطوة أولى، يمكننا القول إن الرغبة تكون غائية إذا كان الشيء المرغوب مقصوداً لذاته، وليس لأن الفاعل يعتقد أن تلبية هذه الرغبة ستؤدي إلى إشباع رغبة أخرى». ومن الأمثلة على ذلك: التبرع بالمال لجمعية خيرية بنية مساعدة الآخرين، حتى لو لم يصل المال فعلياً إلى تلك الجمعية المحددة. ومع ذلك، إذا تبرع شخص ما بالمال لجمعية خيرية لمجرد أن يظن الناس أنه نكر الذات، فإن سلوكه هذا لا يعد إيثاراً نفسياً.

في هذا الإطار، الإيثار البيولوجي (الأحيائي): (Biological altruism) يميل هذا السلوك إلى التركيز حول تبادل الصلاحية التطورية، ويُطلق عليه كذلك الإيثار التكاثري أو التطوري. ويُعرَّف بأنه «زيادة صلاحية الكائنات الحية الأخرى مع تقليل صلاحية الكائن المؤثر نفسه». ولكي يتحقق هذا المفهوم، لا بد من توفر شرطين معاً: خسارة «الطرف المؤثِر» ومنفعة «الطرف المتلقي». ولا يقتصر الأمر على كيفية تأثير السلوك في الصلاحية البيولوجية فحسب، بل يمتد ليشمل جميع الخصائص الأخرى التي تتكون منها الصلاحية.