Das Konzept der Reproduktiven Einheit klärt die Frage des Altruismus bei sozialen Hymenopteren

Das Konzept der Reproduktiven Einheit klärt die Frage des Altruismus bei sozialen Hymenopteren

Westliche Honigbiene

Altruistisches Verhalten und Kooperation werden unter anderem mit Verwandtenselektion (kin selection) erklärt. Sie besagt, etwas vereinfacht, dass ein Individuum einen „Nutzen“ davon hat, andere Individuen mit einem hohen prozentualen Anteil gemeinsamen Erbguts unter Aufbringung von Kosten zu unterstützen.

Diese Auffassung wird zum einen, z.B. von E.O. Wilson, generell abgelehnt, zum anderen immer wieder als Erklärung für das Kooperative Verhalten sozialer Insekten herangezogen.

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Ich habe mir dazu folgende Gedanken gemacht:

– Was ist mit „Nutzen“ in evolutiver Hinsicht gemeint?
– Das eigene Erbgut in die nächste Generation zu bringen.

– Wer hat diesen „Nutzen“?
– Die Gene, die in die nächste Generation gelangen.

– Wie wird dieser Nutzen zustande gebracht?
– Durch gewisse phänotypische Eigenschaften (Morphologie, Physiologie, Stoffwechsel, Verhalten…).

– Wie kommen diese phänotypischen Eigenschaften zustande?
– Durch genotypische Eigenschaften (nicht nur, aber die interessieren uns hier hauptsächlich, da sie vererblich und daher evolutiv relevant sind).

Es ist also kein autonom wirkendes Naturgesetz, das bewirkt, dass alle Lebewesen verwandte Individuen, aufgrund eines hohen Anteils an gemeinsamen Erbguts, auf eigene Kosten unterstützen. Es müssen Gene vorhanden sein, die dies bewerkstelligen. Derartige Gene erhöhen ihre Wahrscheinlichkeit, in der folgenden Generation vertreten zu sein und werden sich in der ganzen Population verbreiten. Es ist nicht gesagt, dass alle Arten Gene besitzen, die Verwandtenselektion bewirken. Aber da wo sie aufgetaucht sind, werden sie sich stabilisiert haben. Daher sind Altruismus und Kooperation unter Verwandten so weit verbreitet.

Jetzt möchte ich mich den sozialen Insekten mit sterilen Arbeiterinnen zuwenden und zwar den meistzitierten, den Bienen.

Die Arbeiterinnen haben aufgrund der haplodiploiden Fortpflanzungsweise der Biene einen Verwandtschaftsgrad von 75%.
Würden sie eigene Nachkommen erzeugen, hätten sie mit diesen einen Verwandtschaftsgrad von nur 50%.
Der Schluss, der daraus gezogen wird ist, dass es „vorteilhafter“ sei auf eigene Fortpflanzung zu „verzichten“ und stattdessen Schwestern zu unterstützen.

Diesen Gedankengang findet man in unzähligen Veröffentlichungen. Er ist aber falsch.

Man bedenke, dass der „Nutzen“ darin besteht, möglichst viele Kopien der eigenen Gene in die folgende Generation zu bringen. Wenn ein Individuum darauf verzichtet, eigene Nachkommen zu produzieren, um stattdessen eine Schwester zu unterstützen, die ebenfalls keine Nachkommen haben wird, entsteht dadurch kein „Vorteil“. Stellen wir uns ein etwas extremes Beispiel vor (das in der Natur natürlich nicht so stattfinden würde). Eine Biene wird verletzt und verliert einen Flügel. Sie ist hilflos, kann nicht mehr fliegen und nicht zum Nest zurückkehren. Eine aufopferungsvolle Schwester schleppt sie in ein Erdloch, um sie vor Fressfeinden zu schützen und bringt ihr täglich Nahrung, bis an Ihr Lebensende. Die gute Schwester hat natürlich meine volle Sympathie. Mit Verwandtenselektion könnte dies aber nicht erklärt werden, nicht einmal, wenn ihr Verwandtschaftsgrad 100% betrüge. Irgendwann werden beide sterben und beide werden keine Nachkommen haben. Ihre Gene sind in einer Sackgasse. Sie können nie in die nächste Generation gelangen. Man könnte sie am besten mit Somazellen vergleichen. Sie befinden sich nicht in der Keimbahn. Es ist so als ob man die Funktion der Leberzellen (oder anderer somatischer Zellen) damit erklären wollte, dass sie darauf verzichten, eigene Nachkommen zu erzeugen und stattdessen die anderen Zellen des Körpers mit ihrer Arbeit am Leben halten, weil sie so eng (zu 100%) mit ihnen verwandt sind. Das genetische Material der Somazellen ist in einer Sackgasse, wie das der Arbeiterinnen. Wenn man hingegen sagt, die Leberzelle begünstigt mit ihrer Arbeit die Entstehung von Nachkommen des Körpers, der reproduktiven Einheit, z.B. eines Eichhörnchens, der sie angehören, macht es wieder Sinn.
Die Leberzelle ist eine phänotypische Eigenschaft eines Tieres, einer reproduktiven Einheit, und trägt somit zu ihrer Fitness, positiv oder negativ, bei.

Es gibt verschiedene Organisationsstufen der Lebewesen: Zellen – Individuen – reproduktive Einheiten.

  • Einzeller sind sowohl Zellen, als auch Individuen, als auch reproduktive Einheiten.
  • Mehrzellige Organismen sind sowohl Individuen als auch reproduktive Einheiten und bestehen aus vielen Somazellen und vergleichbar wenig Keimzellen.
  • Ein Bienenstaat ist eine reproduktive Einheit und besteht aus vielen Individuen, von denen alle, bis auf die Königin, sich nicht reproduzieren und nur aus vielen Somazellen bestehen.

Da in der Regel Individuum und reproduktive Einheit identisch sind, besteht meist kein Bedarf für letzteren Begriff. In den wenigen Fällen, in denen keine Übereinstimmung besteht, ist die Unterscheidung aber nützlich.

Den Bienenstaat als reproduktive Einheit zu betrachten, vereinfacht die Sichtweise erheblich und macht die Suche nach Erklärungen für ein vermeintliches altruistisches Verhalten der Arbeiterinnen so überflüssig wie die für die Kooperation zwischen benachbarten Muskelzellen oder die zwischen Herz und Lunge.