费雪原理

✍ dations ◷ 2025-04-09 13:13:01 #演化生物学,性别

费雪原理(英语:Fisher's principle)解释了为何大多数物种的性别比接近于1:1。 此原理最初由Düssing在1887年提出,之后在罗纳德·费雪1930年的巨著《自然选择的遗传理论》中提到的,被错误的认为是费雪原创。尽管如此,A. W. F. 爱德华兹(en:A. W. F. Edwards)仍将其评价为“或许是进化生物学最著名的论证。” 特别的,费雪用亲代支出一词来表达他的论证,并预测在两性上的亲代支出应是均等的。1:1的性别比因此被称为“费雪式”性别比;非1:1的那些则被称为“非费雪式”或“反常”的,这些发生在费雪模型的假设被打破的情况下。

威廉·唐纳·汉弥尔顿在他1967年的关于“反常性别比”文章里给出了如下简化的解释,假设条件为产生雄性和雌性的消耗量相同:

以现代语言描述,1:1的比例是进化稳定策略(ESS,evolutionarily stable strategy)。

特别地,费雪以亲代支出一词构建了他的论证。在其《自然选择的遗传理论》第六章“有性生殖和性选择”的“自然选择与性别比”一节里(p141):

A.W.F. 爱德华兹 将费雪原理评价为“或许是进化生物学最著名的论证”(但似乎仍有争议:如果达尔文的原创论证被刻意排除于考虑范围之外,那么至少威廉·唐纳·汉弥尔顿 的整体适应度概念挑战了这一地位),具有超越了仅仅发现一个性别比的均衡值的重要性。

费雪原理是这样一个早期模型,其中因每个性别提供了一半的所有未来后代基因,而使产生更多任一性别后代的基因在人口中平衡的。

费雪原理深植于频率依赖型选择的概念中,尽管费雪原理本身并非频率依赖型选择。频率依赖型选择,在这一情景下,是指这样的逻辑:一个个体能够繁衍的概率依赖于与其自身性别有关联的相对应的另一性别的频率。达尔文在《人类的由来》(1871年)中最先描述了这一概念。

费雪原理扩展了频率依赖型选择以解释自然选择如何作用于一个基因——此基因影响个体的孙代频率——而不影响其子代频率。费雪预测了双亲会对其每个性别的后代投入相等的资源,因为每个性别提供了所有未来后代恰好一半的基因。其结果是造成双亲在不同性别间不均等分配的基因趋向于被选择去除。费雪注意到在人类中,男孩出生得更多,而男孩在婴儿时期更容易死亡。由此,他推论出因父母趋于更少的在男孩上投资-因为更多的男孩在亲代抚育周期结束前死亡-存在较高的男性死亡率以均衡亲代在每个性别的投资。

费雪原理也是进化博弈理论的前身。罗伯特·麦克阿瑟 (1965)首次提出将博弈论的语言应用在性别比上,之后被威廉·唐纳·汉弥尔顿 (1967) 以“unbeatable strategy”来描述均衡点而重拾。汉弥尔顿的unbeatable strategy被John Maynard Smith和George R. Price (1973) 提炼成进化稳定策略的概念,即一个不能被任何变异策略攻陷的策略。

由罗伯特·泰弗士所展开的费雪的亲代支出概念(现称为亲代投资)目前已是一个生态学的重要概念。

A.W.F.爱德华兹(A.W.F. Edwards)的历史研究显示出这个理论错误地被归功于费雪(这名字太广泛使用,实在不太可能更改)。查尔斯·达尔文在人类的由来的第一版里本来写了一个相似但是有些令人混淆的理论,但是后来在第二版里把这删掉了。费雪只有后者的书,并引用达尔文的自然选择的遗传理论(The Genetical Theory of Natural Selection)。

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