Ajankohtaista

Väitös: 15.9. Eläinlajien altruismi on yhteydessä sukupuolen määräytymisen mekanismeihin (Rautiala)

Alkamisaika: torstai 15. syyskuuta 2016, 12.00

Päättymisaika: torstai 15. syyskuuta 2016, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, Ambiotica, YAA303

copy_of_PetriRautialanetti.jpg
Petri Rautiala, kuva: Tiina S. Salminen
FM Petri Rautialan ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan "Developments in the evolutionary theory of social interactions" tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä professori Stuart West (University of Oxford, Iso-Britannia) ja kustoksena dosentti Mikael Puurtinen (Jyväskylän yliopisto).

Altruismiksi kutsutaan muiden epäitsekästä auttamista jopa oman edun kustannuksella. Tällainen käyttäytyminen on meille tuttua työläisiä kuhisevista pistiäis- ja termiittipesistä. Mutta miksi steriilit työläiset uurastavat kasvattaakseen siskojaan ja veljiään eivätkä omia jälkeläisiään? Miten altruistinen käyttäytyminen voi levitä valinnan seurauksena, jos sen ilmaiseminen pienentää toimijan kelpoisuutta?

Pistiäisten ja termiittien ohella auttamiskäyttäytymistä esiintyy esimerkiksi hämähäkeillä, ripsiäisillä sekä kovakuoriaisilla. Useilla lintulajeilla esiintyy tilapäisiä ei-steriilejä auttajia, kun nuoret yksilöt jäävät kotipesäänsä huolehtimaan itseään nuoremmista sisaruksista ennen omia pyrkimyksiä lisääntymiseen. On jopa löydetty sosiaalinen nisäkäslaji, kaljurotta, jolla tilapäisesti steriilit yksilöt huolehtivat sisaruksistaan.

Väitöstyössään Rautiala tutki olosuhteita ja tekijöitä, jotka vaikuttavat altruistisen käyttäytymisen evoluutioon. Analyyseissä olennaisia ovat sosiaalisten lajien sukupuolenmääräytymisen mekanismit, joiden tiedetään eroavan esimerkiksi linnuilla ja pistiäisillä.

Väitöksessä osoitetaan, miten sukupuolenmääräytymisen mekanismeilla on keskeisiä suoria ja epäsuoria vaikutuksia altruistisen käyttäytymisen hyötyihin ja kustannuksiin ja siten myös kyseisen käyttäytymisen evoluutioon.

Yksi väitöskirjan päätuloksista on se, miten pistiäisistä tuttu sukupuolenmääräytymisen mekanismi antaa mahdollisuuden ainutlaatuiselle naaraiden neitseelliselle lisääntymistavalle, joka on kehittynyt valinnan seurauksena. Mekanismi antaa myös tämän lisääntymistavan kautta mahdollisuuden altruististen naarasauttajien kehittymiselle.

Pistiäisten naaraat syntyvät hedelmöitetyistä munista ja koiraat hedelmöitymättömistä. Koska koiraiden tuottamiseen ei vaadita siittiösoluja, neitsytnaaraat voivat lisääntyä ja tuottaa pesällisen pelkästään koiraita. Neitsyt-naaraiden kelpoisuus paritelleita on naaraita suurempi. Neitseellinen jälkeläistuotanto voi olla vaihtoehtoinen sopeutuma parittelulle, ja se voi johtaa altruismin kehittymiseen.

Toinen päätuloksista antaa ennusteita geenien ilmentymistasoille, jotka ovat vastuussa loispistiäisten naarassotilaiden kehittymisestä. Väittelijän muotoilemien ennusteiden pohjalta on mahdollista löytää kandidaatteja geeneille, jotka ovat vastuussa sotilaaksi kehittymisestä. Löytymisensä jälkeen sotilasgeenien ilmentymistasot kertovat loispistiäis-sotilaiden perimmäisen tarkoituksen, joka on edelleen epäselvä.

Lisätietoja:
Petri Rautiala, puh. 050 570 8888, petri.rautiala@jyu.fi
tiedottaja Anitta Kananen tiedotus@jyu.fi, puh. +358 40 805 4142

Petri Rautiala kirjoitti ylioppilaaksi Jyväskylän Cygnaeus-lukiosta vuonna 2000. Samaan aikaan lukion viimeisen vuoden kanssa hän aloitti matematiikan opinnot Jyväskylän yliopistossa vuonna 1999. Maisterin tutkinto matematiikan laitokselta valmistui vuonna 2011. Vuonna 2012 hän aloitti jatko-opinnot bio- ja ympäristötieteiden laitoksella Mikael Puurtisen ja Heikki Helanterän (Helsingin Yliopisto) ohjauksessa.

Tutkimuksen rahoitti Suomen Akatemia Biologisten vuorovaikutusten huippuyksikön kautta.

Teos on julkaistu sarjassa Jyväskylä Studies in Biological and Environmental Science numerona 320, Jyväskylä 2016, ISSN:1456-9701, ISBN: 978-951-39-6723-9. Väitöskirjaa myyvät yliopistokauppa Soppi, puh. 040 805 3825 tai myynti@library.jyu.fi ja yliopiston verkkokauppa. Luettavissa JYX-arkistossa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-6724-6

Abstract

Altruistic behaviour, which benefits others but harms the actor, can evolve when copies of the underlying genes are transmitted to future generations by related beneficiaries. While we know that the mechanism of ‘kin selection’ answers to how altruism can evolve, the answers to why and when it can evolve are still obscure. The first aim of this thesis is to shed light to the evolution of altruism by identifying factors that facilitate or promote it. I find that the conditions under which altruism can evolve follow surprisingly simple principles that are independent of the taxon-specific traits such as fecundity. Further, by analysing the unique aspects of haplodiploid sex determination system (where males are born from unfertilized eggs and females from fertilized eggs) I find that its role in the evolution of altruism might have been prematurely dismissed by recent studies. The second aim is to contribute a new dimension to studies which link mating behaviour with the evolution of altruism. I find that virginity can be an adaptive mating strategy in haplodiploid taxa, and that adaptive virginity affects, and is affected by, the evolution of altruism. According to my analysis haplodiploidy offers a unique adaptive pathway to sociality. The third aim is to predict patterns of genomic imprinting in female soldier development in polyembryonic parasitoid wasps. The function of these soldiers is unknown, and it has been argued that their primary function is either altruistically protect their siblings, or spitefully kill their brothers to make room for sisters. I find that contrasting patterns of genomic imprinting are expected to be found depending on the function of the soldiers. These are empirically testable prediction, which can not only help find the function of these soldiers, but also help test social-evolution theory. The models built in this thesis highlight the need for better incorporation of future expectations, population parameters, and possible epigenetic changes to kin selection models.

Keywords: Alternative mating behaviour; altruism; eusociality; future expectations; genomic imprinting; inclusive fitness; sex ratio conflict.

Lisätietoja

FM Petri Rautiala
petri.rautiala@jyu.fi
kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,