College 14

• 3 invloeden op de geschiedenis van een organisme

3 invloeden op de geschiedenis van een organisme

• genetische effecten (pop en soort versch)

• epigenetica

• priximale influences tijdens leven (bijv inname moeder op borstvoeding)

verschillen tussen soorten en populaties (eerst bespreken) :

1. Wat is Life History Theory?

• kernidee

• Life history traits

• onderdelen adhv rups

• activiteiten

Kernidee:

• Een levensgeschiedenis is het schema van groei, voortplanting en veroudering (inclusief dood) van een organisme.

• Life history traits zijn gerelateerd aan de timing en het voorkomen van deze belangrijke levensloopgebeurtenissen.

• Sommige levenscycluskenmerken zijn van toepassing op alle soorten (bijv. onderhoud); andere slechts op een deel van de soorten.

• (vb soorten 1 nakomelingen worp, dan dood, bij andere meerdere, vragen stellen over tijd ertussen)

onderdelen van life history traits

• rups ; hoe snel groeit die, leeftijd volwassen, kwaliteit (fitness), niet alleen hoeveel nakomelingen > ook wat ze mee krijgen van hun ouders, ouderlijke investering

Activiteiten
Organismen hebben beperkte tijd & energie → moeten keuzes maken hoe ze dit verdelen over:

• Groei (body, hersenen)

• Onderhoud (gezondheid, herstel)

• Reproductie (kinderen krijgen/opvoeden)

Belangrijk:

• Deze keuzes beïnvloeden fitness (overleving + voortplanting)

• Geen bewuste keuzes → evolutionair gevormd

Trade-offs (HEEL BELANGRIJK)

• definitie

• voorbeelden

Definitie:

Meer investeren in A = minder in B

trade offs : kosten voor de fitheid die worden betaald wanneer een gunstige verandering in één eigenschap gekoppeld is aan een nadelige verandering in een andere

• trade offs tussen activiteiten voorkomen dat ze tegelijkertijd worden gemaximaliseerd en kunnen zich voordoen binnen en tussen levensfasen

Voorbeelden:

• Overleving vs reproductie

• Veel kinderen vs kwaliteit van kinderen

• Groei vs voortplanting

En wat adaptief is voor de ouder om te doen, dat hangt van allerlei factoren in de omgeving af

trade off 2 types

2 types:

1. Resource trade-offs

   • Energie is beperkt

   • bv: meer afweer → minder reproductie

   • 100 euro, in hermes ; niks meer voor apple

2. Functional trade-offs

   • Eigenschap A maakt B minder nodig of minder effectief

   • bv: sterke verdediging → minder mobiliteit nodig

   • bijv helmpje helpt tegen predatoren maar zwaaarder > minder goed zwemmen

Life-history strategy

• voorbeeld

• Een life-history strategy is een specifieke en gecoördineerde manier om tijd en energie te verdelen over verschillende activiteiten

• bijv. ↑ nakomelingen en ↓ ouderlijke investering

• 'maximaliseert' de inclusieve fitness in een gegeven ecologie

• impliceert geen bewuste afweging

• Dus wat je verwacht is dat die live history traits niet helemaal onafhankelijk zijn van elkaar,

• bij deze soort is het zo dat ze heel veel nakomelingen produceren dan. » dan zullen ze wel een life history strategie hebben waarbij ze bijvoorbeeld relatief weinig ouderlijke investering per nakomeling doen.

inclusive fitness

Fast vs Slow life histories

continuum

vb

🐰 Fast (r-selected)

• Vroege reproductie

• Veel nakomelingen

• Weinig investering per kind

• Korte levensduur

• hoge mortaliteit

• populatie grootte - varieert

• klimaat - varieert

👉 Ontstaat in:

• Onveilige / onvoorspelbare omgevingen

 

🐢 Slow (K-selected)

• Late reproductie

• Weinig kinderen

• Veel investering per kind

• Lange levensduur

• lage mortaliteit

• populatie grootte - constant

• climaat - stabiel

👉 Ontstaat in:

• Veilige / stabiele omgevingen

 

💡 Belangrijk inzicht:

Het is een continuüm (fast ↔ slow), geen zwart-wit categorie

zijn ook dieren die ertussen liggen bijv schildpaden

opossoms ; vertonen slower life histories op eilanden met minder predatoren dan eilanden met veel nakomelingen

tasmanian : faster, omdat latere leeftijd kinderen ; mortaliteit verhoogt

molrat : verouderen niet door laatste stukje dna vervangen

chernobyl kernramp wolven nu ; zelden kanker

Mensen & de “cognitive niche”

• gevolg

relatief lang onvolwassen

veel leren = cognitieve niche

Mensen hebben:

• Lange kindertijd

• Grote hersenen

• Veel leren nodig

• leren van elkaar en door onszelf (erg extreem)

👉 Waarom?

• Complexe omgeving (jagen, tools, sociale kennis)

• kinderen in bepaalde omgevingen kunnen al 4-5-6 jarige leeftijd volledig eten vangen of met manchettes omgaan

Gevolg:

• veel niches bevolken (blessing en curse)

• “Slow” strategie

• Veel investering in leren

de cognitieve niche vergelijking met apen

• voedsel

• interessante studie jagen

• kijkt breedte dieet van chimpansees eten aantal aapsoorten, vogelsoorten,

• veel minder generalistisch dan de mens

• heel breed

• maakt dat we veel plekken kunnen wonen

• interessante studie ; sjamanen in bolivia ; jagen

• leeftijd meer kcal produceren, dan consumeren?

• mannen rond de 40 beste jagers

• kracht piek 20 jaar

• higher return rate = sterke + kracht

menopauze + hypothese

• niet meer zelf nakomelingen kunnen produceren, wel nog doorleven

• bij veel dieren is dit niet

• is dat een designfeature?

• res van natuurlijke selectie?

• zo ja wat waren dan de selectie druk?

• functie van het doorleven?

 

👵 Grandmother hypothesis

• Post-reproductieve vrouwen helpen kleinkinderen

• → verhoogt inclusive fitness

• mogelijk ; ouder kans gezonde nakomeling af, kan reden zijn

menopauze whales

• waarom adaptief ; grootouders hebben kennis niet aanwezig bij andere volwassenen

Take aways

• Life-history research examines how organisms balance allocation of finite resources across different activities

• r-selected species have ‘faster’ life histories and are more likely to evolve in harsh and unpredictable environments

• K-selected species have ‘slower’ life histories and are more likely to evolve in safe and stable environments

Individuele verschillen (plasticiteit)

• fenotypische plasticiteit

• hypothese (allergie)

• rol van vroege omgeving

• belangrijke kritiek

👉 Niet alleen soorten verschillen, maar ook individuen!

🧠 Phenotypic plasticity

Zelfde genotype → andere uitkomst afhankelijk van omgeving

hypothese :

• dat dat je lichaam eigenlijk aanpast op basis van de blootstelling die je meekrijgt.

• Als je heel steriel opgroeit, » ik hoef me eigenlijk nergens voor te wapenen, want het komt niet voor.

een evolutionary theorie van socialisatie : (belsky)

• deels fast slow ideen toegepast op individuele verschillen!

👶 Rol van vroege omgeving (Belsky)

misschien door ouderzorg, ouders in een omgeving bent waarin te weinig resources zaijn en waarin gevaar is dat de ouders op een andere manier zich verhouden tot kinderen dan in de omgeving waar er genoeg resources zijn,

• kind ontwikkeling adaptaties voor brede omgeving » sneller volwassen worden

Kinderen leren:

• Hoe betrouwbaar de wereld is

• Of mensen te vertrouwen zijn

• Of resources stabiel zijn

👉 Dit beïnvloedt hun latere strategie (fast vs slow)

 neurobiologisch maturatie - bewijs voor bepaalde kenmerken

⚠ Belangrijke kritiek (tentamen!!)

• cross cultureel » Weinig bewijs voor één duidelijke fast–slow schaal

• Trade-offs moeilijk aan te tonen bij mensen

• idee dat je je vroege levenservaringen gebruikt om je langetermijn ontwikkeling te beinvloeden en dat dat adaptief zou zijn, mathematische modellen laten zien dat het heel vaak niet zo is, dus er zijn ook theoretische kritieken

Individuele verschillen (plasticiteit)

• fenotypische plasticiteit

• Zelfde genotype → verschillende uitkomsten afhankelijk van de omgeving.

• Hypothese: het lichaam past zich aan op basis van blootstelling en omgeving.

  • Voorbeeld: een steriele omgeving → minder noodzaak om immuunsysteem “voor te bereiden”.

  • proximale invloeden

Rol van vroege omgeving (Belsky)

• neurobiologische maturatie

• Vroege ervaringen beïnvloeden ontwikkelingsstrategieën.

• Ouderzorg en omgeving spelen hierbij een rol:

  • Bij weinig resources of gevaar → ouders gedragen zich anders → kind past zich aan.

• Adaptaties: kinderen ontwikkelen strategieën die passen bij hun omgeving, bv.:

  • Sneller volwassen worden in onstabiele omgevingen.

  • Leren hoe betrouwbaar mensen en resources zijn.

• Resultaat: beïnvloedt latere strategieën (fast vs slow life history).

Neurobiologische maturatie

• Er is bewijs dat vroege ervaringen bepaalde kenmerken en maturatie beïnvloeden.

Belangrijke kritiek (tentamen!) belsky

1. Cross-cultureel: weinig bewijs voor één universele fast–slow schaal.

2. Trade-offs moeilijk te demonstreren bij mensen.

3. Theorie: vroege ervaringen sturen langetermijnontwikkeling adaptief.

   • Maar wiskundige modellen laten zien dat dit vaak niet adaptief hoeft te zijn.

demographic transition

• hoge geboorte en sterfte aantallen in babytijd

• lage sterfte en geboorte getallen

trade offs visible

wanneer wel visible ?

no trade offs visible : variatie in acquisitie, equal allocation

• variatie in acquisitiem variatie in allocation

startpunt is anders

 Predictive Adaptive Responses (PAR)

• definitie

• hoe werkt het

• 2 types

Definitie:

Organisme gebruikt vroege signalen (informatie in het heden) om toekomst te voorspellen en past zich daarop aan

• eis is dat er een correlatie is tussen de wereld nu en de wereld later

• vb nu cues wereld gevaarlijik, reproductieve ontwikkeling versnellen, auto correlatie hoog is (in de toekomst)

wheather forecast

🧭 Hoe werkt het?

1. Je krijgt cues (bv stress, armoede)

2. Je voorspelt toekomstige omgeving

3. Je past je ontwikkeling aan

 

2 types:

1. External PAR

• Vroege omgeving voorspelt latere omgeving

• bv: stressvolle jeugd → fast strategie

⚠ Cruciaal:

PAR werkt alleen als:

👉 vroege omgeving ≈ latere omgeving

 

2. Internal PAR alternatief

• adaptief?

• geen voorspellende waarde over toekomst omgeving

• Vroege schade → lichaam slechter → kortere levensduur

• NIET per se adaptief

 

Sensitive periods

• definitie

• critical period

• waar zie je dit?

• waarom niet altijd plastisch?

• wanneer ontstaan sensitve periods?

Definitie:

Periodes waarin de impact van ervaring op fenotype extra veel invloed (dus meer plastisch?

 

🔥 Critical period (extreem geval)

• Alleen in specifieke periode mogelijk

• Onomkeerbaar

 

wanneer komt dit voor

• verschilt in de ontwikkeling

• verschil tussen soorten

• verschil tussen individuen

• verschil binnen individu

oa physiological mechanismes

evolutie van sensitieve periodes

evolutie sensitieve periode ; Afhankelijk van:

• Beschikbaarheid van informatie (cues)

• Hoe informatief die cues zijn

• Kosten van plasticiteit

• Voordeel van aanpassen

🧠 Waarom niet altijd plastic?

Plasticiteit kost:

• Energie

• Tijd

• Risico

👉 Daarom alleen in bepaalde periodes