La discriminazione criptica dei parenti durante l'allattamento in comune nei topi favorisce la cooperazione tra parenti

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 734 (2023) Citare questo articolo

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Le femmine riproduttrici possono cooperare allevando la prole in comunità, condividendo i benefici sinergici della cura della prole ma rischiando lo sfruttamento da parte dei partner. Nei mammiferi che allattano, l'allevamento in comune avviene principalmente tra parenti stretti. La teoria del fitness inclusivo prevede una maggiore cooperazione tra partner imparentati e una maggiore disponibilità a compensare il sottoinvestimento di qualsiasi partner, mentre le femmine hanno meno probabilità di orientare gli investimenti verso la propria prole. Utilizziamo un approccio con doppio tracciante isotopico per monitorare la distribuzione individuale del latte quando coppie familiari di sorelle o topi domestici non imparentati allevavano la prole in comune. Le coppie strettamente imparentate mostrano una minore richiesta di energia e i cuccioli hanno un migliore accesso al latte non materno. L'investimento nell'allattamento è più sbilanciato tra i partner fratelli, ma le femmine pagano costi energetici maggiori per la propria prole allevata con un partner non imparentato. La scelta di parenti stretti come partner cooperativi è fortemente favorita da questi benefici diretti e indiretti, che forniscono un incentivo al mantenimento di gruppi di parenti femminili per la riproduzione comunitaria.

Il comportamento cooperativo, in cui gli individui forniscono assistenza agli altri nonostante i costi per la propria riproduzione, gioca un ruolo centrale nell’evoluzione della socialità. Molta attenzione si è concentrata sull'allevamento cooperativo, quando gli allevatori vengono aiutati da altri membri del gruppo che sacrificano o ritardano la propria riproduzione, oppure aiutano quando il proprio allevamento ha fallito1,2,3. Tale costosa cooperazione si è evoluta prevalentemente in gruppi di parentela4,5,6, dove gli aiutanti possono ottenere benefici indiretti in termini di fitness allevando piccoli che portano una parte dei loro geni7 quando condizioni ecologiche difficili favoriscono strategie di aiuto8,9, o il raggruppamento sociale ad alta densità aiuta la difesa delle risorse10 . Tuttavia, in alcuni sistemi, i subordinati possono ottenere benefici diretti sufficienti, attraverso la vita di gruppo e una migliore sopravvivenza o eredità del territorio, per aiutare gli allevatori non imparentati ad evolversi11,12. Al contrario, gli allevatori comunitari (quando due o più femmine dello stesso gruppo si riproducono contemporaneamente) possono cooperare allevando la loro prole in comune; possono condividere benefici sinergici di approvvigionamento, difesa e altri aspetti della cura della prole, mentre ciascuno ottiene il successo riproduttivo13,14,15,16,17. Tuttavia, gli individui sono vulnerabili allo sfruttamento nei sistemi di allevamento comuni se i partner non riescono a investire proporzionalmente nella covata comune18,19,20, o se la loro prole varia nella capacità di ottenere i benefici sinergici disponibili (ad esempio, la prole più giovane può avere una minore capacità di competere per le risorse)14,21. In tutti i taxa, l'allevamento in comune dei giovani avviene sia tra le femmine imparentate13,14,22,23,24 che tra quelle non imparentate16,25,26,27,28. Per le femmine non imparentate, una maggiore idoneità diretta a tutte le parti può mantenere la cooperazione in assenza di interessi genetici condivisi25,26,27. Quando l'allevamento in comune avviene all'interno di gruppi di parentela, cosa particolarmente comune nei mammiferi, ciò può riflettere maggiori benefici in termini di fitness derivanti dalla cooperazione con i parenti, ma può in alternativa essere una conseguenza della struttura di parentela esistente all'interno delle popolazioni29,30.

Una decisione cruciale che devono affrontare le femmine che riproducono in comunità è quanto investire nella covata, e in particolare per possedere la prole rispetto alla prole di altri allevatori. La teoria del fitness inclusivo prevede che la parentela tra donne dovrebbe influenzare questa decisione in due modi. In primo luogo, l'investimento nella cura dei piccoli di un'altra femmina dovrebbe essere ridotto quando le femmine co-produttrici non sono imparentate, poiché non sono disponibili benefici indiretti in termini di fitness quando si aiutano i non parenti. Tuttavia, le femmine dovrebbero indirizzare efficacemente qualsiasi riduzione degli investimenti per evitare di danneggiare la propria prole, cosa che potrebbe essere difficile da ottenere in molti scenari di nidificazione comunitaria in cui la prole è completamente mista e compete per le risorse31. In secondo luogo, le donne saranno più propense a compensare il sottoinvestimento (sfruttamento) da parte dei partner imparentati, poiché possono ottenere benefici indiretti se alleggerire il carico di un partner correlato migliora la forma fisica di quel partner durante la vita17,32,33. A causa di questa maggiore disponibilità a compensare, si prevede che le donne che pagano costi di fitness più elevati per lo stesso livello di investimento del loro partner (ad esempio, quelle in condizioni peggiori) avranno maggiori probabilità di sottoinvestire quando collaborano con un partner correlato per migliorare la loro condizione. idoneità riproduttiva per tutta la vita. I partner imparentati dovrebbero essere disposti a compensare piuttosto che abbandonare i rifiuti comuni se il costo di questo ulteriore investimento richiesto per la loro forma fisica diretta non supera i probabili guadagni di forma fisica derivanti dall’allevamento della prole propria e di quella imparentata. Nel complesso, ciò prevede una maggiore distorsione negli investimenti verso la propria prole quando le femmine si riproducono in comunità con partner non imparentati, ma una maggiore distorsione nell’investimento totale tra partner riproduttivi strettamente imparentati. Inoltre, se le femmine favoriscono i partner parenti e sperimentano una maggiore efficienza e/o una riduzione dei danni quando cooperano con i parenti, questi benefici possono tradursi in una maggiore idoneità diretta attraverso un aumento del numero, della sopravvivenza e/o della qualità della prole quando le femmine scelgono parenti stretti come partner riproduttivi cooperativi.