Какая биология стоит за динамикой человеческой популяции?

Парадокс: рост населения очень похож на простую модель логистического роста. Но самая простая интерпретация логистического роста не подходит. Это свойственно людям или имеет биологическое объяснение?

  • С точки зрения экологии, достижения в сельском хозяйстве за последние ~200 лет увеличили пропускную способность Земли для человеческого населения, и человеческое население, по-видимому, выросло и начало выравниваться по мере того, как мы приближаемся к новой пропускной способности - это в основном выглядит как логистический рост (после изменение параметра грузоподъемности).

  • Простейшая биологическая интерпретация логистического роста заключается в том, что уровень рождаемости остается постоянным (обусловлен постоянным биологическим фактором), но по мере того, как население приближается к несущей способности, ресурсов становится недостаточно, поэтому уровень смертности растет, чтобы соответствовать уровню рождаемости. В человеческом населении этот рост смертности, по-видимому, проявится в форме повсеместного голода и войн за ресурсы.

  • Но это совсем не то, что мы видим в человеческой популяции! На самом деле, мы наблюдаем снижение уровня смертности благодаря достижениям в области медицины. По какой-то причине уровень рождаемости фактически упал до уровня, примерно соответствующего уровню смертности (и в большинстве развитых стран снижение уровня рождаемости фактически сверхкомпенсировало снижение уровня смертности, что привело к старению населения). Таким образом, хотя чистая динамика популяции кажется относительно простой, самое простое объяснение этой динамики поразительно ошибочно. Это приводит к нескольким

Вопросы:

  1. Существует ли лежащий в основе биологический механизм, связывающий наше отношение к несущей способности окружающей среды с результирующим падением уровня рождаемости?

Существуют убедительные социологические объяснения — образование и расширение прав и возможностей женщин, урбанизация, снижение детской смертности, доступ к противозачаточным средствам и т. д. — все это указывает людям на репродуктивную стратегию, состоящую в том, чтобы вкладывать больше средств в меньшее количество детей. Но с социологической точки зрения кажется простой случайностью, что все эти силы объединяются одновременно, чтобы спасти нас от сценария высокой рождаемости и высокой смертности. Можно подозревать, что здесь может быть что-то более фундаментальное.

  1. Есть ли примеры других видов, которые делают то же самое — снижают уровень рождаемости по мере приближения к несущей способности окружающей среды?

Возможно, в этом есть эволюционное преимущество. Популяция, порождающая множество особей, которым суждено сражаться друг с другом или умереть от голода, прежде чем размножаться, по-видимому, тратит впустую много энергии, особенно если особи заботятся о своих детенышах. Перенаселенное, недокормленное население может быть более уязвимо к катастрофическим заболеваниям (особенно у социальных видов), а снижение индивидуальной приспособленности может фактически уменьшить общий объем ресурсов, которые население может извлекать из окружающей среды. Если вид опирается на сотрудничество внутри социальных групп, то, возможно, избыточное рождение ведет к внутригрупповой конкуренции, которая подрывает групповую приспособленность. Основной принцип групповой пригодности — иногда более выгодно помогать другим в своей социальной группе, чем действовать непосредственно для себя.

Так что я бы искал это явление среди видов, которые образуют кооперативные социальные группы и заботятся о своих детях — на ум приходят колонообразующие насекомые и крупные социальные млекопитающие. Судя по моему любительскому чтению, львы могут быть исключением, поскольку они регулируют свою популяцию, вытесняя лишних или непригодных особей из прайда навстречу их вероятной смерти (или, по крайней мере, это говорит о том, что популяция не регулируется исключительно за счет уровня рождаемости). ). Но кажется, что это можно решить экспериментально: например, если особи из устойчивой популяции видов Икс внедряются в новую среду, которая может легко поддерживать большую популяцию Икс , то рождаемость у них растет?

  1. Если ответ на (2) «да», то какие биологические механизмы стоят за этим?

Такой механизм следует интерпретировать в более общем контексте репродуктивного поведения индивидуумов. Будут (а) факторы, влияющие на выгодность размножения, с (б) сигналами окружающей среды, указывающими на эти факторы, (в) факторы, влияющие на фактическое репродуктивное поведение людей, и (г) биологические механизмы, с помощью которых (б) влияет (в) .

Среди факторов (а)-типа, которые нас особенно интересуют, могут быть изобилие еды, пространство, болезни, социальная стабильность... Кандидатами на (б) могут быть многолюдность, качество воздуха, наличие зелени и дикой природы, уровень стресса. ,... Для (c) можно посмотреть на либидо, фертильность, желание иметь партнера или детей... Для (d) в идеале можно было бы перейти на уровень таких вещей, как гормональная регуляция.

  1. Можем ли мы использовать ответ на (3), чтобы сообщить ответ на (1)?

Вот несколько сумасшедших теорий, которые могут быть поддержаны.

В городских районах запах других людей и отсутствие зелени являются сигналами того, что население перенаселено, а пищи не хватает, что с помощью специальной системы гормональной регуляции, общей для всех млекопитающих, подавляет желание спариваться или выращивать потомство (но в США В штатах эти факторы немного смягчаются нашим постоянным приемом душа и более редкими моделями расселения, что приводит к более высокому уровню рождаемости, чем в большинстве развитых стран.)

Постепенный процесс политической интеграции и толерантности привел к тому, что мы начали идентифицировать все более и более крупные подгруппы людей как «нас», а чувство принадлежности к большой группе со стабильным населением одновременно усиливает просоциальное поведение и в некоторой степени подавляет желание иметь своих детей.

Повышенный уровень стресса в современной жизни является признаком того, что человек не может позволить себе инвестиции, необходимые для воспроизводства, подавляя желание иметь детей.

Вау... это один длинный пост! Лично мне не хочется читать такой длинный пост. Вы могли бы привлечь больше внимания, если бы ваш пост был короче.
Обратите внимание, что если вы погуглите свой вопрос, вы получите массу информации, например, этот пост quora .
Я думаю, что большая часть материала, который я смог найти, касалась в основном социологических аспектов. Я попытался организовать вопрос так, чтобы его можно было просмотреть, возможно, я внесу несколько изменений, чтобы улучшить это. Сайты stackexchange, которыми я пользуюсь, имеют немного другой интерфейс.
Редактирование уже делает пост намного более привлекательным :) Примечание: социологические явления действительно влияют на нашу окружающую среду, и их нельзя игнорировать как неуместные, когда речь идет о росте населения, только потому, что это сказал социолог, а не биолог.
О, хорошо! Это отличный момент в отношении социологии — я надеюсь, что биология ситуации может помочь контекстуализировать социологическую ситуацию.
У животных обычно столько выводков и детенышей, сколько они могут физически прокормить, учитывая базовую местную территорию и хорошие условия для размножения. Так что, насколько мне известно, еда и погода ограничивают питание родителей и выводок простым биолого-экономическим путем. Женщины-охотники-собиратели рожают в среднем 5 детенышей или около того. Сегодняшняя динамика — это лабораторная/технологическая биология.
@aliential Важный факт, который, я думаю, я читал, заключается в том, что внедрение сельского хозяйства фактически привело к снижению уровня здоровья людей по нескольким показателям, таким как продолжительность жизни. Кажется, я также читал, что внедрение фермерства также привело к увеличению размера семьи. Если это правда, то это было бы отличным подтверждением того, что люди могут менять свою репродуктивную стратегию в ответ на окружающую среду (происходит ли это на уровне вида или на индивидуальном уровне, неясно). Так что человеческая история не была линейной эволюцией вдоль этой оси, что на самом деле является прекрасным свидетельством приспособляемости.
Учтите, что гены, делающие то, что вы предлагаете, будут немедленно вытеснены эгоистичными организмами, которые вместо этого пытаются доминировать над ресурсами. Это может работать только как групповой отбор, который должен быть красным флагом.
Я думаю, что ключевым моментом является то, что люди не могут быть смоделированы как дикая популяция.

Ответы (2)

На самом деле это намного проще, чем вы представляете, грузоподъемность не проблема, люди давно превзошли грузоподъемность планет без передовых технологий. Реальный фактор – детская смертность.

рассмотреть обе K- и r-стратегии

Скажем, у вас есть две группы родителей, каждая из которых начинает с одинакового количества ресурсов. В r-стратегии подход заключается в том, чтобы инвестировать мало в каждое отдельное потомство и иметь их много, в стратегии K — вкладывать много ресурсов в каждое потомство и иметь лишь несколько. Каждый набор родителей потребляет одинаковое количество ресурсов. Кажется, что r всегда должен побеждать, но пока смертность потомства низка, K обычно побеждает. Почему, потому что потомки с высокими инвестициями обычно могут легко превзойти потомков с низкими инвестициями в поиске партнеров, пока они выживают.

Кому легче найти себе пару: мужчине, который голодал в детстве и у которого были хронические проблемы со здоровьем и отсутствующие зубы из-за этого, или мужчине, который имел первоклассное питание и медицинское обслуживание и был в хорошей физической форме, с хорошими зубами. это крайности, но они справедливы для всего спектра: лучшее здоровье, лучшее образование, лучшая окружающая среда (переезд стоит много ресурсов) — все это коррелирует с большим успехом в спаривании.

Для каждого человека лучше иметь меньше детей с высокими инвестициями, если существует высокая вероятность того, что дети выживут. Что стало правдой только с современной медициной и санитарией. Таким образом, каждый родитель делает то, что лучше для его генов и потомства, в обществе в целом становится все меньше и меньше детей, опять же, пока детская смертность очень низка.

Но на протяжении большей части истории человечества детская смертность была высокой, поэтому малое потомство не годилось, потому что существовала приличная вероятность того, что все они умрут. Таким образом, наличие большого количества детей было единственным способом гарантировать наличие детей, которые доживут до спаривания. Поскольку детская смертность снижает количество потомков, которые выживают, стремительно растет (таким образом, популяция также резко возрастает), поэтому успех спаривания становится гораздо более важным фактором, чем шанс на выживание, потому что шанс смерти очень низок. Современная медицина и санитария изменили избирательное давление на наши стратегии спаривания. Стратегия «больше К» теперь эволюционно предпочтительнее для людей, поэтому общее число потомков снижается, поэтому прирост популяции также снижается. Это называется моделью демографического перехода .

Корреляция на удивление тесная, по мере того, как снижается младенческая смертность, сокращается прирост населения, добавляются такие вещи, как доступ к образованию, и она становится еще более тесной.

введите описание изображения здесь

Я чувствую себя обязанным указать, что стратегии r и K не являются бинарными, а являются способами описания спектра репродуктивных подходов.

Спасибо, это очень информативно! Вы приводите аргумент, что снижение младенческой смертности эволюционно благоприятствует К воспроизводители стратегий. Это могло бы объяснить корреляцию между младенческой смертностью и ростом популяции, если генетические факторы в значительной степени определяют, следует ли отдельному человеку репродуктивную стратегию более r-типа, а не более K-типа. Если это действительно так, то из-за того, что фенотипический скачок от r к K был таким резким за последнее столетие или около того, ответственные гены должны торчать как больной палец в исследованиях генетических изменений человека за этот промежуток времени.
Но в отсутствие таких убедительных доказательств я склонен сомневаться в гипотезе о том, что генетические факторы оказывают сильное влияние на то, какую репродуктивную стратегию отдельный человек использует в большей степени r-типа или более K-типа. Отчасти поэтому я подозреваю, что может быть задействован еще какой-то биологический механизм «метауровня». Я подозреваю, что у людей (и других видов) могут быть различные приспособления, которые позволяют человеку переключаться между репродукцией r-типа и K-типа на основе тонких сигналов окружающей среды, а не просто в случае людей с соответствующими генами для окружающей среды. превзойти других
В свою гипотезу я мог бы включить ваши наблюдения, утверждая, что среди этих «тонких сигналов окружающей среды» восприятие уровня детской смертности может иметь очень большое (или даже подавляющее) значение. Конечно, у меня также мало доказательств в поддержку этой гипотезы.
@TimCampion очень летучее поведение жестко закодировано так, как вы думаете, многие, если не большая часть инстинктивного поведения, основаны на триггерах, и социальным организмам довольно легко определить детскую смертность. мы знаем, что дети инстинктивно следят за братьями и сестрами и соотношением полов в своем сообществе. Многие организмы индивидуально меняют репродуктивную стратегию в зависимости от факторов окружающей среды.
@TimCampion Самая большая проблема с грузоподъемностью заключается в том, что у организма мало способов оценить грузоподъемность. что более важно, если бы они отслеживали пропускную способность, мы должны были бы увидеть более низкий рост населения в менее изобильных средах, но мы не видим этого в технологически продвинутых, где пропускная способность увеличивается.

Я только что прочитал об экспериментах Джона Б. Калхуна с утопией мыши в интересном посте по обмену стеками истории .

Основной результат заключается в том, что, когда мышам предоставляются неограниченные ресурсы, но они ограничены пространством, их популяция сначала резко возрастает, но это приводит к потере социальной сплоченности и, следовательно, к резкому сокращению численности популяции.

Хотя это далеко не окончательный вывод, это наводит меня на мысль, что здесь действительно действуют какие-то биологические основы, которые контролируют перенаселение другими средствами, помимо повсеместного голода.

Я уверен, что есть еще много чего сказать!

Какая биология стоит за динамикой человеческой популяции?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v