Hipòtesis de la Reina Roja

«Per a quedar-te a on estàs tens que córrer lo més ràpit que pugues. Si vols anar a un atre lloc, deuràs córrer, per lo manco, dos voltes més ràpit». La Reina Roja en A través de l'espill i lo que Alicia va trobar allí (Lewis Carroll, 1871).

La hipòtesis de la Reina Roja (també coneguda com el efecte Regna Roja, la carrera de la Reina Roja, o la dinàmica de la Reina Roja) és una hipòtesis evolutiva de 1973 que propon que els organismes (entesos com a poblacions o espècies) deuen adaptar-se, evolucionar i proliferar constantment per a sobreviure mentres competixen en atres organismes en contínua evolució, en un entorn ademés en constant canvi, i conseguir aixina una ventaja reproductiva front als seus rivals. En atres paraules, dita hipòtesis descriu la necessària adaptació contínua de les espècies solament per a mantindre el statu quo (estat del moment actual) en el seu entorn.

Dita hipòtesis va emfatisar l'importància i predominancia de les interaccions biòtiques sobre les forces abióticas per a impulsar l'evolució. Est va ser un alvanç revolucionari en el pensament biològic sobre les fonts i els modos de selecció que impulsen el canvi evolutiu, encara que també s'ha malinterpretado socialment ya que propon a la competència com el motor de canvi de la biologia i no s'aborden atres interaccions com és el mutualisme o la simbiosis que s'aborda en la Hipòtesis del Rei Rojo.

El terme està pres de la novela de Lewis Carroll Alicia a través de l'espill, a on els habitants del país de la Reina Roja deuen córrer lo més ràpit que puguen, solament per a permanéixer a on estan, puix el país es mou en ells. El principi pot ser expressat en els següents térmens:

«Per a un sistema evolutiu, la millora contínua és necessària per a solament mantindre el seu ajust als sistemes en els que està coevolucionando».

L'analogia s'usa per a explicar dos fenomens distints: la ventaja de la reproducció sexual a nivell d'individus, i la constant carrera armamentista entre espècies. En la primera versió, microevolutiva, en la reproducció sexual cada individu és un experiment de la mescla dels genés dels seus progenitors, lo que permet a les poblacions evolucionar ràpidament per a mantindre la seua caseta ecològica. En la versió macroevolutiva, la provabilitat d'extinció per a un grup d'organismes, usualment una família, es hipotetiza constant dins del grup, i aleatòria entre grups.

Orige

Anteriorment, la visió de l'evolució per selecció natural era d'un procés de "escalada", que donava forma als organismes per a que s'adaptaren be al seu entorn. Degut a que els ambients abióticos comunament canvien llentament sobre els organismes que habiten en ell, es va pensar que l'evolució es detenia a mida que s'alcançava el fenotip òptim, i que es recomençava solament quan les condicions de l'entorn canvien.  Pel contrari, els ambients biòtics subjectes a l'evolució canvien ràpidament. Segons esta hipòtesis plantejada per Leigh Van Valen cada adaptació d'una espècie es correspon en les adaptacions contràries en una atra espècie que interactua en ella, de modo que es requerix un canvi evolutiu perpetu per a existir. El terme de la Reina Roja està pres de la novela de Lewis Carroll Alicia a través de l'espill.

Van Valen va falcar l'hipòtesis de "Reina Roja" perque, segons esta interpretació, les poblacions tenen que "córrer" o evolucionar per a permanéixer en el mateix lloc o extinguir-se. Ademés, va propondre la metàfora d'una carrera armamentista evolutiva, que era apropiada per a la descripció de processos biològics en dinàmiques similars a les carreres armamentista. En els processos respectius, una adaptació en una població d'una espècie (per eixemple, depredadors, paràsits) pot canviar la pressió de selecció en una població d'una atra espècie (per eixemple, presa, hoste), donant lloc a una coevolución antagónica.

L'hipòtesis de la Reina Roja va ser proposta per Leigh Van Valen, dins de la seua Llei de les Extincions, en 1973. Van Valen va derivar este principi en observar que les provabilitatés d'extinció en famílies d'organismes, dins d'una escala de temps geològica, eren constants. Dit d'una atra manera, Van Valen va observar que l'habilitat d'una família d'organismes per a sobreviure no millora a través del temps, i que aquella provabilitat per a una família donada és aleatòria. L'hipòtesis de la Reina Roja otorga una base conceptual per a l'estudi de les carreres armamentista evolutives, encara que encara no existix una forma de provar-la de manera directa.

L'hipòtesis de la Reina Roja és utilisada independentment per Hartung i Bell per a explicar l'evolució del sexe, i per John Jaenike per a explicar el manteniment del sexe. En tots els casos, la reproducció sexual conferix variabilitat d'espècies i una resposta generacional més ràpida a la selecció en fer que la descendència siga genèticament única. Les espècies sexuals poden millorar el seu genotip en condicions canviants. En conseqüència, les interaccions coevolutivas, entre l'hoste i el paràsit, per eixemple, poden seleccionar la reproducció sexual en els hostes per a reduir el risc d'infecció. Les oscilacions en les freqüències de genotip s'observen entre paràsits i hostes de forma antagónica coevolutiva sense necessitat de canvis en el fenotip. En coevolución de múltiples hostes i múltiples paràsits, la dinàmica de la Reina Roja podria afectar qué tipos d'hoste i paràsit es tornaran dominants o rars.

Les discussions sobre el sexe i la reproducció no varen formar part de l'hipòtesis de la Reina Roja de Van Valen, que abordava l'evolució a escales per damunt del nivell de l'espècie. La versió microevolutiva de l'hipòtesis de la Reina Roja va ser proposta per Bell (1982), també citant a Lewis Carroll, pero no citant a Van Valen (vore més avall).

Versió macroevolutiva: la carrera armamentista

Els paràsits estan en una carrera constant en el seu hoste.

L'hipòtesis de la Reina Roja formulada per Van Valen proporciona una base conceptual per a les discussions sobre les carreres armamentista evolutives, a pesar de que una prova directa de l'hipòtesis seguix sent difícil d'alcançar, particularment a nivell macroevolutivo. Este concepte seguix sent similar al d'un sistema que obedix a una criticalidad autoorganizada.

Per eixemple, degut a que cada millora en una espècie conduirà a una ventaja selectiva per a eixa espècie, la variació normalment conduirà contínuament a auments en l'aptitut en una espècie o una atra. No obstant, ya que les diferents espècies tendixen a evolucionar conjuntament, una millora en una espècie implica que obtindrà una ventaja competitiva sobre les atres espècies i, per lo tant, podrà capturar una major part dels recursos disponibles per a tots. Açò significa que l'aument de l'aptitut en un sistema evolutiu tendix a conduir a una disminució de l'aptitut en un atre sistema. L'única forma en que una espècie involucrada en una competència pels recursos pot mantindre el seu estat físic en relació en atres espècies competidores és millorant el seu estat físic específic. (De Heylighen, 2000).

L'eixemple més clar d'este principi són les carreres armamentista que ocorren entre els predadores i els seus assuts, a on els predadores deuen compensar les millores defensives dels seus assuts, en millores ofensives de la seua part. Per eixemple, la velocitat dels conills i els rabosots (presa i caçador), deu haver-se desenrollat en paralel en abdós espècies. La metàfora de la carrera armamentista evolutiva, també proposta per Van Valen, ha segut apropiada per a descriure els processos evolutius dinàmics.

La relació depredador-presa també es pot establir en el món microbiano, produint-se el mateix fenomen evolutiu que ocorre en el cas dels rabosots i conills. Un eixemple observat recentment té com a protagonistes a M.xanthus (depredador) i I.coli (presa) en el que es pot observar una evolució paralela d'abdós espècies per mig de modificacions genómicas i fenotípicas, produint en les successives generacions una millor adaptació d'una de les espècies que és contrarrestada per l'evolució de l'atra, generant aixina una carrera armamentista que solament pot detindre's per mig de l'extinció d'una de les espècies.

Relació depredador-presa entre conills i rabosots seguint el principi de l'hipòtesis de la Reina Roja. El conill evoluciona aumentant la seua velocitat per a escapar de l'atac del rabosot, i el rabosot evoluciona aumentant la seua velocitat per a alcançar al conill. Esta evolució és constant, en cas que un dels dos deixe d'evolucionar, es produirà la seua extinció.

Aplicacions al conflicte humà

Un pot aplicar tals carreres armamentista al conflicte humà i interpretar-les com una causa prominent de conflicte. Segons Encert Gat, l'efecte de la Reina Roja sorgix quan dos grups en competència es troben en un dilema de seguritat. El dilema de seguritat es produïx quan un grup pren mides defensives (que posseïxen capacitats ofensives inherents) per a millorar la seua seguritat, desencadenant una carrera armamentista militar. Esta carrera armamentista, de la mateixa manera que l'eixemple mencionat anteriorment, fa que cada costat consuma cantitats cada volta majors de recursos per a superar a l'atre i obtindre una ventaja. Si s'obté una ventaja, la carrera armamentista termina i el grup en més recursos ha guanyat. No obstant, per lo general, abdós parts continuen emparellant-se pas a pas, lo que desencadena l'efecte Regna Roja, ya que no importa quànts recursos invertixca cada costat, cap dels dos pot obtindre una ventaja. La situació s'assembla una miqueta al dilema del presoner . Cap de les parts pot detindre la carrera armamentista, per la sospita mútua i al temor de que l'atre grup obtinga una ventaja tàctica significativa. Per açò, l'efecte Regna Roja és un resultat comú de la competència i el conflicte entre humans.