سلوك المجموعة

الحياة في السكان

تتفاعل الكائنات الحية في السكان مع بعضها البعض بطرق معقدة ، حيث يتنافس الأفراد على موارد مثل الغذاء والمأوى والزملاء هذه التفاعلات مكلفة لأن الأفراد يستثمرون الطاقة للحصول على المورد ، لذلك هناك مجموعة متنوعة من الاستراتيجيات التي تتبناها الكائنات الحية لاكتساب ميزة على منافسيها. لوحظ ذلك بوضوح مع أنظمة التزاوج متعددة الأشكال ، حيث يظهر جنس واحد ، معظمهم من الذكور ، استراتيجيات تزاوج متعددة. على سبيل المثال ، يدافع ذكور أسود البحر المهيمنة عن حريم الإناث على الشاطئ ، بينما يحاول الذكور غير المهيمنة زيادة فرصهم في التزاوج من خلال البقاء في الماء أو بالقرب منه ، حيث يتزاوجون مع الإناث التي غادرت الشاطئ مؤقتا ¹ . قد تحدد أنواع أخرى من الاستراتيجيات عدد المرات التي سيقاتل فيها الفرد من أجل مورد ما ، أو مدى استعداده للتعاون مع الآخرين.

نظرية الألعاب والاستراتيجيات المستقرة تطوريا

من أجل فهم كيفية تطور الاستراتيجيات السلوكية المختلفة ، يلجأ علماء البيئة إلى نظرية اللعبة ، وهي نهج نمذجة رياضية يبحث في نتائج التفاعلات متعددة الأفراد ، حيث تعتمد المكافأة لأي فرد على استراتيجيته الخاصة بالإضافة إلى استراتيجيات الآخرين ² . وفي هذا النهج، تحدد التكلفة النسبية للتفاعل والفوائد التي يتم الحصول عليها من المورد صافي الربح أو الخسارة التي يتكبدها الكائن الحي في بعض الحالات. يمكن تعيين التكاليف والفوائد للاستراتيجيات المختلفة بناء على تلك التي يواجهها الكائن الحي. على سبيل المثال ، قد يوفر القتال من أجل السيطرة على مورد ما فائدة كبيرة ، ولكنه يأتي أيضا بتكاليف تقلل من صافي المكاسب الحية. ومن ناحية أخرى، فإن استراتيجية تجنب الصراع ستجني فوائد أقل ولكنها لا تتحمل أي تكاليف.

تعمل الكائنات الحية التي لديها أفضل استراتيجية تفاعل على زيادة صافي مكاسبها ، والتي بدورها ستساهم في لياقتها. لذلك ، على مدار الزمن التطوري ، قد تنشأ استراتيجية واحدة تتفوق على جميع الاستراتيجيات الأخرى في السكان. وهذا ما يسمى بالاستراتيجية التطورية المستقرة (ESS) ² . يتطور السكان لتبني هذه الاستراتيجية بمجرد ظهورها من خلال الطفرة أو إدخالها من خلال الهجرة. لذلك ، تكون هذه الاستراتيجيات في الغالب وراثية أو معتمدة في سن مبكرة ، ويتم تحديد التغييرات في الاستراتيجيات التي يستخدمها السكان بمرور الوقت من خلال عمل الانتقاء الطبيعي. غالبا ما يتم توضيح هذا المفهوم باستخدام لعبة Hawk-Dove ، والتي تقارن نجاح استراتيجيتين للحصول على الموارد ³. في هذا المثال ، "الصقور" عدوانيون ، ويقاتلون دائما من أجل الموارد. من ناحية أخرى ، فإن "الحمائم" سلبية ولا تقاتل أبدا من أجل الموارد. في التفاعل بين حمامين ، يتم تقسيم الموارد بالتساوي. عندما يتفاعل الصقر والحمامة ، يفوز الصقر دائما ويحصل على جميع الموارد. ومع ذلك ، عندما يتفاعل اثنان من الصقور ، فإنهما يقسمان الموارد بالتساوي ويتحملان تكلفة صراعهما أيضا ³ . يسمح تقييم هذه التفاعلات عبر التفاعلات المتتالية بنمذجة كيفية أداء الاستراتيجيات المتنافسة في مجموعة سكانية متطورة ضد بعضها البعض ، وبالتالي ظهور ESS في بيئة تجريبية.

كما رأينا مع الحمائم في مثال Hawk-Dove ، لا تتنافس الكائنات الحية ضد بعضها البعض فحسب ، بل تظهر أيضا سلوكيات تعاونية. خطر أن تكون من الحمائم بنسبة 100٪ هو وصول غشاش ، أو فرد لا يتعاون ⁴ . يمكن للغشاشين غزو السكان والتغلب عليهم ، لذلك فإن العديد من السكان المتعاونين لديهم استراتيجيات لمنع الغزو ، بما في ذلك القدرة على تبديل الإستراتيجية حسب الضرورة أو تحديد الغشاشين ، وفي بعض الحالات ، لإيصال هذه المعلومات إلى الآخرين في مجموعتهم لتقليل فرص نجاح الغشاشين ⁴ }.

التفاعل الاجتماعي في الطبيعة

إن وجود الإيثار ، أو انخفاض اللياقة المباشرة للكائن الحي من أجل إفادة الكائن الحي ، في التجمعات البرية ، تم اعتباره نقطة مقابلة لنظرية الانتقاء الطبيعي ، لكن نظرية اللعبة تظهر كيف يمكن أن يتطور الإيثار في ظل ظروف معينة. بافتراض أن الكائنات الحية يمكن أن تتعرف على بعضها البعض أو تتوقع بشكل معقول التفاعل مرة أخرى في المستقبل ، فقد تكون أفعال الإيثار الظاهرة مفيدة بالفعل بمرور الوقت ، حيث يمكن للكائن الحي الاعتماد على الجميل الذي يتم إعادته. يظهر هذا عندما تتغذى قطعان الطيور أو قطعان الثدييات بشكل جماعي - قد يصدر أحد الأفراد نداء إنذار عندما يكتشف مفترسا ، مما يجعله أكثر عرضة للهجوم ⁵ . ومع ذلك ، فإن الفائدة الصافية للآخرين الذين يفعلون الشيء نفسه في كثير من الأحيان تجعل هذا الفعل قابلا للتكيف. وبالمثل ، قد يتقيأ خفاش مصاص الدماء طعامه لإطعام الأفراد الجياع. عندما لا تتمكن من العثور على الطعام في المستقبل ، قد تستفيد من نفس سلوك خفاش مصاص دماء آخر ⁶ .

بالإضافة إلى التفاعلات داخل نوع واحد ، يمكن أن يحدث تطور التفاعلات الاجتماعية بين الأنواع أيضا. إلى جانب التفاعلات بين المفترس والفريسة ، يمكن للأنواع المختلفة التنافس على نفس الموارد وتطوير استراتيجيات لاكتساب ميزة على الآخرين. ومع ذلك ، قد يتفاعل أفراد النوع أيضا بشكل تعاوني مع أعضاء من نوع آخر. يشمل التفاعل بين الأنواع الذي يتطلب التعاون التبادلية ، أو المواقف التي يوفر فيها كائنان حيان منافع متبادلة لبعضهما البعض. تشكل العديد من النباتات تبادلية مع البكتيريا المثبتة للنيتروجين في التربة ، حيث توفر النباتات السكريات المعقدة للبكتيريا مقابل النيتروجين ⁷ . إذا فشلت البكتيريا في توفير النيتروجين ، فيمكن للنباتات تقليل كمية السكريات المتاحة.

نظرا لأن التفاعلات التعاونية تعتمد إما على القدرة على تحديد الغشاشين أو الانتقام منهم ، فمن الممكن للغزاة الاستفادة من التبادليات الحالية في بيئات جديدة. الأنواع الغازية لديها القدرة على أن تكون مرتبطة ارتباطا وثيقا بالأنواع المحلية بحيث تكون قادرة على تكوين تبادلات مع الأنواع المحلية الأخرى ، ولكنها مرتبطة ارتباطا وثيقا بما يكفي بحيث تكون آليات الاعتراف أو الدفاع الحالية غير فعالة. في هاواي ، يستهلك الدينوفلاجيلات الغازية التي تشكل تبادلا مع الشعاب المرجانية موارد أكثر من الدينوفلاجيلات المحلية. هذا له تأثير سلبي على الشعاب المرجانية بدلا من التأثير المفيد المتوقع ⁸ . لذلك ، فإن دراسة التفاعلات داخل الأنواع وبين الأنواع لا تسمح فقط بفهم تطوير الاستراتيجيات السلوكية في المجموعات السكانية المتطورة ولكنها ضرورية أيضا لتقييم الأنماط الظاهرية السلوكية للكائنات الغازية لتطوير استراتيجيات فعالة ضدها.

المراجع

1. Pörschmann, UlrichUniBi, et al. النجاح الإنجابي للذكور وارتباطاته السلوكية في ثديي متعدد الزوجات، أسد البحر غالاباغوس (Zalophus wollebaeki). علم البيئة الجزيئي. 2010 ، المجلد 19 ، 12 (2574-86).
2. برايس ، جي إم سميث وجي آر منطق الصراع الحيواني. طبيعة. 1973 ، 246 (15-18).
3. سيغموند ك ، نواك ما. نظرية اللعبة التطورية. علم الأحياء Curr. 1999 ، المجلد 9 ، 14 (R503-5).
4. روز ، إم آر الغش في الألعاب التطورية. J. النظر. Biol. 1978 ، 75 (21-34).
5. Trivers، R.L. تطور الإيثار المتبادل. Q. Rev. Biol. 1971 ، المجلد 46 ، 1 (35-57).
6. ويلكنسون ، جي إس مشاركة الطعام المتبادلة في خفاش مصاص الدماء. . طبيعة. 1984 ، 308 (181-84).
7. فرانسيس إم مارتن ، ستيفان أوروز ، ديفيد جي باركر. تحالفات الأجداد: تكافل نباتي متبادل مع الفطريات والبكتيريا. علم. 2017 ، المجلد 356 ، 6340 (eaad4501).
8. تريسي دي أينسورث ، ريبيكا فيجاثوربر ، روث دي جيتس. مستقبل الشعاب المرجانية: منظور ميكروبي. الاتجاهات في علم البيئة والتطور. 2010 ، المجلد 25 ، 4 (233-40).

هل تساءلت يوما عن سبب انفراد بعض ، والبعض الآخر اجتماعي؟ دعونا نفكر في هذه الهامستر المختلفة ، على سبيل المثال. الهامستر السوري إقليمي، وبالتالي غير راغب في تقاسم الموارد. نظرا لأنهم لا يستطيعون تحمل بعضهم البعض بشكل جيد ، فسوف يقاتلون الآخرين الذين يدخلون أراضيهم ، ويمكن أن يؤذوا بعضهم البعض ، وربما يكون ذلك قاتلا. من ناحية أخرى ، يعيش الهامستر الروسي عادة في مجموعات صغيرة ، ويتقاسم الموارد ، ويشكل روابط طويلة الأمد ، خاصة مع شركائه في التزاوج.

عند الحديث عن التزاوج ، ربما لاحظت أن بعض تظهر شيئا يسمى أنظمة التزاوج متعددة الأشكال ، مما يعني أن أحد الجنس ، بشكل عام من الذكور ، يطور أنماطا ظاهرية واستراتيجيات تزاوج مختلفة. في أسود البحر ، على سبيل المثال ، يكون الذكور أكبر بكثير ولديهم فكين وأعناق أقوى من الإناث. فيما يتعلق باستراتيجيات التزاوج المختلفة ، يجمع الذكور المهيمنون حريم الإناث على الشاطئ ويقاتلون أي منافسين يحاولون أخذ زملائهم. ومع ذلك ، يبقى بعض الذكور غير المهيمنين في الماء حول هذه المجموعات ، كاستراتيجية للتزاوج مع الإناث اللواتي غادرن الشاطئ مؤقتا. يمكن أن تؤثر استراتيجيات السلوك المتميزة هذه على لياقة الكائن الحي بشكل مختلف ، وبالتالي قد تهيمن إحدى الاستراتيجيات على الآخرين في مجموعة سكانية على مدار التطور.

دعونا نلقي نظرة على هذا عن كثب. تعرف هذه الإستراتيجية المفضلة ، التي تسمى هنا الإستراتيجية الأولى ، باسم الإستراتيجية المستقرة تطوريا ، أو ESS ، لأن المكافأة أكبر من أي استراتيجية بديلة. الذكور الذين يستخدمون الاستراتيجية الأقل فائدة لا يفعلون ذلك إلا إذا كانت مخاطر القتال من أجل الحصول على مجموعة من الإناث عالية للغاية ومن المحتمل أن تكون غير ناجحة ، ربما لأنهم صغار جدا أو كبار السن. لفهم كيفية ظهور استراتيجيات مستقرة تطوريا مثل هذه ، يلجأ علماء الأحياء إلى نظرية الألعاب ، وهي دراسة السلوكيات التعاونية والصراع بين الأفراد ، باستخدام النماذج الرياضية. أولا ، يحدد علماء الأحياء الفوائد والتكاليف لاستراتيجيات مختلفة. قد تكون الفوائد هي السيطرة على مورد ، مثل الطعام أو الأصدقاء. قد تكون التكاليف هي أي مخاطر يتم تكبدها من خلال محاولة الاستحواذ على الفائدة ، مثل التكلفة السلبية المحتملة لخسارة القتال. لذلك ، في بعض الأحيان ، يمكن أن تكون استراتيجيات مثل مشاركة الفوائد بدون تكلفة ، أي خطر الإصابة في هذا المثال ، بديلا جيدا.

يمكننا نمذجة صافي الربح للفرد بعد التفاعل ، باستخدام لعبة الصقر والحمامة ، حيث يكون الصقور دائما على استعداد للقتال من أجل الموارد ، والحمائم مسالمة دائما. في التفاعل بين حمامتين ، سيحصل كل فرد على فائدة متساوية دون أي تكاليف عدوانية. باستخدام هذه المعادلة ، يمكننا حساب صافي الربح لكل فرد ، وهي الفائدة مطروحا منها التكلفة. هذا هو نصف ب ، في هذه الحالة. في التفاعل بين الحمامة والصقر ، سيحصل الصقر على كل الفوائد ، لكن لن يتحمل أي من الطائرين تكاليف فورية ، لأن الحمائم لا تنخرط في صراع. إذا تفاعل اثنان من الصقور ، فسوف يتقاتلان ويقسمون الفائدة ، لكنهم يتكبدان أيضا بعض التكاليف ، والتي ينتهي بها الأمر إلى تقليل صافي مكاسبهم.

إذن كيف يحقق السكان التوازن؟ في مجموعة تشارك في الغالب ، يمكن للغشاشين غير المتعاونين التفوق على السكان الآخرين ، مثل هذا الرجل ، الذين ينامون على ساعته. لهذا السبب ، طور العديد من السكان المتعاونين طرقا لمنع الغزو ، مثل القدرة على تبديل الاستراتيجيات ، أو تحديد الغشاشين ومعاقبتهم بأفعال مثل الطرد من المجموعة.

في هذا المختبر ، ستقوم بأداء لعبة الصقر والحمامة ، وتظهر استمرار استراتيجيتين مختلفتين في مجموعة سكانية ، والظروف التي قد تؤثر على استخدامهما.