你是否曾想过,为什么有些动物是独居的,而另一些则是群居的?以这些不同的仓鼠为例。叙利亚仓鼠具有领地性,因此不愿意与同类共享资源。由于它们彼此之间难以容忍,当其他个体进入其领地时便会发起争斗,可能导致彼此受伤,甚至致命。相反,俄罗斯仓鼠通常以小型群体生活,共享资源,并与同伴建立长期稳定的关系,尤其是与配偶之间。
说到交配,你可能已经注意到一些动物表现出一种称为多态性交配系统的现象,即某一性别(通常是雄性)会发展出不同的表型和交配策略。例如,在海狮中,雄性的体型远大于雌性,且具有更强壮的颌部和颈部。在不同的交配策略方面,优势雄性会在海滩上聚集一群雌性,并与任何试图争夺配偶的挑战者搏斗。然而,一些非优势雄性则会停留在这些群体周围的水域中,以此作为一种策略,与暂时离开海滩的雌性进行交配。这些不同的行为策略对生物体适应度的影响各不相同,因此在进化过程中,某种策略可能在种群中占据主导地位。
让我们更仔细地分析这一点。这种首选策略,此处称为策略一,被称为进化稳定策略(Evolutionarily Stable Strategy,ESS),因为其收益高于任何其他替代策略。只有当雄性个体争夺一群雌性的战斗风险极高且极有可能失败时,它们才会采用收益较低的策略二,这种情况可能出现在个体非常年轻或非常年老的时候。为了理解此类进化稳定策略是如何产生的,生物学家会借助博弈论,即通过数学模型来研究个体之间合作与冲突行为的学科。首先,生物学家为不同策略分配相应的收益与成本。收益可能包括获得某种资源的控制权,例如食物或配偶;而成本则可能包括为获取这些收益而承担的风险,例如在打斗中失败所导致的潜在负面后果。因此,在某些情况下,采取无需付出代价(例如本例中无受伤风险)地共享资源的策略,可能是一种较好的替代方案。
我们可以利用“鹰-鸽博弈”来模拟个体在互动后的净收益,其中鹰总是愿意为争夺资源而斗争,而鸽则始终表现得平和。当两只鸽相互作用时,每个个体都将平等地获得收益,且不会产生任何争斗代价。利用这个公式,我们可以计算出每个个体的净收益,即收益减去代价。在此情况下,净收益为二分之一 B。当鸽与鹰相互作用时,鹰将获得全部收益,但双方都不会立即产生成本,因为鸽不会参与冲突。如果两只鹰相互作用,它们将发生争斗并平分收益,但同时也会付出一定代价,最终导致其净收益降低。
那么,种群如何维持平衡呢?在以分享为主的群体中,不合作的作弊者可能会比其他成员更具竞争优势,例如此人,在轮值时睡觉。正因如此,许多合作型种群已演化出防止被入侵的机制,例如能够转换策略,或识别作弊者并采取驱逐出群体等措施予以惩罚。
在本实验中,您将进行鹰鸽博弈,展示种群中两种不同策略的持续共存,以及可能影响其使用的各种条件。