Comportamento di gruppo

Vi siete mai chiesti perché alcuni animali sono solitari, mentre altri sono socievoli? Consideriamo questi diversi criceti, per esempio. I criceti siriani sono territoriali, quindi non disposti a condividere le risorse. Dal momento che non riescono a tollerarsi bene l'un l'altro, combatteranno gli altri che entrano nel loro territorio e possono ferirsi a vicenda, potenzialmente fatalmente. D'altra parte, i criceti russi vivono tipicamente in piccoli gruppi, condividendo risorse e formando legami duraturi, soprattutto con i loro partner di accoppiamento.

Parlando di accoppiamento, potresti aver notato che alcuni animali mostrano qualcosa chiamato sistemi di accoppiamento polimorfico, il che significa che un sesso, generalmente maschi, sviluppa fenotipi e strategie di accoppiamento diversi. Nei leoni marini, ad esempio, i maschi sono molto più grandi e hanno mascelle e colli più potenti delle femmine. In termini di diverse strategie di accoppiamento, i maschi dominanti radunano harem di femmine sulla spiaggia e combattono qualsiasi sfidante che cerchi di prendere i loro compagni. Tuttavia, alcuni maschi non dominanti rimangono in acqua intorno a questi gruppi, come strategia per accoppiarsi con le femmine che hanno lasciato temporaneamente la spiaggia. Queste distinte strategie comportamentali possono influenzare la fitness di un organismo in modo diverso, e quindi una strategia può dominare le altre in una popolazione nel corso dell'evoluzione.

Diamo un'occhiata più da vicino. Questa strategia preferita, qui chiamata strategia uno, è nota come strategia evolutivamente stabile, o ESS, perché il payoff è maggiore di qualsiasi strategia alternativa. I maschi che impiegano la strategia meno vantaggiosa due lo fanno solo se i loro rischi di combattere per conquistare un gruppo di femmine sono estremamente alti e probabilmente non avranno successo, forse perché sono estremamente giovani o molto vecchi. Per capire come nascono strategie evolutivamente stabili come questa, i biologi si rivolgono alla teoria dei giochi, che è lo studio dei comportamenti cooperativi e conflittuali tra individui, utilizzando modelli matematici. In primo luogo, i biologi assegnano benefici e costi a diverse strategie. I vantaggi potrebbero essere l'acquisizione del controllo di una risorsa, come il cibo o i compagni. I costi potrebbero essere qualsiasi rischio corso nel tentativo di impossessarsi del beneficio, come il potenziale costo negativo di perdere un combattimento. Quindi, a volte, strategie come la condivisione dei benefici a costo zero, cioè il rischio di infortunio in questo esempio, possono essere una buona alternativa.

Possiamo modellare il guadagno netto di un individuo dopo un'interazione, usando il gioco falco-colomba, in cui i falchi sono sempre disposti a combattere per le risorse e le colombe sono sempre pacifiche. In un'interazione tra due colombe, ogni individuo riceverà lo stesso beneficio senza alcun costo di aggressione. Usando questa equazione, possiamo calcolare il guadagno netto per ogni individuo, che è il beneficio meno il costo. Questa è la metà B, in questo caso. In un'interazione tra una colomba e un falco, il falco riceverà tutti i benefici, ma nessuno dei due uccelli dovrà sostenere costi immediati, perché le colombe non entrano in conflitto. Se due falchi interagiscono, combatteranno e divideranno il beneficio, ma incorreranno anche in alcuni costi, che finiscono per ridurre il loro guadagno netto.

Quindi, come fanno le popolazioni a trovare un equilibrio? In un gruppo prevalentemente condiviso, gli imbroglioni non collaborativi possono superare gli altri residenti, come questo tizio, che dorme sotto la sua guardia. Per questo motivo, molte popolazioni cooperative hanno sviluppato modi per prevenire l'invasione, come la capacità di cambiare strategia, o identificare e punire i cheater con azioni come l'espulsione dal gruppo.

In questo laboratorio, eseguirai il gioco della colomba falco e dimostrerai la persistenza di due diverse strategie in una popolazione e le circostanze che possono influenzare il loro utilizzo.