Zachowanie grupy

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego niektóre zwierzęta są samotnikami, podczas gdy inne są towarzyskie? Weźmy na przykład pod uwagę te różne chomiki. Chomiki syryjskie są terytorialne, dlatego niechętnie dzielą się zasobami. Ponieważ nie tolerują się nawzajem, będą walczyć z innymi wchodzącymi na ich terytorium i mogą się nawzajem zranić, potencjalnie śmiertelnie. Z drugiej strony chomiki rosyjskie zazwyczaj żyją w małych grupach, dzieląc się zasobami i tworząc długotrwałe więzi, zwłaszcza ze swoimi partnerami godowymi.

Mówiąc o kojarzeniu, być może zauważyłeś, że niektóre zwierzęta wykazują coś, co nazywa się polimorficznymi systemami kojarzenia, co oznacza, że jedna płeć, zazwyczaj samce, rozwija różne fenotypy i strategie godowe. Na przykład u lwów morskich samce są znacznie większe i mają potężniejsze szczęki i szyje niż samice. Jeśli chodzi o różne strategie godowe, dominujące samce zbierają haremy samic na plaży i walczą z każdym rywalem, który próbuje zabrać ich partnerki. Jednak niektóre niedominujące samce pozostają w wodzie wokół tych grup, jako strategia kojarzenia się z samicami, które tymczasowo opuściły plażę. Te odrębne strategie zachowania mogą w różny sposób wpływać na przystosowanie organizmu, a więc jedna strategia może zdominować inne w populacji w trakcie ewolucji.

Przyjrzyjmy się temu bliżej. Ta preferowana strategia, zwana tutaj strategią pierwszą, jest znana jako strategia stabilna ewolucyjnie (ESS), ponieważ korzyści są większe niż w przypadku jakiejkolwiek alternatywnej strategii. Samce, które stosują mniej korzystną strategię, robią to tylko wtedy, gdy ich ryzyko walki o zdobycie grupy samic jest bardzo wysokie i prawdopodobnie nie odniesie sukcesu, być może dlatego, że są bardzo młode lub bardzo stare. Aby zrozumieć, w jaki sposób powstają ewolucyjnie stabilne strategie, biolodzy zwracają się do teorii gier, która jest badaniem zachowań kooperacyjnych i konfliktowych między jednostkami przy użyciu modeli matematycznych. Po pierwsze, biolodzy przypisują korzyści i koszty różnym strategiom. Korzyścią może być przejęcie kontroli nad zasobem, takim jak żywność lub partnerzy. Kosztami mogą być wszelkie ryzyka, jakie są ponoszone przy próbie przejęcia korzyści, takie jak potencjalny negatywny koszt przegranej walki. Tak więc czasami strategie takie jak dzielenie się korzyściami bez żadnych kosztów, czyli ryzyka kontuzji w tym przykładzie, mogą być dobrą alternatywą.

Możemy modelować zysk netto jednostki po interakcji, używając gry jastrząb-gołąb, w której jastrzębie są zawsze chętne do walki o zasoby, a gołębie są zawsze pokojowe. W interakcji między dwoma gołębiami każdy osobnik otrzyma równe korzyści bez żadnych kosztów agresji. Korzystając z tego równania, możemy obliczyć zysk netto dla każdej osoby, który jest korzyścią pomniejszoną o koszt. W tym przypadku to połowa B. W interakcji między gołębiem a jastrzębiem jastrząb otrzyma wszystkie korzyści, ale żaden ptak nie poniesie natychmiastowych kosztów, ponieważ gołębie nie angażują się w konflikt. Jeśli dwa jastrzębie wejdą w interakcję, będą walczyć i dzielić się korzyściami, ale także poniosą pewne koszty, które ostatecznie zmniejszą ich zysk netto.

Jak więc populacje osiągają równowagę? W grupie, w której przeważa dzielenie się, niechętni do współpracy oszuści mogą prześcignąć innych mieszkańców, takich jak ten facet, śpiący na zegarku. Z tego powodu wiele współpracujących populacji opracowało sposoby zapobiegania inwazji, takie jak możliwość zmiany strategii lub identyfikowania i karania oszustów za pomocą działań takich jak wydalenie z grupy.

W tym laboratorium wykonasz grę w jastrzębia i gołębia i zademonstrujesz trwałość dwóch różnych strategii w populacji oraz okoliczności, które mogą mieć wpływ na ich stosowanie.