Задумывались ли вы когда-нибудь, почему одни животные ведут одиночный образ жизни, а другие социальны? Рассмотрим этих разных хомяков, например. Сирийские хомяки территориальны, поэтому не желают делиться ресурсами. Поскольку они плохо переносят друг друга, они будут драться с другими, входящими на их территорию, и могут ранить друг друга, потенциально смертельно. С другой стороны, русские хомяки обычно живут небольшими группами, делясь ресурсами и формируя долгосрочные связи, особенно со своими партнерами по спариванию.
Говоря о спаривании, вы, возможно, заметили, что некоторые животные демонстрируют так называемые полиморфные системы спаривания, что означает, что один пол, как правило, самцы, развивают разные фенотипы и стратегии спаривания. У морских львов, например, самцы намного крупнее и имеют более мощные челюсти и шею, чем самки. Что касается различных стратегий спаривания, доминирующие самцы собирают гаремы самок на пляже и сражаются с любыми соперниками, пытающимися забрать их партнеров. Тем не менее, некоторые недоминантные самцы остаются в воде вокруг этих групп, чтобы спариваться с самками, которые временно покинули пляж. Эти различные стратегии поведения могут по-разному влиять на приспособленность организма, и поэтому одна стратегия может доминировать над другими в популяции в ходе эволюции.
Давайте рассмотрим это подробнее. Эта предпочтительная стратегия, называемая здесь стратегией номер один, известна как эволюционно стабильная стратегия, или ESS, потому что выигрыш от нее больше, чем у любой альтернативной стратегии. Самцы, которые используют менее выгодную стратегию, делают это только в том случае, если их риск борьбы за группу самок чрезвычайно высок и, скорее всего, не увенчается успехом, возможно, потому, что они очень молоды или очень стары. Чтобы понять, как возникают подобные эволюционно стабильные стратегии, биологи обращаются к теории игр, которая изучает кооперативное и конфликтное поведение между индивидуумами с использованием математических моделей. Во-первых, биологи распределяют выгоды и издержки для различных стратегий. Преимущества могут заключаться в получении контроля над ресурсом, таким как еда или партнеры. Издержки могут быть связаны с любыми рисками, которые возникают при попытке завладеть выгодой, например, потенциальная негативная цена проигрыша в бою. Таким образом, иногда такие стратегии, как бесплатное совместное использование выгод, т.е. риск получения травмы в данном примере, могут быть хорошей альтернативой.
Мы можем смоделировать чистую выгоду индивидуума после взаимодействия, используя игру «ястреб-голубь», в которой ястребы всегда готовы бороться за ресурсы, а голуби всегда миролюбивы. При взаимодействии между двумя голубями каждый индивидуум получит равную выгоду без каких-либо издержек агрессии. Используя это уравнение, мы можем рассчитать чистую выгоду для каждого человека, которая представляет собой выгоду за вычетом затрат. В данном случае это половина В. При взаимодействии между голубем и ястребом ястреб получит всю выгоду, но ни одна из птиц не понесет немедленных затрат, потому что голуби не вступают в конфликты. Если два ястреба будут взаимодействовать, они будут бороться и делить выгоду, но также понесут некоторые расходы, которые в конечном итоге уменьшат их чистую прибыль.
Так как же достичь баланса между популяциями? В группе, где преобладает обмен информацией, несговорчивые мошенники могут превзойти других жителей, как этот парень, спящий на своей вахте. Из-за этого многие кооперативные популяции разработали способы предотвращения вторжения, такие как возможность менять стратегию или выявлять и наказывать мошенников такими действиями, как исключение из группы.
В этой лабораторной работе вы проведете игру «ястреб-голубь» и продемонстрируете устойчивость двух различных стратегий в популяции, а также обстоятельства, которые могут повлиять на их использование.
