PNAS Nexus: Математики смоделировали загадочный сбой в совместном поведении

Дарвина удивляло сотрудничество в природе, ведь оно противоречит естественному отбору. Но математики-эволюционисты с помощью теории игр выяснили, почему взаимное сотрудничество сохраняется.

Сотрудничество выгодно, когда затраты на него невелики или велика польза. Если же сотрудничество становится невыгодным, оно исчезает — по крайней мере, в области чистой математики. Симбиоз между видами тоже подчиняется схожим закономерностям.

В журнале PNAS Nexus опубликовали новое исследование, которое добавляет новые детали к этой теории. Оказывается, что взаимовыгодное сотрудничество между видами может нарушаться в ситуациях, когда оно должно процветать.

Кристоф Хауерт, математик из Университета Британской Колумбии, говорит, что когда условия для сотрудничества улучшаются, частота взаимовыгодного поведения у обоих видов увеличивается. Однако, когда частота кооперации становится выше — ближе к 50 процентам, — происходит раскол. В одном виде кооператоров становится больше, а в другом — меньше, и эта асимметрия продолжает усиливаться.

Хотя математики и раньше моделировали нарушение симметрии сотрудничества между двумя популяциями, это первая модель, в которой особи в каждой группе взаимодействуют более естественным образом.

Доктор Хауэрт и его коллега Дьёрдь Сабо из Венгерской исследовательской сети использовали пространственные модели, чтобы расположить особей двух видов на отдельных решётках друг напротив друга. Это позволяет кооператорам объединять усилия и реже взаимодействовать с мошенниками.

Доктор Хауэрт говорит, что поскольку мы выбрали симметричное взаимодействие, уровень кооперации одинаков в обеих популяциях. Кластеры всё ещё могут образовываться и защищать кооператоров, но теперь они должны быть синхронизированы по всей решётке, потому что именно там происходит взаимодействие.

Доктор Сабо отмечает, что нарушение симметрии в кооперации показывает параллели с фазовыми переходами в магнитных материалах и подчёркивает успех подходов, разработанных в статистической физике и физике твёрдого тела.

Эта модель также проливает свет на резкие изменения поведения, которые могут существенно повлиять на взаимодействие в сложных живых системах.

Мутуализм: сотрудничество между видами

Математики-эволюционисты из Канады и Европы разработали модель, которая показывает, что упрощение сотрудничества может привести к его неожиданному прерыванию.

Проанализируйте симуляцию взаимодействия кооператоров и перебежчиков для каждого вида при разных сценариях.

03.09.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат
Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат

Новое исследование ученых из Университета...

Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки
Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки

Апеннинский бурый медведь, или марсиканск...

Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта

Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око...

Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь

Новое исследование показало, как устроена...

Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ

Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб...

SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя прот...

Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, котор...

Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться

Нейробиологи установили, что высокая солн...

Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом

Когда наступают холода, даже крепкие деревья и...

WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура

Правительство Великобритании усилило меры биол...

Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навоз...

NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге

Щупальца осьминогов двигаются с невероятн...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Новый рулевой КАИ Кирилл Охоткин: что ждет университет
Новый рулевой КАИ Кирилл Охоткин: что ждет университет
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Математика против вирусов: как ученые СПбГУ научились предсказывать эпидемии
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Т-клетки и В-клетки: новые герои в борьбе с раком
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Почему одни помнят сны, а другие нет? Ученые нашли ответ
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
От мигрени до Альцгеймера: что значат гормоны для мозга
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Nature Genetics: Тайны ДНК помогут понять, что на самом деле вызывает рак
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой
Тайны диатомовых водорослей: что происходит, когда вода становится соленой

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
СПбГУВМ анонсировал лабораторию для развития племенного животноводства
Ученые Казанского ГАУ выявили культуры, способные снизить выбросы CO2 в атмосферу на 25-27%