社会内制裁がもたらす利他性進化の数理的研究

社会制裁带来的利他主义演化的数学研究

• 批准号: 05J06106
• 负责人: 大槻 久
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J06106/
• 关键词: 進化ゲーム; 利他行動; 協力の進化; 間接互恵性; 社会性昆虫; ESS; パニッシュメント; 数理生物学; ポリシング; 動的ゲーム

1.間接互恵性における社会内制裁の役割を調べた。「良い」と「悪い」の二値評判のモデルを用い、どのような評判の付け方、すなわち社会規範が、高水準の協力を安定的に維持できるかをESS解析により調べた。その結果Leading eightとよばれる8つの社会規範を発見した。これら社会規範は「評判の良い者が評判の悪い者に非協力すること」を「良い」行動とみなすという共通点を保つ。すなわち社会内制裁の正当化が間接互恵性の進化に不可欠であることが分かった。またレプリケーター力学系を用い、行動戦略の大域的な進化ダイナミクスを検討し、無条件協力戦略と条件付き協力戦略の安定共存平衡点が存在することを発見した。さらにプレーヤーに社会的・文化的なタグがついている場合に関して、タグを利用した間接互恵性の進化条件を見出した。2.ワーカーが妊性を持つ社会性昆虫に多く見られる、血縁選択理論では説明の出来ないワーカーによる警察行動を、ワーカーの適応的スケジューリングという観点から捉え、ワーカーと女王からなる動的ゲームモデルにより説明した。コロニー成長の初期段階では血縁度に関係なく警察行動がNash均衡となる事を発見した。これはコロニー初期では、繁殖虫生産へ投資して得られる直接的利益よりもワーカー生産へ投資して得られる将来の間接的利益のほうが大きいからである。3.米国・ハーバード大学・Martin A.Nowak教授らのグループと共同で、空間構造が協力の進化へ及ぼす影響を調べた。構造が有限グラフで与えられる集団内の進化ゲームダイナミクスを集団遺伝学の手法を用いて解析し、協力行動の適応進化条件がb/c>kであることを発見した。ここでb, cは協力行動の利益及びコスト、kはグラフにおける平均近傍数である。

1. 我们研究了社会制裁在间接互惠中的作用。使用“好”和“坏”的二元声誉模型，我们使用 ESS 分析来研究声誉或社会规范如何保持稳定的高水平合作。结果，我们发现了八项社会规范，称为“前八项”。这些社会规范的共同点是“声誉良好的人与声誉不佳的人不合作”被视为“良好”行为。换句话说，我们发现社会内部制裁的合理性对于间接互惠的演变至关重要。我们还使用复制动力系统研究了行为策略的全局进化动力学，发现存在一个无条件合作策略和条件合作策略稳定共存的平衡点。此外，我们还发现了当玩家拥有社交和文化标签时使用标签产生间接互惠的条件。 2. 工蚁的警察行为，常见于工蚁有生育能力的社会性昆虫，无法用亲缘选择理论来解释，从工蚁自适应调度的角度来理解，采用工蚁和蚁后组成的动态博弈模型解释说。我们发现，在群体成长的早期阶段，无论亲属关系如何，警察行为都处于纳什均衡状态。这是因为，在群体的早期阶段，投资于工蚁生产的未来间接收益大于投资于育雏生产的直接收益。 3、与美国哈佛大学Martin A. Nowak教授课题组合作，研究了空间结构对合作演化的影响。我们使用群体遗传学技术分析了其结构由有限图给出的群体内的进化博弈动态，发现合作行为的适应性进化条件是b/c>k。这里b，c是合作行为的收益和成本，k是图中邻居的平均数量。

项目成果

A simple rule for evolution of cooperation on graphs.

图上合作演化的简单规则。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nature (in press)
• 作者: Jun Oishi;Kenji Kawamura et al.;Kenji Kawamura et al.;Ohtsuki et al.;Ohtsuki et al.;Ohtsuki et al.;Ohtsuki et al.;Masuda et al.;Ohtsuki et al.;Ohtsuki et al.
• 通讯作者: Ohtsuki et al.