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动物个性的演化——这是生活的事实

探索动物个性如何进化,以及博弈论模型如何揭示灵活行为和冒险特质的见解。

作者:Ed Yong
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动物有独特的个性和气质,但为什么进化会偏爱这些而不是更灵活、适应性更强的心态呢?新的博弈论模型表明,动物个性是它们在如何生活和繁殖方面所做选择的自然演进。

任何宠物主人、野生动物摄影师或动物园管理员都会告诉你,动物有独特的个性。有些好斗,有些温顺;有些大胆,有些胆小。

在某些圈子里,将个性归因于动物仍然是生物学中的一项大罪,并应被烙上猩红的A字(代表拟人化)。尽管如此,科学家们一致发现,从与我们关系密切的黑猩猩,到远至鱿鱼、蚂蚁和蜘蛛等物种,都存在个性特征的证据。

这些特质可能存在,但它们提出了一个进化的难题,因为始终如一的行为并不总是好事。始终大胆的动物如果对抗错误的捕食者,很可能会成为一顿美餐;如果它对抗更强的竞争对手,可能会受重伤。理想的动物是灵活的,能够根据新情况不断调整自己的行为。

然而,个性类型不仅存在,而且某些特质在整个动物界都是相互关联的。对捕食者的攻击性和大胆是科学家在鱼类、鸟类和哺乳动物中发现的一种普遍的“冒险”个性的一部分。

来自荷兰格罗宁根大学的马克斯·沃尔夫及其同事找到了一种解释这种差异的方法。他们利用博弈论模型表明,个性的产生是因为动物生活方式以及决定何时繁殖的方式。

对于动物来说,成功是通过活到足够长的时间来繁殖来衡量的,个体不断地用当前的成功与未来的成功进行赌博。它们可以现在繁殖,或者推迟到资源更丰富的以后。

沃尔夫理论的关键在于,那些拥有稳定、有保障的未来的人在赌博中会失去更多,因此可能更厌恶风险。那些几乎没有什么可失去的人可以承受快速生活和早逝。

沃尔夫通过使用数学模型模拟这些选择及其后果来检验这一想法。他模型中的主角是一种虚构的动物,生活在一个有许多领地的地区,有些地方食物丰富,有些地方则缺乏。

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这种动物可以选择它想要多彻底地探索其栖息地。如果它敢于冒险,它可能会找到一个郁郁葱葱、资源丰富的领地,但它将没有足够的精力抚养幼崽,必须将此推迟到第二年。这可能并不那么糟糕——它的新家将赋予它一个成熟、长寿的生命,它将有许多繁殖的机会。

他发现模拟动物选择了两种稳定策略之一。一些动物决定彻底探索,希望未来取得更大的繁殖成功。另一些动物决定留在原地,现在就生幼崽,并尽可能地利用现有资源,尽管资源匮乏。

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沃尔夫随后模拟了这两个群体在经典的鹰鸽实验中对风险决策的反应。当面对捕食者或竞争对手时,动物可以选择逃跑或退缩(鸽子),这会耗费时间,并可能使其失去觅食机会或领地。如果它选择留下并战斗(鹰),死亡或受伤的可能性更大,但回报也更高。

果然,那些投资于未来成功的探索者始终进化得温顺、胆小和厌恶风险,而那些立即繁殖的动物则始终变得大胆和具有攻击性。这些模式在各种模拟条件下都成立。随着时间的推移,它们产生了稳定的个体差异和相互关联的行为特征,这是个性的基础。

《新科学家》对这个故事的报道中,加州大学戴维斯分校的朱迪·斯坦普批评沃尔夫的工作只解释了极端的个性。显然,动物并不总是黑鹰或白鸽,而是介于两者之间的许多灰色地带。

但沃尔夫的研究也回答了这个问题。在他的模型的最先进版本中,他考虑了行为受许多可遗传基因控制的事实。这产生了更现实和连续的个性谱。即使使用这个更合理的模型,同样的原则也适用——动物失去的越多,它准备承担的风险就越少。

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沃尔夫现在热衷于在实地检验他的理论。他认为许多其他行为特征可能与攻击性或大胆有关。那些在当下投入巨大的个体可能更倾向于守护巢穴、照顾幼崽或通过引人注目且代价高昂的展示来吸引配偶。

参考文献:Wolf, van Doorn, Leimar & Weissing. 2007. 生活史权衡有利于动物个性的进化。Nature 447: 581-584。

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