物理学者は、利己的な行動の結果として群れが形成されることを説明する XNUMX 年前の仮説を検証しました。
物理学教授のクレメンス・ベヒンガーは、「驚くべきことに、個人が純粋に利己的な理由から行動すると、グループ内で公正な状況が生じる可能性があります」と述べています。 これは、集団行動高度研究センター (CASCB) の彼のチームによる最近の研究で実証されました。 コンスタンツ大学、クラスター オブ エクセレンスの一部です。
研究者は、コンピューター シミュレーションを使用して、群れの動物が捕食のリスクをどのように減らすことができるかを調べました。 この研究は、1971 年に WD ハミルトンによって提案された考えに基づいており、群れの個体は、隣人を犠牲にして自分自身の捕食リスクが低下するように自分自身を配置します。 その結果は、 理論生物学ジャーナル.
多くの動物が群れを形成する理由は、必ずしも群れや社会的行動の結果ではありません。 その一例がアザラシです。アザラシは単独でシャチやサメの餌食になります。 代わりに、攻撃の危険が多くの個人に分散されるため、グループ内でははるかに安全です. 動物が非常に狭いスペースに密集しているグループの真ん中が最も安全であり、攻撃は自分よりも近くの隣人をターゲットにする可能性が高くなります. 一方、隣人が少ないグループの端では、捕食リスクがかなり大きくなります。 したがって、各動物は、切望されている真ん中の場所のXNUMXつに到達しようとします.
わがままはリスクの公平な分配につながる
人工知能 (強化学習) の助けを借りて、Clemens Bechinger と彼の同僚は、個人が自分と他人との距離を可能な限り小さく保つために自分の位置を最適に変更する方法を研究しました。これにより、自分自身が攻撃されるリスクが軽減されます。
「この戦略は隣人のリスクを高めるため、利己的な動機と見なされることは明らかです」と、博士課程の学生としてプロジェクトに取り組んでいるファイト ローレンツ ホイテは言います。 ハミルトンが予測したように、物理学者は、最初は分散していた個体が密集した群れを形成することを観察しました。これにより、隣人との距離が短くなり、攻撃されるリスクが減少するためです。
CASCB の講演者であり、コンスタンツ大学の生物多様性と集団行動の教授である Iain Couzin 氏は、次のように付け加えています。 「これは、群れや群れの特徴である複雑な社会的状況の中で、適応行動がどのように出現するかを尋ねるエレガントな方法を提供します。」
しかし、群れが形成された後に何が起こったのかを見て、研究者たちは驚いた。
彼らのシミュレーションは、時間平均の捕食リスクがすべての個体で正確に等しいことを示しています。 明らかに、群れの中心にいるメンバーは、他の動物がこの切望された場所に押し寄せるため、そのような有利な位置を守ることができません.
「これは、個人が特定の最適な位置を維持することを不可能にするグループ内の高度なダイナミクスの結果です」と、この研究にも参加しているサミュエル・モンテルは言います. 別の興味深い観察結果は、最良の位置をめぐるこの永続的な競争の結果として、多くの動物の群れで観察されるのと同様に、グループがその重心の周りを回転し始めることです。
「私たちの研究は、グループの形成は必ずしも彼らの社交的な行動から生じるのではなく、他人を犠牲にして優位に立つという個人の完全に利己的な動機によっても説明できることを示しています. 「私たちの研究は、生きているシステムの集団行動を理解するのに役立つだけでなく、集団タスクをマスターするために自律型ロボット デバイスをどのようにプログラムする必要があるかについての最適な戦略を見つけるという文脈でも役立つ可能性があります。」
「私たちは長い間、動物群の渦を観察してきましたが、この研究は、なぜそうなのかについての洞察を提供します」と Iain Couzin は付け加えます。 「各個人が他の人に近づくことでリスクを軽減するように行動するが、魚の群れや牧畜動物でさえ見られるように、衝突、回転する渦巻きによって罰せられる場合、自然に出現します。」
参照: 「利己的な個人のグループにおけるダイナミクスとリスク共有」、Samuel Monter、Veit-Lorenz Heuthe、Emanuele Panizon、Clemens Bechinger 著、2 年 2023 月 XNUMX 日、 理論生物学ジャーナル.
DOI: 10.1016/j.jtbi.2023.111433
この研究は、Cluster of Excellence「集団行動の高度な研究センター」によって資金提供されました。
