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Quinta-feira, Março 28, 2024
Tecnologia científicaFísicos confirmam hipótese de 50 anos sobre comportamento egoísta

Físicos confirmam hipótese de 50 anos sobre comportamento egoísta

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Os físicos verificaram uma hipótese de cinquenta anos que explica a formação de rebanhos como resultado de um comportamento egoísta.

“Surpreendentemente, quando os indivíduos agem por razões puramente egoístas, isso pode levar a uma situação justa dentro do grupo”, diz o professor de física Clemens Bechinger. Isso foi demonstrado em um estudo recente de sua equipe no Centro de Estudos Avançados do Comportamento Coletivo (CASCB) na Universidade de Konstanz, que faz parte do Cluster de Excelência.


Os pesquisadores usaram simulações de computador para explorar como os animais de rebanho podem reduzir seu risco de predação. O estudo é baseado na ideia sugerida por WD Hamilton em 1971, de que os indivíduos em um rebanho se posicionam de forma que seu próprio risco de predação seja reduzido às custas de seus vizinhos. Os resultados foram publicados no Jornal de Biologia Teórica.

A razão pela qual muitos animais se organizam em rebanhos não é necessariamente o resultado do comportamento gregário ou social. Um exemplo são as focas: sozinhas, elas são presas fáceis para orcas ou tubarões. Em vez disso, é muito mais seguro dentro de um grupo, porque assim o perigo de um ataque se espalha entre muitos indivíduos. É mais seguro no meio do grupo, onde os animais se aglomeram em um espaço muito pequeno e é mais provável que um ataque seja direcionado a um vizinho próximo do que a si mesmo. Já na borda do grupo com poucos vizinhos, o risco de predação é consideravelmente maior. Cada animal, portanto, tenta chegar a um dos pontos cobiçados no meio.

O egoísmo leva a uma distribuição justa de risco

Com a ajuda da inteligência artificial (aprendizado por reforço), Clemens Bechinger e seus colegas estudaram como os indivíduos devem alterar suas posições de maneira otimizada para manter a distância entre si e os outros o menor possível, o que, por sua vez, reduz o risco de serem atacados.


“Como essa estratégia aumenta o risco para os vizinhos, é claramente considerada uma motivação egoísta”, diz Veit-Lorenz Heute, que trabalha como aluno de doutorado no projeto. Assim como Hamilton previu, os físicos observaram que os indivíduos que estavam espalhados no início formavam um rebanho denso, porque isso diminui a distância dos vizinhos e, assim, reduz o risco individual de ser atacado.

“Considerar o aprendizado por reforço para coletivos abre uma gama de novas possibilidades na compreensão do comportamento animal”, acrescenta Iain Couzin, palestrante do CASCB e professor de Biodiversidade e Comportamento Coletivo da Universidade de Konstanz. “Ele fornece uma maneira elegante de perguntar como comportamentos adaptativos podem surgir no complexo contexto social característico de bandos e enxames.”

Os pesquisadores ficaram surpresos, no entanto, ao ver o que aconteceu depois que o rebanho se formou.

Suas simulações mostram que o risco médio de predação é exatamente igual para todos os indivíduos. Obviamente, os membros no centro do rebanho não são capazes de defender posições tão vantajosas quanto outros animais empurram para este local cobiçado.


“Isso é resultado da alta dinâmica dentro do grupo que impossibilita que os indivíduos mantenham posições ideais específicas”, diz Samuel Monter, que também está envolvido no estudo. Outra observação interessante é que, em decorrência dessa competição permanente pelas melhores posições, o grupo começa a girar em torno de seu centro gravitacional, à semelhança do que se observa em muitos rebanhos de animais.

“Nosso estudo mostra que a formação de grupos não resulta necessariamente de seus comportamentos gregários, mas também pode ser explicada pelas motivações totalmente egoístas dos indivíduos para obter vantagem às custas dos outros”, conclui Bechinger. “Nosso estudo não apenas ajuda a entender comportamentos coletivos em sistemas vivos, mas os resultados também podem ser úteis no contexto de encontrar estratégias ideais de como dispositivos robóticos autônomos devem ser programados para dominar tarefas coletivas”.

“Há muito tempo observamos vórtices em grupos de animais e este trabalho fornece uma visão sobre por que isso pode acontecer”, acrescenta Iain Couzin. “Se cada indivíduo agir para reduzir o risco, aproximando-se dos outros, mas também for penalizado por colisões, redemoinhos giratórios, como vemos em cardumes de peixes e até mesmo alguns animais de pastoreio, surgem naturalmente.”

Referência: “Dinâmica e compartilhamento de riscos em grupos de indivíduos egoístas” por Samuel Monter, Veit-Lorenz Heuthe, Emanuele Panizon e Clemens Bechinger, 2 de fevereiro de 2023, Jornal de Biologia Teórica.
DOI: 10.1016/j.jtbi.2023.111433


O estudo foi financiado pelo Cluster of Excellence “Center of the Advanced Study of Collective Behavior”.

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