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# Biología Cuantitativa # Poblaciones y evolución # Computación Neuronal y Evolutiva

La naturaleza del altruismo en el comportamiento animal

Examinando cómo los animales se ayudan entre sí a través de la selección de parentesco.

Max Taylor-Davies, Gautier Hamon, Timothé Boulet, Clément Moulin-Frier

― 7 minilectura


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¿Alguna vez has notado que algunos animales parecen ayudarse entre sí? Puedes ver aves alimentando a sus pichones o una manada de lobos cuidando a los jóvenes. Este comportamiento se conoce como Altruismo, y plantea una gran pregunta: ¿por qué algunos animales ayudan a otros incluso cuando eso podría costarles algo?

La respuesta está en algo llamado selección de parentesco. Esta idea sugiere que los animales tienen más probabilidades de ayudar a aquellos que están relacionados con ellos. Si un animal ayuda a sus parientes cercanos a sobrevivir, indirectamente ayuda a que sus propios genes se pasen a la siguiente generación. Así que, de alguna manera, cuando un animal actúa desinteresadamente, también está siendo egoísta en un sentido genético.

Lo Básico de la Selección de Parentesco

La selección de parentesco se basa en la idea de que los organismos no viven en aislamiento. Son parte de grupos y su supervivencia a menudo depende de otros. Cuando un miembro de un grupo ayuda a otro, no es solo un gesto amable; también puede mejorar las posibilidades de supervivencia de los genes del ayudante.

Imagina un oso que encuentra una gran fuente de comida. Si se la come toda, puede sobrevivir, pero si comparte algo con sus cachorros, esos cachorros pueden sobrevivir y crecer para tener sus propios cachorros. El oso ha aumentado las posibilidades de que su propia herencia genética continúe.

La Regla de Hamilton: Una Fórmula Sencilla

La Regla de Hamilton es una parte clave para entender la selección de parentesco. Explica cuándo se puede esperar que evolucione el altruismo. La regla indica que el comportamiento de ayuda será favorecido si los beneficios para el receptor, multiplicados por su parentesco genético, superan los costos para el ayudante.

Digamos que una madre osa comparte comida con su cachorro. El parentesco genético entre la madre y el cachorro es alto, así que la supervivencia del cachorro significa que los genes de la madre también continuarán. Si ayudar al cachorro le cuesta demasiado a la madre, puede optar por ignorarlo.

Ver el Altruismo en Acción

Los investigadores quieren saber si este tipo de altruismo puede ocurrir en sistemas artificiales. Para probar esto, crearon un mundo virtual con agentes que actúan como animales. Estos agentes pueden ver su entorno, interactuar entre sí y tienen una especie de "cerebro" que les ayuda a tomar decisiones.

En lugar de humanos, tenemos estos agentes que pueden "comer", "moverse", "reproducirse" e incluso "alimentarse" unos a otros. Pero aquí está el truco: no saben cómo se ve un árbol genealógico; solo tienen que confiar en su programación básica y en su capacidad para reconocer quién es su cría.

El Experimento Virtual

En este entorno virtual, miles de estos agentes fueron colocados en una cuadrícula llena de comida. Cada agente comenzó con una cantidad determinada de energía. Tenían que usar esta energía sabiamente para sobrevivir, encontrar comida, reproducirse y, por supuesto, cuidar de sus crías.

Los investigadores realizaron experimentos para ver si estos agentes virtuales empezarían a ayudar a sus propias crías, al igual que los animales reales. No incluyeron reglas especiales sobre cómo debían comportarse los agentes. En cambio, dejaron que la naturaleza siguiera su curso, o, en este caso, dejaron que la simulación avanzara sin interferencias.

Lo Que Sucede en la Simulación

Como se esperaba, algunos agentes comenzaron a alimentar a sus jóvenes. Los investigadores observaron que a medida que se volvía más difícil para los jóvenes agentes sobrevivir por su cuenta, los padres se volvían más dispuestos a alimentarlos. Es como cuando un padre cansado puede levantarse en medio de la noche para calmar a un bebé que llora; a veces, simplemente sabes que es necesario.

Los resultados mostraron que este comportamiento alimentario altruista tendía a aumentar cuando había un beneficio significativo para la supervivencia de la cría.

Qué Factores Afectan el Altruismo

En el mundo virtual, los investigadores jugaron con diferentes factores para ver cómo afectaban el Comportamiento de Alimentación. Ajustaron cosas como cuánta energía podían obtener los jóvenes agentes de la comida y cuán probable era que encontraran y comieran comida con éxito.

Cuando se volvía más difícil para los jóvenes agentes encontrar comida, los padres compartían más. Cuanto más difícil era para los infantes sobrevivir, más probable era que los padres ayudasen. Es un poco como cuando te enfrentas a una situación difícil y de repente te das cuenta de quiénes son tus verdaderos amigos.

Reconocimiento de Parentesco vs. Estrangulamiento Poblacional

El estudio también examinó cómo el reconocimiento de parentesco jugaba un papel. El reconocimiento de parentesco es cuando un animal puede reconocer a sus parientes y, por lo tanto, ayudarlos. Los investigadores consideraron si los agentes eran mejores al ayudar a sus crías porque podían reconocerlas o por otros factores, como cuán cerca vivían los agentes entre sí.

Al cambiar las reglas, evitaron que los agentes reconocieran a sus jóvenes. También cambiaron cómo se colocaban las crías en el entorno después del nacimiento. Esto ayudó a los investigadores a ver que no era solo el reconocimiento lo que llevaba al altruismo; simplemente estar cerca unos de otros también ayudaba.

Construyendo una Imagen del Altruismo

Los resultados del experimento apuntaron a un hallazgo notable: tanto el reconocimiento de parentesco como la proximidad entre los agentes afectaron el comportamiento altruista. Sin embargo, el entorno general donde vivían los agentes jugó un papel más grande en fomentar el altruismo.

Esto sugiere que el altruismo puede florecer incluso en sistemas simples, donde las relaciones no están definidas explícitamente. Observar cómo se comportaban estos agentes ayuda a pintar una imagen más clara de cómo podría desarrollarse el altruismo en la naturaleza.

Lo Que Esto Significa para Entender el Comportamiento

Esta investigación proporciona nuevas perspectivas sobre cómo puede desarrollarse el comportamiento altruista sin definiciones o reglas estrictas. Implica que el altruismo no es solo un producto de las relaciones genéticas. También puede ocurrir en sistemas donde los organismos dependen de otros para sobrevivir.

Los hallazgos sugieren que incluso agentes simples pueden mostrar comportamientos similares al altruismo, lo que tiene implicaciones significativas para entender las interacciones sociales en la naturaleza y en sistemas artificiales.

Las Limitaciones y la Investigación Futura

Si bien el estudio brindó valiosas ideas, también destacó algunas limitaciones. Los agentes utilizados eran bastante simples y seguían un conjunto directo de reglas. Esta simplicidad podría ocultar comportamientos más complejos que podrían surgir en el mundo real.

Los futuros estudios podrían introducir comportamientos más avanzados, permitiendo que los agentes "recuerden" sus interacciones o incluso enseñen a sus crías cómo sobrevivir. La esperanza es expandirse sobre cómo podrían emerger comportamientos sociales complejos en entornos cambiantes.

Conclusión: Un Vistazo al Altruismo

Al final del día, ya sea en la naturaleza o en un entorno virtual, la esencia del altruismo gira en torno a los lazos que compartimos con nuestros parientes. Ayudar a los demás no es solo una buena idea; puede ser una parte clave de la supervivencia y de transmitir nuestras características.

Esta exploración virtual del comportamiento altruista abre un mundo de preguntas sobre cómo la vida interactúa con su entorno. ¿Quién sabe? Tal vez la próxima vez que veamos a esos adorables animales bebé recibiendo cariño de sus padres, recordaremos que no solo están siendo consentidos; están participando en el antiguo baile de la supervivencia, bocado a bocado.

Fuente original

Título: Emergent kin selection of altruistic feeding via non-episodic neuroevolution

Resumen: Kin selection theory has proven to be a popular and widely accepted account of how altruistic behaviour can evolve under natural selection. Hamilton's rule, first published in 1964, has since been experimentally validated across a range of different species and social behaviours. In contrast to this large body of work in natural populations, however, there has been relatively little study of kin selection \emph{in silico}. In the current work, we offer what is to our knowledge the first demonstration of kin selection emerging naturally within a population of agents undergoing continuous neuroevolution. Specifically, we find that zero-sum transfer of resources from parents to their infant offspring evolves through kin selection in environments where it is hard for offspring to survive alone. In an additional experiment, we show that kin selection in our simulations relies on a combination of kin recognition and population viscosity. We believe that our work may contribute to the understanding of kin selection in minimal evolutionary systems, without explicit notions of genes and fitness maximisation.

Autores: Max Taylor-Davies, Gautier Hamon, Timothé Boulet, Clément Moulin-Frier

Última actualización: 2024-11-15 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2411.10536

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.10536

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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