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# Biologie quantitative # Populations et évolution # Informatique neuronale et évolutive

La nature de l'altruisme dans le comportement animal

Examiner comment les animaux s'entraident grâce à la sélection de parenté.

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

― 7 min lire


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As-tu déjà remarqué que certains animaux semblent s’aider les uns les autres ? Tu peux voir des oiseaux nourrissant leurs petits ou une meute de loups s'occupant de leurs jeunes. Ce comportement s'appelle l'Altruisme, et ça pose une grande question : pourquoi certains animaux aident-ils les autres même si ça peut leur coûter quelque chose ?

La réponse se trouve dans un truc appelé Sélection de parenté. Cette idée suggère que les animaux sont plus enclins à aider ceux qui leur sont liés. Si un animal aide ses proches à survivre, ça aide indirectement ses propres gènes à être transmis à la génération suivante. Donc, d'une certaine manière, quand un animal agit de manière désintéressée, il est aussi égoïste sur le plan génétique.

Les Bases de la Sélection de Parenté

La sélection de parenté est basée sur l'idée que les organismes ne vivent pas en isolation. Ils font partie de groupes et leur survie dépend souvent des autres. Quand un membre d'un groupe aide un autre, ce n'est pas juste un geste sympa ; ça peut aussi améliorer les chances de survie des gènes de celui qui aide.

Imagine un ours qui trouve une super source de nourriture. S'il mange toute la nourriture tout seul, il peut survivre, mais s'il partage un peu avec ses petits, ces petits peuvent survivre et grandir pour avoir leurs propres petits. L'ours augmente ses chances que son héritage génétique continue.

La Règle de Hamilton : Une Formule Simple

La Règle de Hamilton est essentielle pour comprendre la sélection de parenté. Elle explique quand l'altruisme peut se développer. La règle indique que le comportement d'aide sera favorisé si les bénéfices pour le destinataire, multipliés par leur parenté génétique, l'emportent sur les coûts pour celui qui aide.

Disons qu'une mère ours partage de la nourriture avec son petit. La parenté génétique entre la mère et le petit est élevée, donc la survie du petit signifie que les gènes de la mère continueront aussi. Si aider le petit coûte trop à la mère, elle peut décider de l'ignorer.

Voir l'Altruisme en Action

Les chercheurs veulent savoir si ce genre d'altruisme peut se produire dans des systèmes artificiels. Pour essayer, ils ont créé un monde virtuel avec des agents qui agissent comme des animaux. Ces agents peuvent voir leur environnement, interagir entre eux, et ont une sorte de "cerveau" qui les aide à prendre des décisions.

Au lieu d'humains, on a ces agents qui peuvent "manger", "bouger", "se reproduire", et même "nourrir" les uns les autres. Mais voici le hic : ils ne savent pas à quoi ressemble un arbre généalogique ; ils doivent juste se fier à leur programmation de base et à leur capacité à reconnaître qui est leur progéniture.

L'Expérience Virtuelle

Dans cet environnement virtuel, des milliers de ces agents ont été placés dans une grille remplie de nourriture. Chaque agent a commencé avec une certaine quantité d'énergie. Ils devaient utiliser cette énergie de manière judicieuse pour survivre, trouver de la nourriture, se reproduire, et bien sûr, s'occuper de leurs jeunes.

Les chercheurs ont mené des expériences pour voir si ces agents virtuels commenceraient à aider leur propre progéniture, tout comme de vrais animaux. Ils n'ont pas inclus de règles spéciales pour le comportement des agents. Au lieu de cela, ils ont laissé la nature suivre son cours – ou, dans ce cas, laissé la simulation se dérouler sans interférence.

Ce Qui Se Passe dans la Simulation

Comme prévu, certains agents ont commencé à nourrir leurs jeunes. Les chercheurs ont observé qu'au fur et à mesure qu'il devenait plus difficile pour les jeunes agents de survivre seuls, les parents devenaient plus disposés à les nourrir. C'est un peu comme quand un parent fatigué se lève au milieu de la nuit pour calmer un bébé qui pleure – parfois, on sait juste que c'est nécessaire.

Les résultats ont montré que ce comportement d'alimentation altruiste avait tendance à augmenter lorsqu'il y avait un bénéfice significatif pour la survie de la progéniture.

Quels Facteurs Affectent l'Altruisme ?

Dans le monde virtuel, les chercheurs ont joué avec différents facteurs pour voir comment ils affectaient le Comportement alimentaire. Ils ont ajusté des éléments comme la quantité d'énergie que les jeunes agents pouvaient obtenir de la nourriture et la probabilité qu'ils trouvent et mangent de la nourriture avec succès.

Quand il devenait plus difficile pour les jeunes agents de trouver de la nourriture, les parents partageaient davantage. Plus il était difficile pour les jeunes de survivre, plus les parents étaient enclins à aider. C'est un peu comme quand une situation difficile survient, et soudain, tu découvres qui sont tes vrais amis.

Reconnaissance de Parenté vs. Pression Populaire

L'étude a également examiné comment la reconnaissance de parenté jouait un rôle. La reconnaissance de parenté, c'est quand un animal peut reconnaître ses proches et donc les aider. Les chercheurs se sont demandé si les agents étaient meilleurs pour aider leur progéniture parce qu'ils pouvaient les reconnaître ou à cause d'autres facteurs, comme la proximité de vie des agents.

En changeant les règles, ils ont empêché les agents de reconnaître leurs jeunes. Ils ont aussi modifié la manière dont les jeunes étaient placés dans l'environnement après la naissance. Cela a aidé les chercheurs à voir que ce n'était pas juste la reconnaissance qui menait à l'altruisme ; simplement être proches les uns des autres aidait aussi.

Construire une Image de l'Altruisme

Les résultats de l'expérience ont montré une découverte notable : à la fois la reconnaissance de parenté et la proximité des agents affectaient le comportement altruiste. Cependant, l'environnement global où les agents vivaient jouait un rôle plus important dans l'encouragement de l'altruisme.

Cela suggère que l'altruisme peut prospérer même dans des systèmes simples, où les relations ne sont pas explicitement définies. Regarder comment ces agents se comportaient aide à peindre une image plus claire de la façon dont l'altruisme pourrait se développer dans la nature.

Ce Que Cela Signifie pour Comprendre le Comportement

Cette recherche offre de nouvelles perspectives sur la façon dont le comportement altruiste peut se développer sans définitions ou règles strictes. Elle implique que l'altruisme n'est pas seulement un produit des relations génétiques. Il peut aussi se produire dans des systèmes où les organismes dépendent des autres pour survivre.

Les résultats suggèrent que même des agents simples peuvent afficher des comportements similaires à l'altruisme, ce qui a des implications significatives pour comprendre les interactions sociales dans la nature et les systèmes artificiels.

Les Limitations et les Recherches Futures

Bien que l'étude ait fourni des perspectives précieuses, elle a également mis en lumière certaines limitations. Les agents utilisés étaient assez simples et suivaient un ensemble de règles basiques. Cette simplicité pourrait masquer des comportements plus complexes qui pourraient apparaître dans le monde réel.

Les études futures pourraient introduire des comportements plus avancés, permettant aux agents de "se souvenir" de leurs interactions ou même d'enseigner à leur progéniture comment survivre. L'espoir est de s'étendre sur la façon dont des comportements sociaux complexes pourraient émerger dans des environnements changeants.

Conclusion : Un Aperçu de l'Altruisme

Au final, que ce soit dans la nature ou dans un cadre virtuel, l'essence de l'altruisme tourne autour des liens que nous partageons avec nos proches. Aider les autres n'est pas juste une belle idée ; c'est un élément clé de la survie et de la transmission de nos traits.

Cette exploration virtuelle du comportement altruiste ouvre une multitude de questions sur la façon dont la vie interagit avec son environnement. Qui sait ? Peut-être que la prochaine fois qu'on verra ces adorables bébés animaux recevoir de l'amour de la part de leurs parents, on se rappellera qu'ils ne sont pas juste gâtés ; ils participent à la vieille danse de la survie, bouchée par bouchée.

Source originale

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

Résumé: 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.

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

Dernière mise à jour: 2024-11-15 00:00:00

Langue: English

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

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

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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