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# Biologia Quantitativa # Populações e Evolução # Computação Neural e Evolutiva

A Nature do Altruísmo no Comportamento Animal

Examinando como os animais se ajudam através da seleção de parentesco.

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

― 7 min ler


Altruísmo na Natureza e Altruísmo na Natureza e Simulações o comportamento altruísta em animais. Como a seleção de parentesco impulsiona
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Você já percebeu que alguns animais parecem ajudar uns aos outros? Você pode ver pássaros alimentando seus filhotes ou uma matilha de lobos cuidando dos jovens. Esse comportamento é conhecido como Altruísmo, e levanta uma grande pergunta: por que alguns animais ajudam os outros mesmo quando isso pode custar algo pra eles?

A resposta tá em algo chamado seleção de parentesco. Essa ideia sugere que os animais são mais propensos a ajudar aqueles que são relacionados a eles. Se um animal ajuda seus parentes próximos a sobreviver, ele indiretamente ajuda seus próprios genes a passar para a próxima geração. Então, de certa forma, quando um animal age altruisticamente, ele também tá sendo egoísta em um sentido genético.

O Básico da Seleção de Parentesco

A seleção de parentesco se baseia na ideia de que os organismos não vivem isolados. Eles fazem parte de grupos e sua sobrevivência muitas vezes depende dos outros. Quando um membro de um grupo ajuda outro, não é só um gesto legal; isso também pode melhorar as chances dos genes do ajudador sobreviverem.

Imagine um urso que encontra uma ótima fonte de comida. Se ele comer tudo sozinho, pode sobreviver, mas se compartilhar um pouco com seus filhotes, esses filhotes podem sobreviver e crescer para ter seus próprios filhotes. O urso aumentou as chances de seu próprio legado genético continuar.

A Regra de Hamilton: Uma Fórmula Simples

A Regra de Hamilton é uma parte chave para entender a seleção de parentesco. Ela explica quando se pode esperar que o altruísmo evolua. A regra indica que o comportamento de ajudar será favorecido se os benefícios para o receptor, multiplicados pela sua relação genética, superarem os custos para quem ajuda.

Vamos supor que uma mãe urso compartilhe comida com seu filhote. A relação genética entre a mãe e o filhote é alta, então a sobrevivência do filhote significa que os genes da mãe também continuarão. Se ajudar o filhote custar demais para a mãe, ela pode optar por ignorá-lo.

Vendo Altruísmo em Ação

Os pesquisadores querem saber se esse tipo de altruísmo pode acontecer em sistemas artificiais. Para testar isso, eles criaram um mundo virtual com agentes que agem como animais. Esses agentes podem ver seu entorno, interagir entre si e têm uma espécie de "cérebro" que os ajuda a tomar decisões.

Em vez de humanos, temos esses agentes que podem "comer", "mover-se", "reproduzir-se" e até "alimentar" uns aos outros. Mas tem um detalhe: eles não sabem como é uma árvore genealógica; eles só precisam confiar na sua programação básica e na capacidade de reconhecer quem é sua prole.

O Experimento Virtual

Nesse ambiente virtual, milhares desses agentes foram colocados em uma grade cheia de comida. Cada agente começou com uma quantidade definida de energia. Eles tinham que usar essa energia com sabedoria para sobreviver, encontrar comida, se reproduzir e, claro, cuidar de seus jovens.

Os pesquisadores realizaram experimentos para ver se esses agentes virtuais começariam a ajudar sua própria prole, assim como os animais de verdade. Eles não incluíram regras especiais sobre como os agentes deveriam se comportar. Em vez disso, deixaram a natureza seguir seu curso – ou, nesse caso, deixaram a simulação rolar sem interferências.

O que Acontece na Simulação

Como esperado, alguns agentes começaram a alimentar seus jovens. Os pesquisadores observaram que, à medida que se tornava mais difícil para os jovens agentes sobreviverem sozinhos, os pais se tornaram mais dispostos a alimentá-los. É como aquele pai cansado que levanta no meio da noite pra acalmar um bebê chorando – às vezes, você simplesmente sabe que é necessário.

Os resultados mostraram que esse Comportamento Alimentar altruísta tendia a aumentar quando havia um benefício significativo para a sobrevivência da prole.

Quais Fatores Afetam o Altruísmo?

No mundo virtual, os pesquisadores brincaram com diferentes fatores para ver como eles afetavam o comportamento de alimentar. Eles ajustaram coisas como quanto de energia os jovens agentes podiam conseguir da comida e quão provável era que eles encontrassem e comessem comida com sucesso.

Quando se tornou mais difícil para os jovens agentes encontrarem comida, os pais compartilharam mais. Quanto mais desafiador era para os filhotes sobreviverem, mais provável era que os pais ajudassem. É um pouco como quando uma situação difícil aparece, e de repente você descobre quem são seus verdadeiros amigos.

Reconhecimento de Parentesco vs. Aperto Populacional

O estudo também analisou como o reconhecimento de parentesco desempenhava um papel. O reconhecimento de parentesco é quando um animal pode reconhecer seus parentes e, assim, ajudá-los. Os pesquisadores consideraram se os agentes eram melhores em ajudar sua prole porque podiam reconhecê-los ou por causa de outros fatores, como quão próximos os agentes viviam uns dos outros.

Mudando as regras, eles impediram que os agentes reconhecessem seus jovens. Eles também alteraram como os filhotes eram colocados no ambiente após o nascimento. Isso ajudou os pesquisadores a perceber que não era apenas o reconhecimento que levava ao altruísmo; simplesmente estar perto uns dos outros também ajudava.

Construindo um Quadro do Altruísmo

Os resultados do experimento apontaram para uma descoberta notável: tanto o reconhecimento de parentesco quanto quão próximos os agentes viviam afetavam o comportamento altruísta. No entanto, o ambiente geral onde os agentes estavam jogando teve um papel maior em incentivar o altruísmo.

Isso sugere que o altruísmo pode florescer mesmo em sistemas simples, onde as relações não são explicitamente definidas. Olhar como esses agentes se comportaram ajuda a pintar um quadro mais claro de como o altruísmo pode se desenvolver na natureza.

O que Isso Significa para Entender o Comportamento

Essa pesquisa traz novas percepções sobre como o comportamento altruísta pode se desenvolver sem definições ou regras rigorosas. Isso implica que o altruísmo não é apenas um produto de relações genéticas. Ele também pode acontecer em sistemas onde os organismos dependem uns dos outros para sobreviver.

As descobertas sugerem que até mesmo agentes simples podem exibir comportamentos semelhantes ao altruísmo, o que tem implicações significativas para entender interações sociais na natureza e em sistemas artificiais.

As Limitações e a Pesquisa Futura

Embora o estudo tenha fornecido percepções valiosas, ele também destacou algumas limitações. Os agentes usados eram bem simples e seguiam um conjunto direto de regras. Essa simplicidade pode mascarar comportamentos mais complexos que poderiam surgir no mundo real.

Estudos futuros poderiam introduzir comportamentos mais avançados, permitindo que os agentes "lembrassem" suas interações ou até ensinassem seus filhotes como sobreviver. A esperança é expandir para como comportamentos sociais complexos podem emergir em ambientes em mudança.

Conclusão: Um Olhar sobre o Altruísmo

No final das contas, seja na natureza ou em um ambiente virtual, a essência do altruísmo gira em torno dos laços que compartilhamos com nossos parentes. Ajudar os outros não é apenas uma ideia legal; pode ser uma parte fundamental da sobrevivência e da transmissão de nossas características.

Essa exploração virtual do comportamento altruísta abre um mar de perguntas sobre como a vida interage com seu entorno. Quem sabe? Talvez da próxima vez que virmos aqueles bebês animais adoráveis recebendo um carinho dos pais, a gente lembre que eles não estão só sendo mimados; estão fazendo parte da velha dança da sobrevivência, um pedaço de cada vez.

Fonte original

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

Resumo: 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 atualização: 2024-11-15 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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