关键词：合作演化，互惠机制，合作动力学，演化多样性


论文题目：Mutation enhances cooperation in direct reciprocity
论文来源：PNAS
论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2221080120

进化不仅是激烈的竞争，也是合作。后者可以被看作是生物复杂性的主要建构者。合作，意味着一个个体为另一个个体付出代价以获得收益。合作是有违自然选择的，除非有合作演化的机制在起作用。其中一种机制是直接互惠，基于相同个体之间的重复互动。但是，只有当收益与成本之比超过某个取决于记忆长度的阈值时，高级别的合作才会演化出来。对于单轮记忆的最佳探索案例，该阈值为2。

这项发表于PNAS的研究发现，中等突变率会导致高级别的合作，即使效益与成本比仅略高于1，甚至个体只使用最少的过去信息。这个令人惊讶的观察结果由两个效应引起。首先，突变产生的多样性破坏了背叛者的演化稳定性。其次，突变导致合作者形成多样化的社区，比同质化的社区更有韧性。这个发现具有相关性，因为许多现实世界中的合作机会有小的收益与成本比，在1~2之间，这篇文章描述了直接互惠如何在这种环境中实现合作。研究的结果可以解释为，是多样性而非一致性促进了合作的演化。

图1. 合作的演化动力学。

图2. 反应策略的特征曲线和最佳多样性。

图3. 反应策略的频率。


编译｜刘志航

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