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自私的基因

第五章 进犯行为:稳定性和自私的机器 · 2

  按照我的这种叙述方式,好像种群中存在一种连续不断的摇摆状态。鹰的基因扶摇直上迅速占据优势;鹰在数量上占据多数的结果是,鸽子基因必然受益,继而数量增加,直到鹰的基因再次开始繁衍,如此等等。然而情况并不一定是这样摇摆动荡。鹰同鸽子之间有一个稳定的比率。你只要按照我们使用的任意规定的评分制度计算一下的话,就能得出其结果是鸽子同鹰的稳定比率为5/12∶7/12。在达到这一稳定比率时,鹰同鸽子的平均盈利完全相等。

  因此,自然选择不会偏袒甲而亏待乙,而是一视同仁。如果种群中鹰的数目开始上升,比率不再是7/12,鸽子就会开始获到额外的优势,比率会再回复到稳定状态。如同我们将要看到的性别的稳定比率是50∶50一样,在这一假定的例子中,鹰同鸽子的稳定比率是7∶5。在上述的两种比率中,如果发生偏离稳定点的摇摆,这种摆动的幅度不一定很大。

  这种情况乍听起来有点像群体选择,但实际上与群体选择毫无共同之处。这种情况听上去之所以像群体选择,是因为它使我们联想到处于一种稳定平衡状态的种群,每当这种平衡被打破,该种群往往能够逐渐恢复这种平衡。但ESS较之群体选择是一种远为精细微妙的概念。它同某些群体比另外一些群体获得更大成功这种情况毫无关系。只要应用我们假定的例子中的任意评分制度就能很好地加以说明。在由7/12的鹰和5/12的鸽子组成的稳定种群中,个体的平均盈利被证明为6 + 1/4分。不论该个体是鹰还是鸽子都是如此。6 + 1/4分比鸽子种群中每只鸽子的平均盈利(15分)少很多。只要大家都同意成为鸽子,每个个体都会受益。根据单纯的群体选择,任何群体,如其所有个体都一致同意成为鸽子,它所取得的成就比停留在ESS比率上的竞争群体要大得多(事实上,纯粹由鸽子组成的集团并不一定是最能获得成功的群体。由1/6的鹰和5/6的鸽子所组成的群体中,每场竞赛的平均盈利16 + 2/3分。按这个比例组成的才是最有可能获得成功的集团。但就目前的论题而言,我们可以不必考虑这种情况。对每一个体来说,比较单纯的全部由鸽子组成集团,由于每一个体的平均盈利为15分,它要比ESS优越得多)。因此,群体选择理论认为向全部由鸽子组成的集团进化是发展的趋势,因为鹰占7/12的群体取得成功的可能性要小些。但问题是,即使是那些从长远来讲能为其每一成员带来好处的集团,仍免不了会出现害群之马。清一色的鸽子群体中每一只鸽子的境遇都比ESS群体中的鸽子好些,这是事实。然而遗憾的是,在鸽子集团中,一只鹰单枪匹马就可干出无与伦比的业绩,任何力量也不能阻止鹰的进化。因此这个集团因出现内部的背叛行为而难逃瓦解的厄运。ESS种群的稳定倒不是由于它特别有利于其中的个体,而仅仅是由于它无内部背叛行为之隐患。

  人类能够结成各种同盟或集团,即使这些同盟或集团在ESS的意义上来说并不稳定,但对每个个体来说却是有利的。这种情况之所以可能发生,仅仅是由于每一个体都能有意识地运用其预见能力,从而懂得遵守盟约的各项规定是符合其本身的长远利益的。某些个体为了有可能在短期内获得大量好处而不惜违犯盟约,这种做法的诱惑力会变得难以抗拒。这种危险甚至在人类所缔结的盟约中也是始终存在的。垄断价格也许是最能说明问题的一个例子。将汽油的统一价格定在某种人为的高水平上,是符合所有加油站老板的长远利益的。那些操纵价格的集团,由于对最高的长远利益进行有意识的估计判断,因此能够存在相当长的时期。但时常有个别的人会受到牟取暴利的诱惑而降低价格。这种人附近的同行就会立刻步其后尘,于是降低价格的浪潮就会波及全国。使我们感到遗憾的是,那些加油站老板有意识的预见能力,这时重新发挥其作用,并缔结垄断价格的新盟约。所以,甚至在人类这一具有天赋的自觉预见能力的物种中,以最高的长远利益为基础的盟约或集团,由于出现内部的叛逆而摇摇欲坠,经常有土崩瓦解的可能。在野生动物中,由于它们为竞争的基因所控制,群体利益或集团策略能够得以发展的情形就更少见。我们所能见到的情况必然是:进化上的稳定策略无处不在。

  在上面的例子中,我们简单地假定每一个个体不是鹰就是鸽子。我们得到的最终结果是,鹰同鸽子达到了进化上的稳定比率。事实上,就是说鹰的基因同鸽子的基因在基因库中实现了稳定的比率。这种现象在遗传学的术语里被称为稳定的多态性(polymorphism)。就数学而言,可以通过下面这个途径来实现没有多态性的完全相等的ESS。如果在每次具体竞赛中每一个体都能够表现得不是像鹰就是像鸽子的话,这样一种ESS就能实现:所有的个体表现得像鹰一样的概率完全相等。在我们的具体例子中这个概率就是7/12。实际上这种情况说明,每一个个体在参加每次竞赛时,对于在这次竞赛中究竟要像鹰还是像鸽子那样行动,事先已随意作出了决定;尽管决定是随意作出的,但总是考虑到鹰7鸽5的比例。虽然这些决定偏向于鹰,但必须是任意的,所谓任意是指一个对手无法事先猜出对方在任何具体的竞赛中将采取何种行动,这一点是至关重要的。例如,在连续7次搏斗中充当鹰的角色,然后在连续5次搏斗中充当鸽子的角色如此等等是绝对不可取的。如果任何个体采用如此简单的搏斗序列,它的对手很快就会识破这种策略并加以利用。要对付这种采用简单搏斗序列的战略者,只有当知道它在搏斗中充当鸽子的角色时,你以鹰的行动去应战就能处于有利地位。

  当然,鹰同鸽子的故事简单得有点幼稚。这是一种“模式”,虽然这种情况在现实自然界中不会发生,但它可以帮助我们去理解自然界实际发生的情况。模式可以非常简单,如我们假设的模式,但对理解一种论点或得出一种概念仍旧是有助益的。简单的模式能够加以丰富扩展,使之逐渐形成更加复杂的模式。如果一切顺利的话,随着模式渐趋复杂,它们也会变得更像实际世界。要发展鹰和鸽子的模式,一个办法就是引进更多的策略。鹰和鸽子并不是唯一的可能性。史密斯和普赖斯介绍的一种更复杂的策略称为还击策略者(Retaliator)。

  还击策略者在每次搏斗开始时表现得像鸽子,就是说它不像鹰那样,开始进攻就孤注一掷,凶猛异常,而是摆开通常那种威胁恫吓的对峙姿态,但是对方一旦向它进攻,它即还击。换句话说,还击策略者当受到鹰的攻击时,它的行为像鹰;当同鸽子相遇时,它的行为像鸽子;而当它同另一个还击策略者遭遇时,它的表现却像鸽子。还击策略者是一种以条件为转移的策略者。它的行为取决于对方的行为。

  另一种有条件的策略者称为恃强凌弱的策略者(Bully)。它的行为处处像鹰,但一旦受到还击,它就立刻逃之夭夭。还有一种有条件的策略者是试探还击策略者(prober-retaliator)。它基本上像还击策略者,但有时也会试探性地使竞赛短暂地升级。如果对方不还击,它坚持像鹰一样行动;如果对方还击,它就回复到鸽子的那种通常的威胁恫吓姿态。如果受到攻击,它就像普通的还击策略者一样进行还击。

  如果将我提到的5种策略都放进一个模拟计算机中去,使之相互较量,结果其中只有一种,即还击策略,在进化上是稳定的。[*]试探性还击策略近乎稳定。鸽子策略不稳定,因为鹰和恃强凌弱者会侵犯鸽子种群。由于鹰种群会受到鸽子和恃强凌弱者的进犯,因此鹰策略也是不稳定的。由于恃强凌弱者种群会受到鹰的侵犯,恃强凌弱者策略也是不稳定的。在由还击策略者组成的种群中,由于其他任何策略也没有还击策略本身取得的成绩好,因此它不会受其他任何策略的侵犯。

  [*]很不幸的是,这个陈述是错误的。在梅纳德·史密斯和普赖斯的原始文献中就有一个错误,而我在本章中重复了一遍。我甚至使这个错误更加恶化,因为我作出了一个很愚蠢的声明,宣称试探性还击策略“几乎”是一个ESS(如果一个策略“几乎”是ESS,那么他实际就不是,进而会被淘汰)。还击策略之所以看上去和一个ESS如此的相似,是因为在一群还击策略者中,没有任何其他策略做得更好。但是在一群还击策略者中,鸽子做得一样好,因为其行为和还击策略者的行为无法分辨。因此鸽子才能够插入该种群内。问题就出现在接下来发生的事上。盖尔(J. S. Gale)和伊夫斯(Revd L. J. Eaves)使用计算机模拟了一个动物种群多代的进化。他们发现模拟中真正的ESS其实是一个老鹰与恃强凌弱者的稳定组合。这并不是早期关于ESS的文献经过此类动态处理而发现的唯一错误。另一个很好的例子是我自己的一个错误,我会在第九章的注解中加以讨论。

  然而鸽子策略在纯由还击策略者组成的种群中也能取得相等的好成绩。这就是说,如果其他条件不变,鸽子的数目会缓慢地逐渐上升。如果鸽子的数目上升到相当大的程度,试探性还击策略(而且连同鹰和恃强凌弱者)就开始获得优势,因为在同鸽子的对抗中它们要比还击策略取得更好的成绩。试探性还击策略本身不同于鹰策略和恃强凌弱策略,在试探性还击策略的种群中,只有其他一种策略,即还击策略,比它取得的成绩好些,而且也只是稍微好一些。在这一意义上讲,它几乎是一种ESS。因此我们可以设想,还击策略和试探性还击策略的混合策略可能趋向于占绝对优势,在这两种策略之间也许甚至有幅度不大的摇摆,同时占比例极小的鸽子在数量上也有所增减。我们不必再根据多态性去思考问题,因为根据多态性,每一个个体永远是不采用这种策略,就是采用另一种策略。每一个个体事实上可以采用一种还击策略、试探性还击策略以及鸽子策略三者相混合的复杂策略。

  这一理论的结论同大部分野生动物的实际情况相去不远。在某种意义上说,我们已经阐述了动物进犯行为中“文明”的一面。至于细节,当然取决于赢、受伤和浪费时间等等的实际“得分”。对于象形海豹来说,得胜的奖赏可能是让它几乎独占一大群“妻妾”的权利。因此这种取胜的盈利应该说是很高的。这就难怪它们搏斗起来是那样的穷凶极恶,而造成重伤的可能性又是如此之高。把在搏斗中受伤所付出的代价与赢得胜利所得到的好处相比,浪费时间所付出的代价应该说是小的。但另一方面,对一只生活在寒冷的气候中的小鸟来说,浪费时间的代价可能是极大的。喂养雏鸟的大山雀平均每30秒钟就需要捕到一个猎获物。白天的每一秒钟都是珍贵的。在鹰同鹰的搏斗中,浪费的时间相对来说是短促的,但比起它们受伤的风险,对时间的浪费也许应该看做是一件更为严重的事情。遗憾的是,对于在自然界中各种活动所造成的损失以及带来的利益,目前我们知之甚少,不能够提出实际数字。[*]我们不能单纯从我们自己任意选定的数字中轻易地得出结论。ESS型往往能够得以进化; ESS型同任何群体性的集团所能实现的最佳条件不是一回事;常识会使人误入歧途,上述这些总的结论是重要的。

  [*]我们现在已经有了一些很好的关于自然界中利益及损失的野外测量结果,也已经被特定的ESS模型所采用。北美的金色掘土蜂的数据就是其中最好的几个之一。掘土蜂并不是我们所熟悉的秋季蜜糖罐上的群居黄蜂,后者只是为蜂群工作的雌性工蜂。每一个雌性的掘土蜂都是自行其是的。它整个生命都是为了为它的幼虫提供食物以及庇护。通常来说,一个雌性一开始会在树干中打出一个较长的圆孔,其底部则是一个挖空的洞穴。接下来她会出发去捕获猎物(对金色掘土蜂来说就是蚂蚱或长角螽斯)。当它找到猎物时, 它会先蜇伤猎物而使其麻醉,再将其拖回自己挖掘的洞穴内。在积累了四到五只蚂蚱之后,它会把卵孵在最上面,然后将孔洞封死。卵进而孵化成幼虫,以那些蚂蚱为食。顺带说一句,把猎物麻醉而非杀死是为了防止其腐烂,使其在幼虫食用时仍然是活着的,因此也是新鲜的。正是因为类似的姬蜂也有这种可怕的习性才促使达尔文写到:“我不能说服自己相信一个仁慈且万能的上帝会有意创造姬蜂这样明显故意以活的毛毛虫喂食幼虫的生物……”他也许也可以用法国厨师煮活龙虾以保持其风味作为一个例子。让我们回到那个雌性掘土蜂的故事,它是很独立的,除了在同一区域还有很多其他的雌性也在独自地干着同样的事情。其中一些会直接占用其他蜜蜂挖好的洞穴,而不是辛辛苦苦地再挖一个。

  简·布罗克曼(Jane Brockmann)博士是在黄蜂领域的珍妮·古道尔(Jane Goodall)。她来自美国,和我一同在牛津工作,她带来了汗牛充栋般的数据,记录了两个完整种群生活中的几乎每一个事件,而这两个种群中的每一只雌蜂都有着单独的标记。这份记录是如此的完善,以至于能够很清晰地画出每一只黄蜂个体的时间预算。时间是一个经济学商品:在生活某一方面花费了多的时间,能花在另一方面的时间就少了。格拉芬把我们叫到一起并教会了我们如何正确地思考时间损耗及繁殖利益。我们在新罕布什尔的种群的雌蜂间发现了一个真实的混合型ESS的证据,尽管我们在另一个密歇根种群里一无所获。大体来说,新罕布什尔的黄蜂们要么挖掘自己的巢穴,要么侵占其他黄蜂所挖的巢穴。根据我们的解释,因为有些巢穴被挖掘者所遗弃因此是可用的,所以黄蜂能从侵占中受益。尽管侵占一个巢穴不需要付出太多努力,但侵占者很难知道该巢穴究竟被遗弃与否。那么接下来几天它都会面临双重占有的风险,也许到头来它回来时发现洞已经被封死,它所有的努力就都付之东流了——因为另外那个占有者已经产卵并且获得了所有的好处。如果在一个种群中侵入的数量过多,可用的洞穴就会变得稀少,双重占有的概率也会增高,这样就值得挖洞了。相反,如果许多的黄蜂都在挖洞,大量的洞穴使得侵占变得有利可图。在一个挖掘和侵占差不多有利的种群中会有一个临界侵占比例。如果实际比例低于该临界比例,自然选择倾向于入侵,因为可用的限制洞穴数量十分充足。如果实际比例高于临界比例,可用的洞穴就会产生短缺,自然选择也就会倾向于挖洞。因此,在种群中就维持着一个平衡。细致、定量的证据显示这是一个真实的混合型ESS,每一个黄蜂个体都有挖洞或侵占的可能性,而不是混合了挖洞或侵占专家的一个群体。

  史密斯所思考的另一类战争游戏叫做“消耗战”。可以认为,这种“消耗战”发生在从不参加危险战斗的物种中,也许是盔甲齐全的一个物种,它受伤的可能性很小。这类物种中的一切争端都是按传统的方式摆摆架势来求得解决的。竞赛总是以参加竞赛的一方让步而告终。你要是想赢得胜利,只要虎视眈眈地注视着对方,坚持到底毫不动摇,直到对方最终逃走。显然任何动物都不能够无限期地进行威胁恫吓,因为其他地方还有重要的事情要做。它为之竞争的资源诚可宝贵,但其价值也并非无限。它的价值只值得花这么多时间,而且正如在拍卖时一样,每一个人只准备出那么多钱。时间就是这种只有两个出价人参加的拍卖中使用的筹码。

  我们假定所有这些个体都事先精确估计某一种具体资源(如雌性动物)值得花多长时间,那么一个打算为此稍微多花一点时间的突变性个体就永远是胜利者。

  因此,出价极限固定不变的策略是不稳定的。即使资源的价值能够被非常精确地估计出来,而且所有个体的出价也都恰如其分,这种策略也是不稳定的。任何两个个体按照极限策略出价,它们会在同一瞬间停止喊价,结果谁也没有得到这一资源!在这种情况下与其在竞赛中浪费时间倒不如干脆一开始就弃权来得上算。消耗战同实际拍卖之间的重要区别在于,在消耗战中参加竞赛的双方毕竟都要付出代价,但只有一方得到这件货色。所以,在极限出价者的种群中,竞赛一开始就弃权的策略会获得成功,从而也就在种群中扩散开来。其结果必然是,对于那些没有立刻弃权而是在弃权之前稍等那么几秒钟的个体来说,它们可能得到的某些好处开始增长起来。这是一种用以对付已经在种群中占绝对优势的那些不战而退的个体的有利策略。这样,自然选择促进个体在弃权之前坚持一段时间,使这段时间逐渐延长,直至再次延长到有争议的资源的实际经济价值所容许的极限。

  谈论之际,我们不知不觉又对种群中的摇摆现象进行了描述。然而数学上的分析再次表明,这种摇摆现象并非不可避免的。进化上的稳定策略是存在的,它不仅能够以数学公式表达出来,而且能用语言这样来说明:每一个个体在一段不能预先估计的时间内进行对峙,就是说,在任何具体场合难以预先估计,但按照资源的实际价值可以得出一个平均数。举例说,假如该资源的实际价值是5分钟的对峙。在进化上的稳定策略中,任何个体都可能持续5分钟以上,或者少于5分钟,或者恰好5分钟。重要的是,对方无法知道在这一具体场合中它到底准备坚持多长时间。

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