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石头-剪刀-布模型中死亡风险下生物的局部自适应聚集

种群与进化 2023-05-04 v1 适应与自组织系统 斑图形成与孤子 生物物理 数据分析、统计与概率

摘要

我们运行空间版石头-剪刀-布博弈的随机模拟,考虑个体利用感知能力扫描环境以探测敌人的存在。若局部危险水平高于可容忍阈值,个体便聚集而非在格点上随机移动。我们通过测量单一物种生物所占空间域的特征长度尺度,研究局部自适应聚集对生物空间组织的影响。我们的结果显示,当局部对手密度不超过 30%30\% 时触发聚集是有益的;否则,该行为策略可能通过增加平均死亡风险而危害个体。我们表明,若生物能感知更远的距离,它们可准确扫描并解读来自邻域的信号,从而最大化局部自适应聚集对死亡风险的影响。最后,我们表明局部自适应聚集行为促进生物多样性,且与生物流动性无关。即使存在少量敌人,若生物加入同种个体,共存概率也会上升。我们通过模拟具有五和七个物种的广义石头-剪刀-布模型,验证了我们的结论在更复杂系统中也成立。我们的发现可能有助于生态学家理解生物自卫行为适应局部环境线索的系统。

关键词

引用

@article{arxiv.2301.01729,
  title  = {Locally adaptive aggregation of organisms under death risk in rock-paper-scissors models},
  author = {J. Menezes and E. Rangel},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2301.01729},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 9 figures