非线性社会进化与集体行动的涌现

从微生物到人类的生物体会参与多种社会行为，这些行为以复杂且常非线性的方式影响适应度。这些行为如何进化的问题具有从抗生素抗药性到人类起源的广泛后果。然而，具有非线性社会相互作用的进化在数学上难以建模，尤其是与空间、群体和/或亲缘 assortative 结合时。我们推导了任意数量个体间协同相互作用下自然选择的数学条件。该结果适用于具有任意（但固定）空间或网络结构、群体细分和/或交配模式的种群。在此条件中，非线性适应度效应归属于集体，并由一种新的集体亲缘度量加权。对于弱选择，该条件可通过计算祖先树的枝长来系统评估。我们将此条件应用于二倍体亲缘个体间的两两博弈，以及同胞间和空间网络上集体帮助或危害的困境。我们的工作为在社会进化研究中将“行动者”的概念从个体扩展到集体提供了严格基础。