范围扩张期间合作的命运

合作对整个物种有益，但在个体层面，背叛更有利。因此，自然选择预计会青睐背叛者并消除合作。这一预测与生物系统各层级中普遍存在的合作现象形成鲜明对比：从细胞合作形成生物膜或有机体，到生态系统和人类社会。为了解决这一悖论，人们提出了几种解释，包括直接互惠、亲缘选择和群体选择。然而，我们的工作基于这样一个观察：对合作者的选择可能既取决于它们在种群中的相对频率，也取决于种群密度。我们发现，种群动态与进化动态之间的这种反馈可以显著增加扩张种群前沿合作者的频率，甚至导致合作者与背叛者的分离。分离后，只有合作者殖民新领地，而背叛者则从后方缓慢入侵。由于范围扩张在自然界中非常普遍，我们的工作为合作的维持提供了一种新的解释。