有限种群中合作行为演化动态的随机动力学研究

The evolution of cooperation is one of the most important theoretical questions in evolutionary biology and behavior ecology, however, it is still a puzzle what the evolutionary mechanism of cooperation is in biology and social science. The study of evolutionary game dynamics of cooperation is very important not only for understanding the evolutionary mechanisms of cooperation but also for developing a general theoretical framework of cooperation. The stochastic evolutionary game dynamics of cooperation in a limited population mainly concerns the effect of stochastic fluctuations because of the sampling error in the random meeting between a pair of individuals on the evolution of cooperation. In this research, we will focus our study on: (i) the effect of selection intensity on the TFT-AllD game dynamics in a limited population; (ii) the effect of hierarchy on the asymmetric PD and TFT-AllD game dynamics in a limited population; and (iii) the coexistence of cooperation and defection and its stable-state statistics in a limited population. The main goal of this research program is to develop the general theory of stochastic evolutionary game dynamics and to illustrate the mechanisms of the evolutionary game dynamics for the emergence and maintenance of cooperation in nature and human society.

合作行为的进化是种群进化生物学和行为生态学最重要的理论命题之一。自达尔文以来合作行为的进化机制一直是进化生物学家长期困惑不解的问题。合作行为的演化博弈动力学不仅对于理解合作行为的各种可能的机制有重要的理论和现实意义，而且对于建立合作行为的一般理论框架有极其重要的价值。有限种群中合作行为的演化博弈动力学主要涉及在有限种群大小的条件下，个体随机相遇抽样误差所导致的随机波动对合作行为演化结局的影响。本项目的研究将主要探讨：（i）在有限种群中选择强度对于TFT-AllD博弈演化动态的影响；（ii）在有限种群中等级序位与非对称PD博弈及非对称TFT-AllD博弈的随机动力学；（iii）在有限种群中合作与背叛的共存及其稳态统计学特征。本项目的主要目的是进一步发展随机演化博弈动力学的一般理论及其相应的进化生物学机制，并分析合作行为在自然种群（和人类社会系统）中出现和维持的演化动力学机制。

合作行为的进化是种群进化生物学和行为生态学最重要的理论命题之一。合作行为的演化博弈动力学不仅对理解合作行为的各种可能机制有重要的理论和现实意义，而且对于建立合作行为的一般理论框架有极其重要的价值。有限种群中合作行为的演化博弈动力学主要涉及在有限种群大小的条件下，个体随机相遇抽样误差对合作行为演化结局的影响。本项目主要研讨了以下几个方面的问题：1）在公共品博弈中制度性激励对合作行为演化动态的影响：通过公共品博弈的实验博弈研究探讨制度性激励怎样作用于合作行为的演化。2) 选择强度和风险占优策略：有限种群中两策略模型的随机进化博弈动力学研究；3 )表观遗传博弈理论：如何计算表观遗传对合子的母系遗传转移控制；4) 时间滞后性对于模仿行为的动力学影响；5)竞争种的极限相似性和种群结构的随机性；6) 随机环境中进化稳定性。这些研究结果已发表在相关的期刊杂志上，它们从更一般的意义上阐述了随机演化博弈动力学的一般理论及其相应的进化生物学机制，并分析合作行为在自然种群（和人类社会系统）中出现和维持的演化动力学机制。