Wann führt eine schwache Selektion zu qualitativ anderen Ergebnissen als eine starke Selektion?

In der evolutionären Spieltheorie ist es typisch, Organismen so zu modellieren, dass sie eine Basisfitness haben, die durch die Spielinteraktion leicht modifiziert wird. Das Verhältnis des Spieleffekts zur Basisfitness bestimmt die Stärke der Selektion, wobei eine schwache Selektion bedeutet, dass das Spiel die Gesamtfitness nur geringfügig verändert, und eine starke Selektion bedeutet, dass die Auszahlung des Spiels einen großen Teil der Gesamtfitness des Organismus ausmacht.

Die meisten analytischen Modelle gehen gerne von einer schwachen Selektion aus, weil sie es den Autoren ermöglichen, die Selektionsfunktion zu erweitern und zu linearisieren, indem sie Terme fallen lassen, die in der Stärke der Selektion eine höhere Ordnung aufweisen. Es ist jedoch unklar, dass die für die schwache Selektion abgeleiteten Ergebnisse zwangsläufig auch für die starke Selektion gelten würden. Gibt es mathematische (oder rechnerische) Modelle, bei denen schwache und starke Selektion qualitativ unterschiedliche Ergebnisse liefern? Wenn nein, gibt es ein Argument dafür, warum schwache und starke Selektion die gleichen Ergebnisse liefern sollten?

Ich habe diese Diskussion auch außerhalb der evolutionären Spieltheorie in einem allgemeineren biologischen Umfeld gesehen. Insbesondere im Hinblick auf inklusive Fitness. Die Botschaft, die ich zum Mitnehmen erhielt, war, dass im Regime der schwachen Selektion der Zusammenhang das bedeutet, was Sie erwarten, aber für die starke Selektion wird das Konzept sehr schlüpfrig und kontraintuitiv. Was sagt uns die inklusive Fitnesstheorie über den Übergang von schwacher zu starker Selektion? Auch hier bevorzuge ich Argumente, die durch saubere mathematische oder rechnerische Modelle gestützt werden, gegenüber solchen, die allein auf Intuition und Worten beruhen.

Ich hatte noch keine Zeit, es mir genauer anzusehen, aber Sie könnten dieses Papier interessant finden: Wu et al. 2010. Universalität der schwachen Selektion . ArXiv . Es scheint, als würden sie versuchen, die Regeln zu beugen und die Unterschiede zwischen den Modellen zu untersuchen.
@fileunderwater danke, ich habe dieses Papier gefunden, kurz nachdem ich die Frage gestellt hatte, und es ist äußerst relevant. Ich wollte darauf basierend eine Selbstantwort geben, war aber zu beschäftigt mit anderen Dingen.

Antworten (1)

Es hat sich gezeigt, dass Vorhersagen auf Basis schwacher Selektion anders sein können als auf Basis starker Selektion. Tatsächlich hat jede Strategie für seltene Mutationen eine stationäre Verteilung im Mutationsselektionsgleichgewicht. Der Rang der Komponente zeigt die relative Prävalenz der verfügbaren Strategien. Allerdings kann sich der Rang der Komponenten dieser Verteilung mit der Selektionsintensität ändern. Daher können Ergebnisse, die unter schwacher Selektion erhalten wurden, im Allgemeinen nicht auf starke Selektion übertragen werden.

Für weitere Details wird auf Abb. 1 in [1] und Abb. 2 in den ergänzenden Informationen von [2] verwiesen .

1 Julián García und Arne Traulsen, (2012), Journal of Theoretical Biology, Leaving the loners alone: ​​Evolution of Cooperation in the Presence of Asoziale Bestrafung

2 Christoph Hauert, Arne Traulsen, Hannelore Brandt, Martin A. Nowak und Karl Sigmund, (2007), Wissenschaft, Via Freiheit zum Zwang: Die Entstehung kostspieliger Strafen