Сложность общих ресурсов: учёные переосмысливают социальные дилеммы

Общий ресурс — будь то пастбище для выпаса или среда с глюкозой, колонизированная микробами, — часто рассматривается как фиксированное количество, обречённое на истощение, если индивиды будут потреблять его эгоистично. Этот «трагедия общин» — известный сценарий в более широком классе социальных дилемм, описывающих, как индивиды выбирают сотрудничество или конкуренцию за общие ресурсы.

Однако эти парадигмальные дилеммы могут быть слишком упрощёнными, согласно статье, готовящейся к публикации в Trends in Ecology and Evolution. В работе вводится реальная сложность в социальные дилеммы, учитывая, как индивиды изменяют и адаптируются к окружающей их среде.

«То, что мы делали до сих пор с людьми, микробами и всем, что между ними, — это чрезмерное упрощение», — говорит эволюционный биолог Майкл Хохберг. Он и его соавторы решили исследовать социальные дилеммы во время рабочих групп в Институте Санта-Фе в 2016 и 2017 годах.

«Наша работа предполагает, что иногда простые модели могут не улавливать важные особенности экологии микробных взаимодействий, что потенциально ведёт к неточным прогнозам», — пишет Сильвия Эстрела, эволюционный микробиолог из Йеля и ведущий автор исследования.

Чтобы учесть часть сложности реальных социальных дилемм, группа создала систему классификации, выходящую за рамки базовой модели взаимодействия индивидов (эгоистичного или кооперативного) с фиксированным ресурсом. Рассматривая в качестве примера бактерии, группа изучила динамику, возникающую, когда бактерии одновременно помогают или вредят своей среде одним из четырёх способов:

«Ключевым становится то, что именно производят, потребляют или изменяют взаимодействия», — говорит Хохберг. Например, бактерии часто выделяют метаболические отходы, которые могут стать токсичными для них самих и для соседних бактерий, если отходы сохраняются и накапливаются в среде. Но в некоторых случаях такие метаболические отходы могут быть пищей для других видов бактерий. Таким образом, одно и то же поведение может одновременно вредить и помогать, потому что одна и та же молекула может быть одновременно отходом или пищей в зависимости от того, какие микробы присутствуют и как они взаимодействуют со средой.

«Вместо социального поведения, зависящего только от взаимодействий между двумя людьми или двумя микробами, взаимодействия могут также зависеть от состояния среды».

Учитывая динамику изменяющейся среды, исследователи выявили два уровня сложности, отсутствующих в классических социальных дилеммах.

Первый уровень — пространственный. В отличие от простых дилемм, изображающих «постоянные взаимодействия в заданном пространстве», новая таксономия позволяет бактериям перемещаться из враждебной среды в более дружелюбную. Так, обогащающая бактерия, окружённая загрязнителями, может переселиться, изменяя как среду, в которую она попадает, так и ту, которую покидает.

Такие явные измерения среды могут иметь важные последствия для эволюции миграции. Эстрела приводит пример двух организмов, которые одновременно помогают себе и вредят другому. «Когда мы абстрагируемся от среды, оба кажутся имеющими одну и ту же "социальную" стратегию. Интуитивно можно подумать, что оба типа должны следовать и одинаковой стратегии миграции — то есть отдаляться друг от друга, поскольку они вредят друг другу. Но когда учитывается, как два организма взаимодействуют друг с другом и со своей средой, обнаруживается, что результат на самом деле сложнее, и два типа могут следовать разным стратегиям миграции».

Второй уровень — временной, связанный с нишевым строительством и эволюционной динамикой, разворачивающейся во времени.

«Идея в том, что когда мы изменяем наши среды, эти изменения могут быть дольше и устойчивее, чем наша собственная жизнь, — объясняет Хохберг. — Экологическое наследие социального поведения будет влиять на будущие условия, но из-за сложности системы трудно понять, как именно. Это очень актуально для людей, потому что способы, которыми мы изменяем наши среды, переживут нас, и изменение климата — один из примеров».

Следующая задача, по словам Эстрелы, — «понять, когда простая модель достаточно хороша для прогнозирования динамики и эволюции социальных взаимодействий, когда — нет, и где вместо этого нам нужны более сложные и явные модели».

Хотя статья не изучает напрямую социальных животных или людей, общая структура может быть использована для изучения аналогичного человеческого поведения — например, восстановительного сельского хозяйства на «помогающем» конце спектра или чрезмерного потребления ископаемого топлива как примера причинения вреда.