进化博弈中的战略共存理论

root 提交于 周二, 06/30/2026 - 14:47
进化博弈论和生态共存理论都致力于预测生物实体之间竞争的结果,无论这些实体是策略还是物种,但这两个领域在很大程度上依赖于彼此分离的方法。复制子方程为分析策略竞争提供了基础,然而它们并未明确区分稳定竞争的机制与缩小策略间适合度差异的机制。在此,我们将群落生态学中的现代共存理论加以扩展,提出策略共存理论(strategic coexistence theory, SCT),这一框架用于量化竞争策略之间的策略生态位差异与适合度差异。SCT 重构了两策略博弈的经典分类,在统一的生态位—适合度差异空间中区分了竞争排斥、共存和优先效应。进一步将 SCT 应用于合作演化的五种机制表明,这些机制通过不同的动力学路径促进合作:亲缘选择、网络互惠和群体选择主要降低适合度差异,而直接互惠和间接互惠则会破坏竞争稳定性并产生优先效应。最后,将 SCT 应用于微生物公共品博弈表明,微生物生长的非线性既可以稳定合作者与背叛者之间的竞争,也可以缩小二者的适合度差异,从而实现共存。总体而言,这些结果表明,SCT 为比较进化博弈并剖析策略竞争背后的共存机制提供了一个互补性的框架。

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进化博弈论与生态共存理论都致力于预测生物实体之间竞争的结果,无论这些实体是策略还是物种,但这两个领域在很大程度上一直依赖彼此分离的方法。复制子方程为分析策略竞争提供了基础,但它们并未明确区分稳定竞争的机制与缩小策略间适合度差异的机制。在此,我们将群落生态学中的现代共存理论加以扩展,提出用于进化博弈的策略共存理论(strategic coexistence theory, SCT),作为一个量化竞争策略之间策略生态位差异与适合度差异的框架。SCT 重现了双策略博弈的经典分类,在共享的生态位—适合度差异空间中区分出竞争排斥、共存和优先效应。将 SCT 应用于合作演化的五种机制进一步表明,这些机制通过不同的动力学路径促进合作:亲缘选择、网络互惠和群体选择主要减少适合度差异,而直接互惠与间接互惠则使竞争失稳并产生优先效应。最后,将 SCT 应用于微生物公共物品博弈表明,微生物生长的非线性既能够稳定合作者与背叛者之间的竞争,也能够缩小二者的适合度差异,从而实现共存。总体而言,这些结果表明,SCT 为比较进化博弈并剖析策略竞争背后的共存机制提供了一个互补性的框架。

利益冲突声明

已声明的资助信息

首尔国立大学 ,新任教师启动基金

韩国国家研究基金会 ,RS-2026-25474574

教育部 ,编号 RS-2023-00301976

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发布于 2026 年 6 月 29 日。

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进化博弈的策略共存理论

Sang Woo Park

bioRxiv

2026.06.24.734261;

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.06.24.734261

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进化博弈的策略共存理论

Sang Woo Park

bioRxiv

2026.06.24.734261;

doi:

https://doi.org/10.64898/2026.06.24.734261


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.24.734261v1?rss=1

🏷️ 进化博弈论 策略共存理论 合作演化 生态位差异 适合度差异