当前位置: 主页 > 生物技术 > 模式生物与实验动物

英国科学家利用计算机建模分析灵长类动物行为,揭示社会等级进化机制

2007-09-26 21:01 刘妍 新浪科技 阅读 0
核心摘要: 英国科学家利用人工智能计算机代理模型分析灵长类动物的复杂社会行为,揭示了暴虐与平等群体形成的进化机制。研究颠覆了传统理论,证明统治性个体倾向于占据群体中心安全位置,而平等群体通过冲突后和解行为维持稳定。该技术可在短时间内模拟数十年的环境变化,为理解动物行为和社会结构演化提供了全新工具,也对灵长类动物保护和人类疾病研究具有重要意义。

在最新一期出版的英国皇家学会《哲学会刊》上,英国科学家宣布已成功利用人工智能计算机分析灵长类动物的复杂行为,并能够较为准确地判断其意图。该研究通过基于代理的建模(Agent-Based Modeling)技术,模拟灵长类动物群体的社会互动,为理解动物行为和社会结构进化提供了全新视角。

科学家采用简单指令编程的人工智能代理,研究为何某些灵长类动物群体表现出“暴虐”统治,而另一些则更倾向“平等”共享资源。这一方法推翻了此前灵长类学家的部分理论,同时提供了新证据:拥有统治权的短尾猿(猕猴属)会不自觉地占据群体中心更安全的位置。实验设置了两种标准化的代理——一种倾向于留在群体中以确保安全,另一种则骚扰下级迫使其离开。结果发现,更具统治权的代理逐渐向群体中心移动,这种策略可能是进化中保护优势个体的机制。

英国巴斯大学计算机科学系的乔安娜·布里森博士指出:“基于代理的建模是一种全新的科研手段。过去,科学家只能通过观察动物行为逐步提出解释理论;现在,我们能够使用代理深入了解复杂行为并直接检测这些理论。这项研究表明,代理模型是构建科学理论的有效工具。我们对统治性动物空间位置的分析显示,某些传统理论是错误的——例如认为短尾猿群体要么完全暴虐、要么完全平等。”

研究发现,平等群体虽然冲突较少,但由于缺乏层级结构,成员间可能发生更多争斗。但灵长类学家注意到,平等群体在打斗后会花更多时间相互拥抱和梳理皮毛,推测这种社会类型的演化依赖于成员的“和解”能力。布里森博士表示:“代理建模使我们能够添加或移除特定行为,以检测自然现象。通过建模,我们可以在几小时内模拟几十年的环境变化,观察新行为是否适应这些改变。”

布里森博士与学生哈根·莱曼进一步研究,为之前被推翻的理论找到了新证据。通过改变代理之间的空间参数,他们构建了模拟暴虐和平等群体的模型。结果显示:暴虐代理的表现优于野外实际暴虐短尾猿,平等代理也优于野外平等群体。在暴虐群体中,暴力和缺乏和解最终导致成员不愿与同伴共处,这增加了群体内空间,使个体获得更多食物。而平等主义群体在冲突后通过拥抱等行为进行补救,使群体在天敌面前更安全。这一机制简单地解释了为何自然界中不同灵长类群体表现出截然不同的行为特征。

目前,世界现存灵长类动物约240余种,其中114种处于濒危状态,64种极度濒危,主要原因是人类活动破坏其生存环境。科学家强调,猿猴等灵长类动物是人类最亲近的朋友,其手部抓握能力、相对较大的脑容量和深度感知能力是其重要特征。非人灵长类与人类在生理上高度相似,遗传物质同源性达75%—98.5%。由于相似的行为和生理特征,非人灵长类是研究艾滋病、肿瘤、麻疹、疟疾和肝炎等人类疾病的理想模型,且在现代生物学和医学研究中需求日益增长。

    发表评论