2019-08-02 05:24:01
复杂性中的三个概念可以在社会动物研究中发挥重要作用

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从蜜蜂到鸟类再到人类,动物王国充满了生物体,这些生物体已经进化出复杂的社会结构来解决它们遇到的具体问题。根据圣达菲研究所的一组研究人员的说法,解释为什么某些物种进化出比其他物种更复杂的社会,这是社会动物研究领域的一项基本挑战,最好用复杂系统的工具来解决。

一些复杂的科学概念已经成为生物学词汇的一部分。例如,进化和适应是这两个领域的基础。在最近一篇关于动物行为的论文中,四位现任和过去的圣达菲研究所博士后研究员提出了复杂系统科学的另外三个概念 - 组织,压缩和出现的尺度 - 这对研究动物社会性复杂性的研究人员特别有用。

“这三个概念本身都不是对复杂系统的诊断,但这三个概念通常都是一个系统的一部分,”伊丽莎白霍布森(辛辛那提大学)说,他是前SFI复杂性博士后和该论文的第一作者。 “这些概念可以引领我们走向全新的方向,并为动物的社会复杂性提供新的见解。”

数学家Joshua Garland(圣达菲研究所)表示,论文的四位作者来自截然不同的观点。 Garland和Hobson,以及SFI博士后研究员Artemy Kolchinsky和前SFI Omidyar研究员Vanessa Ferdinand(墨尔本大学),涉及的领域包括信息理论和神经学,文化进化,数学和动物行为。 “一系列领域难以就三个概念达成一致意见,但观点的多样性是本文的一项资产,”加兰说。

在衡量动物社会的复杂性时,第一个概念 - 社会尺度 - 很重要,因为复杂程度可能因尺度而异。例如,两个单独的蜜蜂的相互作用可能非常简单,而蜂巢的组织结构可能非常复杂。

第二个概念,压缩描述了系统如何编码信息。动物研究人员可以使用压缩来更好地比较不同的动物系统,或者描述允许社会动物记住关系和群体结构的可能的认知过程。 “它可以帮助我们了解动物在社会中运作时如何降低整体认知负荷,”霍布森说。

最终的概念,即出现,是一种新的模式出现,通常是在更高层次的社会组织中,来自较低层次的互动。一个典型的例子是大群鸟类的波浪状行为 - 这种行为在个人层面上是不可能存在的。其他社会行为,例如支配等级,文化学习行为或群体内的领导,也可以表现出新兴属性。

霍布森和她的合着者建议研究人员在探索动物社会复杂性测量时考虑这些工具。 “总之,我们希望复杂系统中的这三个概念可以帮助我们更好地解决有关动物社会结构的长期问题,并帮助更好地比较物种间的社会性,”霍布森说。

“这三个重要且立即适用的大概念,”加兰说。 “但他们只是抓住了可能对动物社会性研究有用的复杂系统思想的表面。”

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