遺伝子&生物ネタ

なぜ多様な生物が存在するのかをゲーム理論で説明してみた

投稿日:2018年9月27日 更新日:

なぜ地球上にはこれほど多様な生物がいるんだろう?

生物は環境に適応したものだけが生き残り、そうでないものは死んでしまう。皆さんご存知の「自然淘汰」というやつだ。ならば「強い生物」の方が「弱い生物」より生き残る確率は高くなる。すると、強くて環境に完璧に適応した究極の生物だけが数を増やし、他の生物は死に絶えてしまうはずだ。しかし地球上には数え切れないほど多様な生物がちゃんと生きている。なぜ進化が一人勝ちのゲームにならないのだろうか? この疑問に「ゲーム理論」を使って答えを出したのが、イギリスの生物学者、メイナード・スミス(1920~2004)だ。

エサを巡って争わない動物がいるのはなぜ?

スミスは1970年代初頭、アメリカのジョージ・プライスという研究者の論文を知る。内容は「動物がエサを求めて競い合う時に、激しく争わないことがあるのはなぜか?」というものだった。自然淘汰が適者だけを生き残らせる法則なら、なぜエサをゆずってしまうような動物が生き残ってこれたのだろう? スミスはこの問題に答えられなかったが、ずっと彼の頭の中には残っていた。その後、スミスはゲーム理論を学び、それを使ってこの問題に答えを出すことに成功した。

ゲーム理論を使って進化の謎を解く

スミスは生物の多様性が存在する証明として『タカハトゲーム』なるものを考案した。

鳥しかいない星があったとする。その星の鳥たちは、鷹のように行動する(攻撃的でエサを巡って常に戦う)こともできれば、鳩のように行動する(常に受身でエサを譲りあう)こともできるとする。仮にこの星の鳥たち全てがタカ戦略を取ったとすると、二羽の鳥がエサを見つけた場合、常にそのエサを巡って争いが起こる。勝った方はエサを食べることができるが、負けた方はエサにありつけないばかりか傷を負って死んでしまう可能性がある。勝った方だって無傷ではいられないかもしれない。どちらにしろ、タカ戦略を取るのは命がけだ。

ある日、そんな鳥たちの中に「こんな争いはまっぴらだ」と考える鳥が現われた。そして彼は、ハト戦略を取ることにした。エサを見つけたら他の鳥がいない時だけエサを食べ、他の鳥がいたら急いで逃げることにしたのだ。このハト戦略を取る鳥はエサを食べ損なうことも多いが、戦って傷を負うことはない。そのうちに、同じようにハト戦略を取る鳥が何羽か現われた。彼らはエサを見つけると分け合って食べた。エサは半分しか食べられないが、傷を負うことはない。この『タカハトゲーム』を元にスミスは「全員がタカ戦略を取るのは進化的に安定した状態ではない」ことに気づいた。もしタカが一羽しかいなかったら、このタカはたらふく食べれて傷を負うこともない。しかしある程度以上タカが存在したら、ハト戦略を取る方が生き残りに有利になるのだ。

タカとハトの比率が1対2が一番安定した状態

ではタカとハトの比率はどのぐらいが適正なんだろう? タカ同士が出会ったとすると、お互いが傷を追うので-2点。タカとハトが出会ったらタカがエサを食べて2点、ハトは逃げて0点。ハト同士が出会ったら両者1点づつとして計算してみると、

タカ ハト
タカ -2 2
ハト 0 1

計算結果はタカが3分の1、ハトが3分の2となる。タカとハトの比率が1対2というのが一番安定する状態だということが分かるのだ。

もちろん自然界は多様な生物がいるので、こんな単純な計算で個体数を表すことはできない。しかし「なぜ自然淘汰の結果が究極の生物の一人勝ちにならないのか」「なぜエサを巡って争わない動物がいるのか」という疑問に、スミスの理論は見事に答えている。

-遺伝子&生物ネタ


comment

メールアドレスが公開されることはありません。

関連記事

テレゴニーが存在すると仮定すれば納得できる、人間の行動4選

処女を好む 前のテレゴニーの記事で「男が処女を好むのは本能的にテレゴニーを知ってるからかも?」と書いたけど、その考えは変わっていない。もしテレゴニーが存在しないなら、処女に価値なんてないはず。「どんな …

中国人が損得に敏感なのも、中国で科学が発達しないのも、科挙のせい?

中国籍のノーベル賞科学技術分野の受賞者はたった一人 ト・ユウユウ博士 中国人のノーベル賞受賞者はほんとうに少ない。物理学賞、科学賞、医学・生理学賞といった科学技術分野の受賞者で、中国人はわずか5人。そ …

親が受けたストレスが子孫に伝わる?エピジェネティクスの不思議な力

遺伝子のオン・オフを制御する機能、エピジェネティクス 1卵生双生児はクローンなので、まったく同じ遺伝子を持っている。しかし2人の兄弟姉妹は全く同じではない。似てはいるが、外見も性格も微妙に違う。その理 …

テストステロン多過ぎ!多くの子供や子孫を残した男たちBEST7

チンギス・ハーン(子孫1600万人) 英レイセスター大学のマーク・ジョブリング教授らの遺伝学研究チームが「Nature」で発表した論文によると、現在のアジア人男性の約4割が、チンギス・ハーンを含む11 …

輸血で性格が変わるのも、夫婦が顔が似るのも、マイクロキメリズムのせい?

輸血をすると性格が変わるとか、夫婦は顔が似てくるとか、生物学に関する都市伝説のような話は結構ある。でも実際に「輸血をしたら性格や嗜好が変わった」という報告はいくらでもある。だいたいが科学的に全否定され …