上海交通大学：《基因与人 Genes and Human》课程教学资源（2018课件）11发展中的合作获利改变博弈规则-战争与和平

上海交通大学通识核心课 教授李大伟电邮daweili@sjtu.edi.cn 电话：34204744 助教周冰洁 电话：34205436 基因与人 11.进化中的合作获利改变博弈规测

2018/6/14 1 1 上海交通大学通识核心课 教授 李大伟 电邮 daweili@sjtu.edu.cn 电话：34204744 助教 周冰洁 电话：34205436 基因 与 人 11. 进化中的合作获利改变博弈规则

进化中的合作获利改变博奔规则 1.生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2.什么是合作：交换物质与服务你今天合作了吗？ 3.人类合作7个层次和五方式-合作获利原则的体现 七个合作层次： 1)基因协作、2)细胞间合作、 3)家庭-个体合作的最小单位、4)族群-血缘、 5)统一合作群体-国家、6)人类的全球合作、7)跨物种合作。 五种合作方式： 1)血缘选择，2)直接互惠，3)间接互惠 4)关系网互惠，5)群体选择 4.适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1)友善、交流与判断的基因能力。2) 宗教文化

进化中的合作获利改变博弈规则 1. 生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2. 什么是合作：交换物质与服务-你今天合作了吗？ 3. 人类合作7个层次和五方式-合作获利原则的体现 七个合作层次： 1）基因协作、2）细胞间合作、 3）家庭-个体合作的最小单位、4）族群-血缘、 5）统一合作群体-国家、6）人类的全球合作、7）跨物种合作。 五种合作方式： 1）血缘选择 ， 2）直接互惠 ， 3）间接互惠 4）关系网互惠， 5) 群体选择 4. 适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1）友善、交流与判断的基因能力。2）宗教文化

神经元：合作与特化红利一谁得到最大利益？ 6 对多信号的长距离综合反应 (©)对单一信号就近简单反应 ec©c92y98 低等动物 进化 无神经元 神经元 神经树突使生命对环境更全面地感知和更有效地反应 without axons with axons Figure 2.(a)Evolution of the first neurons to control ciliary locomotion from a sensory cell regulating its neighbouring cells by paracrine signals or(6)producing a cell-autonomous motor output with its cilia.(c)The evolution of long-range axonal contact of sensory cells to ciliated motor cells allowed the reduction of cells specialized in one input.This price reduction in sensing and behaviour allowed an increase in the number of senses

神经树突使生命对环境更全面地感知和更有效地反应 神经元：合作与特化红利 –谁得到最大利益？ 神经元 对单一信号就近简单反应 对多信号的长距离综合反应 无神经元 低等动物 进化

Cooperation or Defect:Prisoner's Dilemma 博弈Game Theory:如何获得最大的合作利益 The Similarity and Differences Between Game Theory and Evolution BASICS 事件博弈与进化博弈的区别： Natural Defection 生命进化中的博弈 Agame theory paradox calledthe Prisoner's Dilemma illustrates why the existence ofcooperation in nature is unexpected.Two people face jail sentences for conspiring to oommit a crime Their sentences depend on whether they dlect tocooperate and 总原则：没有合作就没有博弈 remain silent or defect and confess tothe crime [see payaff table below].Because neither knows what the other will do,the rational 获得最大利益，利益的可持续性 choice-the one that always offers the better payoff-is to defect. INDIVIDUAL2 COOPERATE DEFECT (remain silent) oks剑 TYnOIAIONI 进化博弈的特点：长期利益 2 years in jai 4 years in jail 1.稳定性与多样性共存 2years in jail 1 year in jail 2.可遗传性 3.可扩增性 1yearin jail 3 years in jail 4 years in jail 3 years injail 博弈规则的变化：

博弈Game Theory：如何获得最大的合作利益 Cooperation or Defect: Prisoner’s Dilemma The Similarity and Differences Between Game Theory and Evolution 事件博弈与进化博弈的区别： 生命进化中的博弈 总原则：没有合作就没有博弈 获得最大利益，利益的可持续性 进化博弈的特点：长期利益 1. 稳定性与多样性共存 2. 可遗传性 3. 可扩增性 博弈规则的变化：

基因与合作的起源 合作红利推动合作发展 www.sciencemag.org SCIENCE VOL 325 4 SEPTEMBER 2009 Published by AAAS NEWSFOCUS On the Origin of genes will spread.Helpers will therefore evolve if their overall reproductive output rises enough to make up for any loss of direct reproductive output. Cooperation Hamilton worked out a formula for pre- dicting "inclusive fitness"-your offspring plus some proportion of your relatives' offspring一and used that as a忽uide to deter- State University (NCSU)in Raleigh. mining whether cooperation should evolve So pervasive is cooperation that Martin in various circumstances.He concluded that Nowak of Harvard University ranks it as the inclusive fitness could indeed explain the third pillar ofevolution,alongside ofmutation evolution of highly social insects,whose and natural selection."Natural selection and colonies are composed ofrelated individuals, mutation describe how things change at the thus solving Darwin's problem. same level oforganization,"he explains."But This concept implies that individuals will natural selection and mutation alone wouldn't behave differently depending on the degree of explain how you get from the world of bacte- relatedness.As ancther Brit,J.B.S.Haldane, ria 3 billion years ago to what you have now." was reported to have put it 30 years earlier, Cooperation leads to integration,and integra- "Would I lay down my life to save my tion to the complexity we see in modem life. brother?No,but I would to save two brothers The challenge of cooperation is to explain or eight cousins." how self-interest is overcome given the way The idea that kinship helps drive cooper- natural selection works.Darwin suggested ative behavior has proved a powerful one, that selection might favor families whose but it cannot explain all of cooperation. members were cooperative,and researchers Humans,for example,often cooperate with 2018/6/1 today agree that kinship helps explain coop- nonrelatives."No other species seems to 5 eration.But cheaters-those who benefit have succeeded in establishing large-scale

2018/6/14 1 5 上海交通大学通识核心课 教授 李大伟 电邮 daweili@sjtu.edu.cn 电话：34204744 助教 朱 奇 电邮 zq0525@126.co 电话：34205436 基因与合作的起源 合作红利推动合作发展

进化中的合作获利改变博弈规则 1.生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2.什么是合作：交换物质与服务-你今天合作了吗？ 3.人类合作7个层次和五方式合作获利原则的体现 七个合作层次： 1)基因协作、2)细胞间合作、 3)家庭-个体合作的最小单位、4)族群-血缘、 5)统一合作群体-国家、6)人类的全球合作、7)跨物种合作。 五种合作方式： 1)血缘选择，2)直接互惠，3)间接互惠 4)关系网互惠，5)群体选择 4.适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1)友善、交流与判断的基因能力。2)宗教文化

进化中的合作获利改变博弈规则 1. 生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2. 什么是合作：交换物质与服务-你今天合作了吗？ 3. 人类合作7个层次和五方式-合作获利原则的体现 七个合作层次： 1）基因协作、2）细胞间合作、 3）家庭-个体合作的最小单位、4）族群-血缘、 5）统一合作群体-国家、6）人类的全球合作、7）跨物种合作。 五种合作方式： 1）血缘选择 ， 2）直接互惠 ， 3）间接互惠 4）关系网互惠， 5) 群体选择 4. 适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1）友善、交流与判断的基因能力。2）宗教文化

合作与特化红利-谁得到最大利益？

合作与特化红利 –谁得到最大利益？

进化中的合作获利改变博弈规则 1.生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2.什么是合作：交换物质与服务你今天合作了吗？ 3.人类合作7个层次和五方式合作获利原则的体现 七个合作层次： 1)基因协作、2)细胞间合作、 3)家庭-个体合作的最小单位、4)族群-血缘、 5)统一合作群体-国家、6)人类的全球合作、7)跨物种合作。 五种合作方式： 1)血缘选择，2)直接互惠，3)间接互惠 4)关系网互惠，5)群体选择 4.适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1)友善、交流与判断的基因能力。2)宗教文化

进化中的合作获利改变博弈规则 1. 生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2. 什么是合作：交换物质与服务-你今天合作了吗？ 3. 人类合作7个层次和五方式-合作获利原则的体现 七个合作层次： 1）基因协作、2）细胞间合作、 3）家庭-个体合作的最小单位、4）族群-血缘、 5）统一合作群体-国家、6）人类的全球合作、7）跨物种合作。 五种合作方式： 1）血缘选择 ， 2）直接互惠 ， 3）间接互惠 4）关系网互惠， 5) 群体选择 4. 适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1）友善、交流与判断的基因能力。2）宗教文化

不合作的孤僻症，Au典 Autism Travel Practice -Autism Speak FULL SERVICE 5.N 4-N FULL SERVICE 3.N S HUMETOWN AIRLINE WE INEW YORK'S ARO THERE'S MORE TO NEW YORK jetBlue NY THAN NYC. NOT ALL NEW YORY MOMENTS TAKE PLACE IS E CITY. OW THERE'S MORE TO NY THAN e 航空公司帮助孤僻症患儿练习独立通过登机安检

不合作的孤僻症：Autism Autism Travel Practice –Autism Speak 航空公司帮助孤僻症患儿练习独立通过登机安检

进化中的合作获利改变博弈规则 1.生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2.什么是合作：交换物质与服务-你今天合作了吗？ 3.人类合作7个层次和五方式-合作获利原则的体现 七个合作层次： 1)基因协作、2)细胞间合作、 3)家庭-个体合作的最小单位、4)族群-血缘、 5)统一合作群体-国家、6)人类的全球合作、7)跨物种合作。 五种合作方式： 1)血缘选择，2)直接互惠，3)间接互惠 4)关系网互惠，5)群体选择 4.适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1)友善、交流与判断的基因能力。2)宗教文化

进化中的合作获利改变博弈规则 1. 生命体合作获利原则的衍生物-社会：每个个体都必须获利 2. 什么是合作：交换物质与服务-你今天合作了吗？ 3. 人类合作7个层次和五方式-合作获利原则的体现 七个合作层次： 1）基因协作、2）细胞间合作、 3）家庭-个体合作的最小单位、4）族群-血缘、 5）统一合作群体-国家、6）人类的全球合作、7）跨物种合作。 五种合作方式： 1）血缘选择 ， 2）直接互惠 ， 3）间接互惠 4）关系网互惠， 5) 群体选择 4. 适应合作的环境促成了人类基因与社会的进化： 适应合作环境需要什么？1）友善、交流与判断的基因能力。2）宗教文化