昆明動物所證實植物也會使用胡蘿卜加大棒的策略

　　對于任何一個合作系統而言，總是存在投機的、不合作的行為或個體。這些投機行為或投機個體的在合作系統中的擴散將會導致合作系統的解體。然而，是什么機制能夠阻止這種投機行為，從而避免合作系統的解體至今仍是一個爭議很大的科學問題。

　　經典的、基于均衡和對稱性思想發展而來的理論認為：合作系統的投機個體在進化的過程中，演化出了與其它合作個體利用不同資源或空間的能力，因而能夠穩定地與合作個體共存于合作系統當中。而中國科學院昆明動物研究所王瑞武研究員等過去系列理論模型與實驗發現，這一經典的解釋可能并不可信。他們認為，合作系統可能是一個高度非對稱性系統，合作系統的優勢方可能通過懲罰機制來抑制投機個體或行為的擴散，而獎勵那些主動合作的個體或行為(胡蘿卜+大棒)。由于合作雙方存在信息、演化路徑的不對稱性，投機的個體或行為能夠得以共存。

　　為了進一步檢驗這種理論猜想的可信性，王瑞武研究團隊以著名的榕樹-榕小蜂這一種間合作為模式系統，來驗證上述理論猜想。與人類社會合作行為極為相似的是：榕樹-榕小蜂這一合作系統中，合作的傳粉小蜂中有些個體會采取投機性策略，而不給榕樹傳粉，甚至部分個體完全演化出投機行為的適應性特征----給植物傳粉的花粉囊完全退化。

　　試驗發現，榕樹會通過兩種方式懲罰這些投機性小蜂。當投機性小蜂數量比較少時，榕樹通過果實脫落，將這些投機性小蜂的后代全部殺死。而當投機小蜂個體數量比較多時，榕樹則通過抑制這些小蜂后代發育，降低其種群數量，但又維持其一定的數量，這極可能是由于這些投機性小蜂將為植物的花粉散布做出一定的貢獻有關。把兩種懲罰效應結合起來看，投機者越多，榕樹對其懲罰也越大。該研究同時發現：榕樹對投機性小蜂的懲罰主要是導致其雌性個體的死亡，而雌性在小蜂種群繁殖中屬于真正有效的繁殖個體，因而這種懲罰機制比對雌雄都懲罰的效率要更高。“順我者昌，逆我者亡”在自然生態系統得以演義。

　　該研究結果已在線發表于Ecology上。

　　同時，該課題以榕樹-榕小蜂合作系統為模式系統發現：一方面，非對稱性懲罰能夠促進合作的演化，但是該機制將可能同時導致合作系統局域性崩潰或種群出現局域性滅絕，產生生態學中的meta種群效應。而且發現非對稱性程度越高，合作系統出現局域性崩潰或種群滅絕的幾率也越高，系統震蕩的幅度也越大。非對稱性作用可能是一把雙刃劍：一方面能促進合作行為的演化，提高種群或系統的競爭能力;但是該機制同時將會導致系統出現局域性崩潰或甚至滅絕。理論同時也發現：非對稱性作用將可能導致合作系統內發生突變或創新能力的下降。上述結果不僅僅可以用來解釋種間合作行為的演化，也可解釋包括人類社會合作行為在內的種內合作行為。

　　該研究結果Science China Life Science已于近期接受發表。

　　上述研究獲得了國家自然科學基金生命科學學部和管理科學學部的面上基金資助，同時也獲得了國家杰出青年科學基金、中科院優秀生命青年科學專項的資助。