La evolución de la cooperación y el origen de la sociedad humana

Abstract

En la actualidad, la selección natural es considerada por la ciencia como el principal mecanismo evolutivo por el que la vida se transforma. Ésta fue formulada asumiendo poblaciones que saturan el medio que habitan. Bajo esta condición, aquellos que mejor explotan los recursos limitados disponibles evolucionan frente a los que no logran dicho cometido. De esta manera, la vida evoluciona hacia la tragedia de los comunes donde los individuos deben luchar entre sí por su vida, o morir desplazados por aquellos capacitados para hacerlo. Sin embargo, la cooperación es ubicua en la vida conocida, desde células hasta sociedades como la humana. Entonces, ¿cómo puede la cooperación evolucionar por selección natural? Este interrogante que está presente desde los tiempos de Darwin, es en la actualidad una de las preguntas centrales de la biología evolutiva. En este largo camino han sido formuladas diversas posibles respuestas que en conjunto permiten explicar gran parte de la cooperación que observamos. Sin embargo, estas propuestas desestiman la posibilidad de que la vida evolucione introduciendo elementos previamente inexistentes e impredecibles a partir de la información disponible. Cuando este elemento es considerado, la cooperación alcanzada por las formulaciones tradicionales evoluciona hacia la extinción. Por lo tanto, las teorías tradicionales sólo permiten explicar la evolución temporal de la cooperación. Tomando esto como motivación presentamos nuestra interpretación de la cooperación en la naturaleza, que construida a partir de conocimiento tradicional soluciona la histórica problemática. En particular, desde nuestra perspectiva el conjunto de individuos que coopera es la primera aproximación de un organismo vivo más complejo que sus partes. De esta manera, el problema de la cooperación es una evidencia del inevitable destino que todo ser vivo experimenta, la muerte. Por lo tanto, para que la cooperación evolucione más allá de este inevitable evento es necesario que el sistema se reproduzca y, por lo tanto, la reproducción del organismo es solución al problema de la cooperación. Posteriormente, buscamos comprender la evolución de la sociedad humana mediante elementos generales de nuestra especie. Para esto presentamos un modelo que permite considerar el crecimiento del sistema simultáneamente a la evolución del comportamiento de los individuos (estrategia) en poblaciones estructuradas. Este modelo es motivado por el hecho de que toda sociedad humana ha sido formada por un proceso de crecimiento en lugar de haberse desarrollado espontáneamente, tal y como se considera habitualmente en la literatura. Mediante esta modelización y considerando diferentes elementos generales, mostramos condiciones cercanas a las mínimas teóricas, a partir de las cuales evolucionan sistemas altamente cooperativos de cualquier tamaño y topología. Este resultado es robusto a toda forma de actualización de estrategia e interacción considerada. Sin embargo, el sistema cooperativo encuentra dificultades para superar cambios espontáneos de estrategia. Teniendo esto en cuenta presentamos una regla que llamamos “actualización democrática ponderada” donde el comportamiento de los individuos es socialmente influenciado por el propio de aquellos con los que interactúan, de manera que la influencia social de los individuos aumenta con su éxito. Mediante esta regla mostramos que un sistema cooperativo estructurado supera los cambios espontáneos de estrategia bajo condiciones cercanas a las mínimas posibles, incluso cuando estos cambios son frecuentes. Dada la robustez y generalidad de nuestra formulación, proponemos nuestra teoría como explicación del origen evolutivo de la sociedad humana así como también de estadios posteriores. Evidentemente, nuestra sociedad presenta un grado de complejidad profundamente superior a la que nuestra modelización ha alcanzado. Sin embargo, considerando la gran simplicidad de nuestra modelización, la consideramos como un primer paso hacia la construcción de un modelo físico-biológico satisfactorio de la sociedad humana contemporánea.

Nowadays, natural selection is considered by science as the main evolutionary mechanism by which life changes in time. This mechanism was formulated by assuming that population’s size is bounded by the limited resources of the environment. Under this condition, only evolve those individuals that exploit the limited resources in the best way. Hence, life evolves to the tragedy of the commons where individuals must fight each other, or die displaced by those prepared to do it. However, the cooperation is ubiquitous in nature, from cells to societies such as the human one. Then, how does cooperation evolve by natural selection? This question is present from Darwin’s theory, and it is currently one of the central questions of evolutionary biology. In this long tradition several possible answers have been proposed and are able to explain a great part of the cooperation observed in nature. However, these theories dismiss the possibility that life evolves introducing new and unpredictable elements from the available information. When this element is considered, the cooperation reached by traditional theories goes to extinction. Therefore, the traditional formulations just can explain the temporal evolution of cooperation. Taking this as a motivation, we introduce a new interpretation for cooperation in nature, which built it from traditional knowledge solves the historical cooperation problem. In particular, from our perspective a highly cooperative set of individuals is the first approximation of a living organism more complex than its parts. In this way, the cooperation problem is evidence of the inevitable fate that all life experiences, i.e. the death. Therefore, in order for cooperation to evolve, beyond this inevitably event, is required the reproduction of the system and, in consequence the reproduction becomes a solution to the problem of cooperation. Subsequently, we try to understand the evolution of the human society by considering general elements of our specie. To this end, we present a model that allows considering the growth of the system simultaneously that the behavior of individuals (strategy) evolves on structured populations. The model is motivated in the fact that human societies have emerged as a result of a growth process rather than spontaneous development, as is usually considered in literature. From this model and considering other general elements, we show conditions close to the theoretical minimum, from which highly cooperative systems of any size and topology may evolve. This result is robust under any strategy update and interaction considered. However, the cooperative system finds difficulties to overcome spontaneous changes of strategy. Taking this into account we present a new rule that we call “democratic weighted update” where the behavior of the individuals is socially influenced by those which interact with, in such a way that the social influence of individuals increase with their success. By considering this rule we show that a structured cooperative system overcomes the emergence of spontaneous changes of strategy, even when these changes are frequent. Given the robustness and generality of our formulation, we propose our theory as a possible explanation of the evolutionary origin of human society as well as for later stages. Obviously, our society presents much higher complexity than the one reached by our model. However, since our model is very simple, we consider it as a good first step towards building a successful biophysical model of the actual human society.