Un nouveau modèle mathématique suggère que la coopération entre différentes espèces peut échouer de manière inattendue, même lorsque les conditions semblent idéales pour travailler ensemble. Cette découverte remet en question notre compréhension de la façon dont les espèces interagissent et coopèrent dans la nature.
Le casse-tête de la coopération dans la nature
Charles Darwin trouvait la coopération dans la nature déconcertante. Elle semblait aller à l’encontre de son idée de la sélection naturelle, selon laquelle seuls les plus aptes survivent. Au fil des ans, les scientifiques ont utilisé la théorie des jeux pour comprendre pourquoi les animaux et les plantes s’entraident parfois au lieu de simplement se faire concurrence.
En général, la coopération fonctionne mieux lorsqu’elle ne coûte pas cher ou lorsqu’elle apporte de gros bénéfices. Lorsque la coopération devient trop coûteuse, les espèces cessent de le faire. Cette idée a contribué à expliquer les relations entre les plantes et leurs pollinisateurs, par exemple.
Mais une nouvelle étude publiée dans PNAS Nexus montre que la coopération peut échouer de manière surprenante.
Des rebondissements inattendus dans le comportement coopératif
Christoph Hauert, mathématicien à l’Université de Colombie-Britannique, explique : « À mesure que nous avons amélioré les conditions de coopération dans notre modèle, la fréquence des comportements mutuellement bénéfiques chez les deux espèces a augmenté, comme prévu. Mais à mesure que la fréquence de coopération dans notre simulation augmente (près de 50 %), on observe soudain une division. Il y a davantage de coopérateurs dans une espèce et moins dans l’autre, et cette asymétrie continue de se renforcer à mesure que les conditions de coopération deviennent plus favorables. »
Cette « rupture de symétrie de la coopération » a déjà été observée dans des modèles précédents. Mais ce nouveau modèle est différent car il permet aux individus de chaque groupe d’interagir de manière plus naturelle.
Le Dr Hauert et son collègue le Dr György Szabó du réseau de recherche hongrois ont utilisé des modèles informatiques pour placer des individus de deux espèces sur des grilles séparées, face à face. Cette configuration permet aux coopérateurs de former des groupes et d’interagir davantage avec d’autres coopérateurs, réduisant ainsi leur exposition aux tricheurs qui pourraient en profiter.
« Comme nous avons choisi des interactions symétriques, le niveau de coopération est le même dans les deux populations », explique le Dr Hauert. « Des groupes peuvent toujours se former et protéger les coopérateurs, mais ils doivent maintenant être synchronisés entre les réseaux, car c’est là que les interactions se produisent. »
Pourquoi c’est important
Cette recherche est importante pour plusieurs raisons :
- Cela remet en question notre compréhension de la manière dont les espèces coopèrent dans la nature.
- Cela pourrait aider à expliquer les changements soudains de comportement entre les espèces qui travaillent ensemble.
- Le modèle pourrait être utile pour étudier d’autres systèmes complexes, non seulement en biologie, mais aussi en physique et en sciences sociales.
Le Dr Szabó souligne : « La rupture de symétrie étrange dans la coopération montre des parallèles avec les transitions de phase dans les matériaux magnétiques et souligne le succès des approches développées en physique statistique et en physique du solide. En même temps, le modèle met en lumière des pics de changements radicaux de comportement qui peuvent affecter de manière significative les interactions dans les systèmes vivants complexes. »
Cette nouvelle approche de la coopération pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre et prévoir les changements au sein des écosystèmes. Elle pourrait également avoir des applications dans des domaines comme l’économie ou la politique sociale, où la compréhension de la coopération est cruciale.
Alors que nous sommes confrontés à des défis mondiaux qui nécessitent une coopération à grande échelle, des modèles comme celui-ci pourraient fournir des informations précieuses sur le moment et les raisons pour lesquelles la coopération peut soudainement s’effondrer, même dans des conditions apparemment favorables.
Questionnaire:
- Qu’advient-il de la coopération dans le modèle lorsque les conditions deviennent plus favorables ?
- Qui a trouvé la coopération dans la nature déroutante, selon l’article ?
- À quel domaine le Dr Szabó compare-t-il la brisure de symétrie dans la coopération ?
Réponse clé :
- Il se brise de manière inattendue ou devient asymétrique entre les espèces
- Charles Darwin
- Transitions de phase dans les matériaux magnétiques
