Cooperación y competencia bajo dureza ambiental: evidencia de evolución mediante simulaciones basadas en agentes

Abstract

La cooperación constituye uno de los desafíos más significativos en la teoría evolutiva debido a la aparente paradoja que representa: los comportamientos en los que un individuo asume costos en beneficio de otros parecen oponerse directamente al proceso mismo de la selección natural. Aunque diversos estudios han señalado una asociación entre la cooperación y las condiciones de dureza ambiental, los mecanismos específicos que explican esta relación aún no se han dilucidado completamente. Aclarar este proceso explicativo puede contribuir a resolver el problema de cómo la cooperación llega a consolidarse como rasgo evolutivo estable. Por ello, esta investigación evalúa si la cooperación puede evolucionar y mantenerse como estrategia adaptativa en contextos ambientales adversos, e identifica el principio adaptativo que media dicha relación.

Mediante simulaciones basadas en agentes (ABM, por sus siglas en inglés), enmarcadas en la teoría de juegos evolutivos (EGT, por sus siglas en inglés) — que estudia la interacción estratégica entre individuos— y la teoría de historia de vida (LHT, por sus siglas en inglés)— que analiza cómo los organismos equilibran su energía entre crecer, sobrevivir y reproducirse—, se plantea la hipótesis de que la dureza ambiental, entendida como un aumento en el costo de vida, favorece la cooperación a través de una compensación (trade-off) supervivencia- reproducción.

Los resultados de las simulaciones indican que, a medida que aumenta el costo de vida, los cooperadores prevalecen, mostrando perfiles específicos de historia de vida con mayor longevidad y menor tasa reproductiva neta. Este patrón evidencia un mecanismo evolutivo claro: la cooperación resulta siendo una estrategia adaptativa en escenarios críticos para la persistencia individual, como escasez de alimentos o recursos vitales, condiciones ambientales extremas o impredecibles.

Finalmente, estos hallazgos se analizan a la luz de corrientes históricas como la tradición rusa de la ayuda mutua del siglo XIX, que cuestionó la lucha intraespecífica como motor principal de la evolución y resaltó el papel crucial de la cooperación en contextos ambientales adversos. Así, la investigación integra perspectivas teóricas, históricas y empíricas para ofrecer una comprensión más amplia y profunda del fenómeno de la cooperación. (Texto tomado de la fuente)

Cooperation remains a central puzzle in evolutionary theory because behaviors that impose costs on actors while benefiting others appear to contradict the logic of natural selection. Although several studies have reported associations between cooperation and environmentally harsh conditions, the specific processes linking the two are still not fully resolved. Clarifying these processes can help explain how cooperation becomes an evolutionarily stable trait. Here I assess whether cooperation can evolve and persist as an adaptive strategy under harsh ecological conditions and identify the adaptive principle that mediates this relationship.

Using an agent-based modeling (ABM) approach framed by evolutionary game theory (EGT)—which examines strategic interactions among individuals—and life-history theory (LHT)—which analyzes how organisms allocate energy to growth, survival, and reproduction—I hypothesize that environmental harshness, operationalized as a higher cost of living, favors cooperation through a survival–reproduction trade-off.

Simulation results show that as the cost of living increases, cooperators come to prevail, displaying distinctive life-history profiles characterized by greater longevity and a lower net reproductive rate. This pattern reveals a clear evolutionary mechanism: cooperation functions as an adaptive strategy when individual persistence is strongly constrained—for example, under scarcity of food or vital resources, or under extreme or unpredictable environmental conditions.

Finally, I interpret these findings in light of historical perspectives such as the nineteenth-century Russian tradition of mutual aid, which questioned intra-specific struggle as the primary driver of evolution and emphasized the role of cooperation under adverse environments. In doing so, the study integrates theoretical, historical, and modeling perspectives to offer a broader and deeper account of the evolution of cooperation.