信號理論
 | 此條目需要精通或熟悉相關主題的編者參與及協助編輯。 (2018年4月24日) |
演化生物學的信號理論是一門研究同物種間與跨物種之交流方式的理論學問。此理論的中心問題是：如果生物間有性擇等利益衝突時，他們會如預期地產生誠實的信號（不假設其刻意產生）還是欺騙。數學模型描述了信號如何為進化穩定對策做出貢獻。
雌性在擇偶時會發出信號，使雄性用於宣傳自己的信號感受到選擇壓力。信號會因接收者調整行為，持續進化以利於發信者。信號可能真實，並有助於適應接收者。但也能發出假信號來欺騙，這可以短暫利於發信者，但也伴隨著破壞整個信號系統的風險。
信號是作用於個體與基因層面還是群體層面的問題，生物學家理查德·道金斯認為個體會更好地演進和接收信號，甚至抵抗信號。Amotz Zahavi認為，欺騙行為可以透過障礙原則來控制，如障礙賽中最好的馬匹需承受最大的障礙重量。根據Zahavi的理論，像雄孔雀這種發信者有「尾巴」這種真正的障礙，生產成本很高。此生物系統穩定，因為大型華麗的尾巴是誠實的信號。生物學家試圖驗證障礙原則，但結果不一致。數學生物學家羅納德·愛爾默·費雪分析了每個基因對誠實信號貢獻兩份訊息（染色體倍性），表明在性擇中可能發生失控效應。演化敏感地依賴於成本和收益的平衡。
此現象也發生於人類，研究人員研究包括年輕人冒險，獵取大型野生動物和昂貴的宗教儀式等行為，似乎有資格成為昂貴的誠實信號。
性擇
當動物選擇配偶時，信號等性狀會受到進化壓力影響。例如，雄灰樹蛙發出聲響吸引雌性。當雌性因某種特定得叫聲而選擇雄性，就會將此信號的特定特徵繁衍下去。信號可以是其叫聲本身、叫聲的強度、叫聲的變化形式、叫聲的重複率等。各種假說試圖解釋為什麼雌性會選擇此一特定叫聲。感官開發假說認為，雌性接收者中已存在的偏好可以驅動雄性發送者的信號演變，與隱含偏好假說類似。隱性偏好假說認為成功吸引的叫聲能夠更好地契合某些雌性的隱性偏好[1]。發信者有時會演變出多重性徵[2]，而接收者也演變出多樣性徵偏好[3]。
高成本信號與費舍爾二倍體動態
通過建立有許多簡化條件的信號博弈的策略模型，人們得以探究成本如何控制可觀察的信號與不可觀察的信號發送者的特性之間的「誠實」關係。這些模型經常應用於二倍體動物的性選擇信號發送中，但它們很少包含一個由數學生物學家羅納德·艾爾默·費希爾於二十世紀初發現的關於二倍體動物有性繁殖的事實：如果存在與雌性的挑剔程度相關聯的「偏好基因」，以及與雄性的顯示特徵相關聯的「信號基因」，更挑剔的雌性會傾向於跟特徵更明顯的雄性交配。數代更迭下來，特徵更明顯的雄性後代會攜帶與更挑剔的雌性後代相關聯的基因，更挑剔的雌性後代也會攜帶跟特徵更明顯的雄性後代相關聯的基因。這就會引發一個被稱為「費舍爾氏失控理論」的進化動態，其中雄性的特徵會更加明顯。羅素蘭德以一個數量遺傳學模型來探究了這個問題[4]，發現費舍爾二倍體動態對於發出信號和尋找信號的成本敏感。其他模型既包含了高成本信號又包含了費舍爾失控理論。[5][6]這些模型顯示如果適應度取決於存活和繁殖，（在常規模型中）擁有更吸引異性的雄性後代和更挑剔的雌性後代可以是適應性的，將適應度作出與擁有健康後代相應的提升[5][6]。