Mathematical models for social evolution: from cooperation to language diversity

Uma das características que nos distinguem de outros seres vivos é nossa cultura. Entretanto, como comportamentos não fossilizam, é difícil reconstruir o passado para gerar insights sobre por que nos tornamos o que somos hoje. Juntamente com dados etnográficos e experimentais, os modelos matemáticos têm sido utilizados para abordar a questão sobre como nossos comportamentos foram moldados pela evolução. Esta tese está dividida em duas partes. Na primeira parte, discutiremos sobre seleção multinível e sobre como o framework matemático chamado Two-level Fisher Wright (TLFW) pode nos ajudar a entender a evolução da cooperação em populações humanas. Após descrevermos o problema da cooperação através do uso de ferramentas de teoria dos jogos, revisamos algumas das teorias atuais sobre por que a cooperação evoluiu. Em seguida, empregamos o framework TLFW ao problema da emergência de altruísmo em populações de caçadores-coletores, considerando uma situação em que o conflito entre grupos direciona a seleção. Na segunda parte, abordamos o tópico de diversidade linguística e apresentamos a importância de se estudar a competição entre línguas para ajudar a preservá-las. Traçando um paralelo entre a evolução das línguas e a evolução de normas sociais, introduzimos um modelo para analisar a persistência de dialetos, quando existe competição com uma língua padrão nacional.One of the features that distinguish human beings from other living species is our culture. However, since behaviors do not fossilize, it is difficult to reconstruct the past to get insights about why we are who we are. Along with ethnographic and experimental data, mathematical models have been used to address the question of how our behaviors were shaped by evolution. This thesis is divided into two parts. In the first part, we will discuss multilevel selection and how the mathematical framework Two-Level Fisher-Wright (TLFW) can help us to understand the evolution of cooperation in human populations. After describing the problem of cooperation by using game theory, we review some of the present theories about why cooperation has evolved. Then, we apply the TLFW framework to the problem of the evolution of altruism in populations of hunter-gatherers, considering a situation in which group conflict drives selection. In the second part, we discuss language diversity and present the importance of studying the competition between languages for helping to preserve them. By drawing a parallel between the evolution of language and social norms, we introduce a mathematical model to analyze the persistence of dialects competing against a national standard language