Vilka regler formade mänsklighetens ursprungliga sociala nätverk? Forskare i Japan utvecklade nya matematiska modeller för att förstå vilka förhållanden som skapade traditionella samhällsstrukturer och konventioner runt om i världen, inklusive tabun om incest.

"Vi tror att detta är första gången kulturantropologi och datorsimuleringar har träffats i en enda forskningsstudie, " sa professor Kunihiko Kaneko, en expert i teoretisk biologi och fysik från University of Tokyo Research Center for Complex Systems Biology.

Forskare använde statistisk fysik och datormodeller som är vanliga inom evolutionsbiologin för att förklara ursprunget till gemensamma samhällsstrukturer som dokumenterats av kulturantropologer runt om i världen.

De tidigaste sociala nätverken var tätt sammansvetsade kulturella grupper gjorda av flera biologiskt relaterade familjer. Den enstaka gruppen skulle sedan utveckla relationer med andra kulturgrupper i sitt närområde.

På 1960-talet kulturantropologer dokumenterade sociala nätverk av ursprungsbefolkningar och identifierade två släktskapsstrukturer som är vanliga runt om i världen. I områden med jägare- och samlarsamhällen, antropologer dokumenterade strukturer för direkt utbyte av släktskap där kvinnor från två samhällen byter plats när de gifter sig. I områden med jordbrukssamhällen, släktskapsstrukturer av generaliserat utbyte utvecklades där kvinnor flyttar mellan flera samhällen för att gifta sig.

"Antropologer har dokumenterat släktskapsstrukturer över hela världen, men det är fortfarande oklart hur dessa strukturer uppstod och varför de har gemensamma egenskaper, sa Kenji Itao, en förstaårs masterstudent i Kanekos laboratorium, vars tvärvetenskapliga intressen för fysik, matematik och antropologi motiverade denna forskningsstudie.

Experter inom antropologi anser att incesttabun är en extremt vanlig social regel som påverkar släktskapsstrukturer. Det uråldriga incest-tabut fokuserade på social närhet, snarare än genetiska eller blodförhållande, vilket betyder att det var tabu att gifta sig med någon som är född i samma kulturella grupp.

Itao och Kaneko designade en matematisk modell och datorsimulering för att testa vilka externa faktorer som kan få generationer av biologiskt relaterade familjer att organisera sig i samhällen med incesttabun och direkt eller generaliserat utbyte av brudar.

"Traditionellt, det är vanligare att kvinnor flyttar till ett nytt samhälle när de gifter sig, men vi inkluderade inga könsskillnader i denna datorsimulering, " förklarade Itao.

Simulerade familjegrupper med delade drag och önskningar naturligt grupperade till distinkta kulturella grupper. Dock, egenskaperna som gruppen hade skilde sig från de egenskaper de önskade hos äktenskapspartners, vilket betyder att de inte önskade makar som liknade dem själva. Detta är den underliggande orsaken till det traditionella gemenskapsbaserade incesttabun som studien föreslår.

När datorsimuleringen fick samhällen att samarbeta, generaliserade utbytessläktskapsstrukturer uppstod. Simuleringen visade olika släktskapsstrukturer, inklusive grundstrukturen för direkt utbyte, uppstå beroende på styrkan i konflikten för att hitta brudar och nödvändigheten av samarbete med specifika andra samhällen.

"Det är givande att se att kombinationen av statistisk fysik och evolutionsteori, tillsammans med datorsimuleringar, kommer att vara relevant för att identifiera universella egenskaper som påverkar mänskliga samhällen, " sa Kaneko.

Den nuvarande datormodellen är enkel och inkluderar bara faktorer av konflikt och samarbete som påverkar äktenskapet, men forskare hoppas kunna fortsätta utveckla modellen för att även beakta ekonomiska faktorer som kan få samhällen att separera i olika klasser. Med dessa tillägg, teorin kan förhoppningsvis utvidgas till att utforska olika samhällen i det moderna, globala samhället.

"Jag skulle vara glad om våra resultat kanske kan ge fältantropologer en hint om universella strukturer som kan förklara vad de observerar i nya studier, sa Itao.