Но теперь они высказали несколько менее радужный взгляд на эволюцию. Проведя новый анализ дилеммы заключенного, проведенный среди большого, развивающегося населения, они обнаружили, что добавление большей гибкости в игру может сделать эгоистичные стратегии более успешными. Работа рисует более тусклый, но, вероятно, более реалистичный взгляд на то, как сотрудничество и эгоизм уравновешивают друг друга в природе.
«Это несколько удручающий эволюционный результат, но он имеет интуитивный смысл», – сказал Плоткин, профессор кафедры биологии Пенна в Школе искусств и наук, который был соавтором исследования со Стюартом, докторантом в своей лаборатории. «У нас была прекрасная картина того, как эволюция может способствовать сотрудничеству даже между корыстолюбивыми агентами, и иногда это действительно так, но когда мы допускаем мутации, которые меняют природу игры, происходит беглый эволюционный процесс, и внезапно отступничество становится более надежный результат."
Их исследование, которое будет опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences, исследует результаты дилеммы заключенного, сценария, используемого в области теории игр, чтобы понять, как люди решают, сотрудничать или нет. В дилемме, если оба игрока сотрудничают, они оба получают вознаграждение. Если один сотрудничает, а другой нет, сотрудничающий игрок получает наименьший возможный выигрыш, а проигравший игрок – наибольший. Если оба игрока не будут сотрудничать, они оба получат вознаграждение, но оно меньше, чем то, что они получили бы, если бы оба сотрудничали.
Другими словами, сотрудничать выгодно, но за эгоизм можно заплатить еще больше.
В предыдущем исследовании Стюарта и Плоткина была изучена повторяющаяся и эволюционная версия дилеммы заключенного, в которой совокупность игроков постоянно сопоставляется друг с другом. Самые успешные игроки «воспроизводят» больше и передают свои выигрышные стратегии следующему поколению. Исследователи обнаружили, что в таком сценарии побеждают кооперативные и даже прощающие стратегии, отчасти потому, что «мошенники» не могут победить самих себя.
В новом расследовании Стюарт и Плоткин добавили новый поворот. Теперь игроки могут не только изменять свою стратегию – независимо от того, сотрудничают они или нет, – но также могут изменять выплаты, которые они получают за сотрудничество.
Это, по словам Плоткина, может более точно отражать баланс риска и вознаграждения, который происходит в природе, когда организмы решают не только то, как часто они взаимодействуют, но и степень, в которой они сотрудничают.
Первоначально, как и в их более раннем исследовании, кооперативные стратегии приносили успех.
«Но когда преобладают кооперативные стратегии, выигрыш также возрастет», – сказал Стюарт. "Поскольку на карту поставлены все более и более высокие выплаты, также возрастает соблазн отступить. В некотором смысле кооператоры прокладывают путь к собственной кончине."
Действительно, Стюарт и Плоткин обнаружили, что популяция игроков достигла переломного момента, после которого дезертирство стало преобладающей стратегией среди населения.
Во втором анализе они позволили выплатам варьироваться вне порядка, установленного дилеммой заключенного. Например, вместо одностороннего отступничества, приносящего наибольшую награду, взаимное сотрудничество могло бы принести наибольшую выгоду, ситуация, описанная в игре, известной как Stag Hunt. Или же взаимное отступничество может принести самую низкую возможную награду, как описано в модели теории игр, известной как игра Snowdrift или Hawk-Dove.
Они обнаружили, что в кооперативных стратегиях опять же произошел первоначальный крах. Но по мере того, как население продолжало играть и развиваться, игроки также изменили выплаты, так что они играли в другую игру, либо в Snowdrift, либо в Stag Hunt.
«Таким образом, мы видим сложную динамику, когда позволяем развиваться всему спектру выплат», – сказал Плоткин. "Один из интересных результатов заключается в том, что сама игра Prisoner’s Dilemma нестабильна и заменяется другими играми. Как будто эволюция вообще хотела бы избежать дилеммы."
Стюарт и Плоткин говорят, что их новая концепция совместного развития стратегий и выгод в популяциях созрела для тестирования с использованием морских бактерий Vibrionaceae в качестве потенциальной модели. Исследователи отметили, что в этих бактериальных популяциях люди сотрудничают, делясь протеином, который они вытесняют, что позволяет им метаболизировать железо. Но бактерии могут обладать мутациями, которые влияют на то, продуцируют ли они белок и в каком количестве, взаимодействуют ли они и в какой степени, а также мутации, влияющие на то, насколько эффективно они могут поглощать белок, и их отдача.
Исследователи из Пенсильвании заявили, что «естественный эксперимент» с использованием тех или иных микробов может проверить их теорию, чтобы увидеть, когда и чем эгоизм может окупиться.
«После этого исследования мы пришли к менее оптимистичному взгляду на эволюцию сотрудничества», – сказал Стюарт. "Но звучит правдоподобно, что эволюция не всегда стремится к вечному и счастливому существованию."