Η Θεωρία Παιγνίων θέτει υπό αμφισβήτηση τη συνεργασία
Όταν το χειρόγραφο πέρασε από το γραφείο του, ο Joshua Plotkin, ένας θεωρητικός βιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, ενθουσιάστηκε αμέσως. Ο φυσικός Freeman Dyson και ο επιστήμονας υπολογιστών William Press, και οι δύο εξαιρετικά καταρτισμένοι στον τομέα τους, είχαν βρει μια νέα λύση σε ένα διάσημο σενάριο θεωρίας παιχνιδιών δεκαετιών που ονομάζεται δίλημμα του φυλακισμένου, στο οποίο οι παίκτες πρέπει να αποφασίσουν αν θα εξαπατήσουν ή θα συνεργαστούν με εταίρος. Το δίλημμα του κρατούμενου έχει χρησιμοποιηθεί από καιρό για να εξηγήσει πώς μπορεί να διαρκέσει η συνεργασία στη φύση. Εξάλλου, η φυσική επιλογή διέπεται από την επιβίωση του ισχυρότερου, επομένως θα μπορούσε κανείς να αναμένει ότι οι εγωιστικές στρατηγικές που ωφελούν το άτομο θα είναι πολύ πιθανό να επιμείνουν. Ωστόσο, η προσεκτική μελέτη του διλήμματος του κρατούμενου αποκάλυψε ότι οι οργανισμοί μπορούσαν να ενεργήσουν αποκλειστικά για το δικό τους συμφέρον και να δημιουργήσουν μια κοινότητα συνεργασίας.
Ωστόσο, η νέα λύση του Press και του Dyson στο πρόβλημα έθεσε αυτή τη ρόδινη προοπτική. Πρότεινε ότι οι καλύτερες στρατηγικές ήταν εγωιστικές που οδήγησαν σε εκβιασμό και όχι συνεργασία.
Ο Πλότκιν βρήκε τα μαθηματικά του διδύμου αξιοσημείωτα στην κομψότητα του. Όμως το αποτέλεσμα τον προβλημάτισε. Η φύση περιλαμβάνει πολλά παραδείγματα συνεργατικής συμπεριφοράς. Για παράδειγμα, οι νυχτερίδες βαμπίρ δωρίζουν μέρος του γεύματος αίματος τους σε μέλη της κοινότητας που δεν βρίσκουν θήραμα. Ορισμένα είδη πουλιών και κοινωνικών εντόμων βοηθούν συνήθως στην ανατροφή του γόνου του άλλου. Ακόμη και τα βακτήρια μπορούν να συνεργαστούν, κολλώντας το ένα στο άλλο, έτσι ώστε μερικά να επιβιώσουν από το δηλητήριο. Εάν κυριαρχεί ο εκβιασμός, τι οδηγεί αυτές και άλλες πράξεις ανιδιοτέλειας;
Η εφημερίδα Press και Dyson εξέτασε ένα κλασικό σενάριο θεωρίας παιγνίων - ένα ζευγάρι παικτών που εμπλέκονται σε επαναλαμβανόμενες αντιπαραθέσεις. Ο Πλότκιν ήθελε να μάθει εάν η γενναιοδωρία θα μπορούσε να αναβιώσει εάν τα ίδια μαθηματικά εφαρμόζονταν σε μια κατάσταση που έμοιαζε περισσότερο με τη φύση. Έτσι, αναδιατύπωσε την προσέγγισή τους σε έναν πληθυσμό, επιτρέποντας στα άτομα να παίξουν μια σειρά παιχνιδιών με κάθε άλλο μέλος της ομάδας τους. Το αποτέλεσμα των πειραμάτων του, το πιο πρόσφατο από τα οποία δημοσιεύτηκε τον Δεκέμβριο στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών , υποδηλώνει ότι η γενναιοδωρία και ο εγωισμός βαδίζουν σε μια επισφαλή γραμμή. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η συνεργασία θριαμβεύει. Αλλά μετατοπίστε μόνο μία μεταβλητή και ο εκβιασμός αναλαμβάνει για άλλη μια φορά. "Έχουμε τώρα μια πολύ γενική εξήγηση για το πότε αναμένεται ή δεν αναμένεται να εξελιχθεί η συνεργασία στους πληθυσμούς", δήλωσε ο Plotkin, ο οποίος διεξήγαγε την έρευνα μαζί με τον συνάδελφό του Alexander Stewart.
Η εργασία είναι εντελώς θεωρητική σε αυτό το σημείο. Ωστόσο, τα ευρήματα θα μπορούσαν ενδεχομένως να έχουν ευρεία εμβέλεια, εξηγώντας φαινόμενα που κυμαίνονται από τη συνεργασία μεταξύ πολύπλοκων οργανισμών έως την εξέλιξη της πολυκυτταρικότητας — μια μορφή συνεργασίας μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων.
Ο Plotkin και άλλοι λένε ότι το έργο του Press και του Dyson θα μπορούσε να προσφέρει ένα νέο πλαίσιο για τη μελέτη της εξέλιξης της συνεργασίας χρησιμοποιώντας τη θεωρία παιγνίων, επιτρέποντας στους ερευνητές να ξεκαθαρίσουν τις παραμέτρους που επιτρέπουν την ύπαρξη συνεργασίας. «Βασικά έχει αναζωογονήσει αυτό το πεδίο», δήλωσε ο Martin Nowak, βιολόγος και μαθηματικός στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ.
Τιτ για Τατ
Οι πίθηκοι Vervet είναι γνωστοί για τους συναγερμούς τους. Ένας πίθηκος θα ουρλιάξει για να προειδοποιήσει τους γείτονές του όταν ένα αρπακτικό είναι κοντά. Αλλά κάνοντας αυτό, εφιστά την επικίνδυνη προσοχή στον εαυτό του. Οι επιστήμονες που επιστρέφουν στο Δαρβίνο προσπάθησαν να εξηγήσουν πώς εξελίχθηκε αυτό το είδος αλτρουιστικής συμπεριφοράς. Εάν ένα αρκετά υψηλό ποσοστό πιθήκων που ουρλιάζουν παρασυρθεί από αρπακτικά, η φυσική επιλογή θα ήταν αναμενόμενο να καταπνίξει τους ουρλιάζοντες στη γονιδιακή δεξαμενή. Ωστόσο, δεν το κάνει, και οι εικασίες για το γιατί έχουν οδηγήσει σε δεκαετίες (μερικές φορές έντονες) συζητήσεις.
Οι ερευνητές έχουν προτείνει διάφορους πιθανούς μηχανισμούς για να εξηγήσουν τη συνεργασία. Η επιλογή συγγενών υποδηλώνει ότι η βοήθεια των μελών της οικογένειας βοηθά τελικά το άτομο. Η επιλογή ομάδας προτείνει ότι οι συνεταιριστικές ομάδες μπορεί να είναι πιο πιθανό να επιβιώσουν από τις μη συνεργάσιμες. Και η άμεση αμοιβαιότητα υποστηρίζει ότι τα άτομα ωφελούνται από τη βοήθεια κάποιου που τα έχει βοηθήσει στο παρελθόν.
Το δίλημμα του κρατούμενου βοηθά τους ερευνητές να κατανοήσουν τις απλές στρατηγικές, όπως η συνεργασία με γενναιόδωρα μέλη της κοινότητας και η εξαπάτηση των απατεώνων, που μπορούν να δημιουργήσουν μια συνεταιριστική κοινωνία υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Περιγράφηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1950, το κλασικό δίλημμα των κρατουμένων περιλαμβάνει ένα ζευγάρι εγκληματιών που συλλαμβάνονται και τοποθετούνται σε ξεχωριστά δωμάτια. Ο καθένας έχει μια επιλογή:να ομολογήσει ή να μείνει σιωπηλός. Στο καλύτερο αποτέλεσμα, και οι δύο δεν λένε τίποτα και φεύγουν ελεύθεροι. Αλλά επειδή κανείς δεν ξέρει τι θα κάνει ο άλλος, η σιωπή είναι επικίνδυνη. Εάν ο ένας μυρίζει και ο άλλος μένει σιωπηλός, ο αρουραίος λαμβάνει μια πιο ελαφριά ποινή ενώ ο ήσυχος σύντροφος υποφέρει.
Ακόμη και απλοί οργανισμοί, όπως τα μικρόβια, συμμετέχουν σε αυτού του είδους τα παιχνίδια. Μερικοί θαλάσσιοι μικροοργανισμοί παράγουν μόρια που τους βοηθούν να συγκεντρώσουν σίδηρο, ένα ζωτικής σημασίας θρεπτικό συστατικό. Οι μικροβιακές αποικίες έχουν συχνά παραγωγούς και απατεώνες — μικρόβια που δεν παράγουν οι ίδιοι την ένωση, αλλά εκμεταλλεύονται τα μόρια των γειτόνων τους.
Σε μία μόνο περίπτωση του διλήμματος του κρατούμενου, η καλύτερη στρατηγική είναι να αποστασιοποιήσετε — να τσιρίξετε τον σύντροφό σας και θα έχετε λιγότερο χρόνο. Αλλά αν το παιχνίδι επαναλαμβάνεται ξανά και ξανά, η βέλτιστη στρατηγική αλλάζει. Σε μια και μόνο συνάντηση, ένας πίθηκος που εντοπίζει ένα αρπακτικό είναι πιο ασφαλής αν μένει σιωπηλός. Αλλά κατά τη διάρκεια μιας ζωής, ο πίθηκος είναι πιο πιθανό να επιβιώσει εάν προειδοποιήσει τους γείτονές του για επικείμενο κίνδυνο και κάνουν το ίδιο. «Κάθε παίκτης έχει το κίνητρο να αποστασιοποιηθεί, αλλά συνολικά θα τα πάει καλύτερα αν συνεργαστεί», είπε ο Plotkin. "Είναι ένα κλασικό πρόβλημα για το πώς μπορεί να προκύψει η συνεργασία."
Στη δεκαετία του 1970, ο Ρόμπερτ Άξελροντ, πολιτικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, ξεκίνησε ένα τουρνουά στρογγυλής περιπέτειας με διαφορετικές στρατηγικές μεταξύ τους. Προς έκπληξη πολλών υποψηφίων, κέρδισε η απλούστερη προσέγγιση. Απλώς μιμούμενος την προηγούμενη κίνηση του άλλου παίκτη, μια στρατηγική που ονομάζεται tit for tat, θριάμβευσε έναντι πολύ πιο εξελιγμένων προγραμμάτων.
Οι στρατηγικές αντάμωσης μπορούν να βρεθούν σε ολόκληρο τον βιολογικό κόσμο. Για παράδειγμα, ζεύγη ραβδί ψαριών, αναζητούν κοντινά αρπακτικά σε ένα είδος ντουέτου. Αν το ένα ψάρι κάνει την επικίνδυνη κίνηση του βέλους μπροστά, το άλλο ανταποδίδει με μια παρόμοια πράξη γενναιότητας. Εάν κάποιος μένει πίσω, ελπίζοντας να αφήσει τον σύντροφό του να πάρει το ρίσκο, ο σύντροφός του υποχωρεί επίσης.
Τα τελευταία 30 χρόνια, οι επιστήμονες έχουν εξερευνήσει πιο εξελικτικά ρεαλιστικές εκδοχές του διλήμματος του κρατούμενου από την απλή εκδοχή του Axelrod. Οι παίκτες σε ένα μεγάλο τουρνουά round-robin ξεκινούν με ένα ποικίλο σύνολο στρατηγικών — σκεφτείτε αυτό ως τη γενετικά καθορισμένη φυσική τους κατάσταση. Για να μιμηθεί την επιβίωση του ισχυρότερου, ο νικητής κάθε αλληλεπίδρασης γεννά περισσότερους απογόνους, οι οποίοι κληρονομούν την ίδια στρατηγική με τον γονέα του. Έτσι, οι πιο επιτυχημένες στρατηγικές αυξάνονται σε δημοτικότητα με την πάροδο του χρόνου.
Η προσέγγιση της νίκης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους της ομάδας, των στρατηγικών που υπάρχουν στην αρχή και του πόσο συχνά οι παίκτες κάνουν λάθη. Πράγματι, η προσθήκη θορύβου στο παιχνίδι - μια τυχαία αλλαγή στη στρατηγική που λειτουργεί ως βάση για τη γενετική μετάλλαξη - τερματίζει τη βασιλεία του tit for tat. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, θριαμβεύει μια παραλλαγή που είναι γνωστή ως γενναιόδωρη γάμπα, η οποία περιλαμβάνει περιστασιακά συγχώρεση της προδοσίας του άλλου.
Η συνολική γεύση αυτών των προσομοιώσεων είναι αισιόδοξη — η ευγένεια πληρώνει. "Οι πιο επιτυχημένες στρατηγικές συχνά τείνουν να είναι αυτές που δεν προσπαθούν να εκμεταλλευτούν κάποιο άλλο άτομο", είπε ο Nowak.
Μπείτε στο Press and Dyson με μια σκοτεινή δόση απόγνωσης.
Θρίαμβος του Συνεργάτη
Παρά το εντυπωσιακό βιογραφικό τους, τόσο ο Press όσο και ο Dyson ήταν σχετικά νέοι στη θεωρία παιγνίων. Αυτό έκανε τη νέα τους λύση στο δίλημμα του 60χρονου κρατούμενου, που δημοσιεύτηκε στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών το 2012, ακόμη πιο απροσδόκητο. «Είναι ένα αξιοσημείωτο χαρτί που θα μπορούσε κάλλιστα να είχε γραφτεί πριν από 30 χρόνια», είπε ο Πλότκιν. "Η μαθηματική ιδέα στην καρδιά της εργασίας τους παραβλέφθηκε, παρά τις εκατοντάδες επιστήμονες που μελετούσαν τη θεωρία παιγνίων και τις εφαρμογές της."
Ο Press και ο Dyson περιέγραψαν μια προσέγγιση, που ονομάστηκε εκβιασμός, στην οποία ένας παίκτης μπορούσε πάντα να κερδίζει επιλέγοντας να ελαττώσει σύμφωνα με ένα καθορισμένο σύνολο πιθανοτήτων. Η στρατηγική του Press and Dyson είναι αξιοσημείωτη καθώς επιτρέπει σε έναν παίκτη να ελέγχει το αποτέλεσμα του παιχνιδιού. «Η κύρια καινοτομία είναι να υπολογίσεις πόσο συχνά μπορείς να παραλείψεις χωρίς να αποθαρρύνεις εντελώς τον συμπαίκτη σου», δήλωσε ο Christian Hilbe, ερευνητής στην ομάδα του Nowak στο Χάρβαρντ. Επιπλέον, ο παίκτης που κερδίζει χρειάζεται να θυμάται μόνο μία προηγούμενη κίνηση, αλλά η στρατηγική λειτουργεί εξίσου καλά με αυτές που ενσωματώνουν πολλούς προηγούμενους γύρους παιχνιδιού.
Ο δεύτερος παίκτης αναγκάζεται να συνεργαστεί με τον εκβιαστή γιατί αυτή είναι η επιλογή που παρέχει την καλύτερη ανταμοιβή. «Αν είμαι εκβιαστής, κάθε τόσο θα αποστατώ, παρόλο που συνεργαστήκαμε, σε αρκετή ακριβώς αναλογία που ό,τι κι αν κάνετε, θα έχω μεγαλύτερη ανταμοιβή από εσάς», είπε ο Πλότκιν. Η κατάσταση θυμίζει ομαδικό έργο στο γυμνάσιο. Εάν ένα μέλος της ομάδας χαλαρώσει, οι ευσυνείδητοι μαθητές δεν έχουν άλλη επιλογή από το να εργαστούν σκληρότερα για να κερδίσουν έναν καλό βαθμό.
Η αρχική εργασία των Press and Dyson τοποθετήθηκε σε ένα κλασικό πλαίσιο θεωρίας παιγνίων - μια σειρά αλληλεπιδράσεων μεταξύ ενός μόνο ζεύγους παικτών. Αλλά ο Plotkin και ο Stewart ήθελαν να μάθουν τι θα συνέβαινε εάν εφάρμοζαν την ίδια μαθηματική προσέγγιση σε μια εξελισσόμενη ομάδα, όπως οι πίθηκοι ή οι νυχτερίδες βαμπίρ, που αναπαράγονται και επιβιώνουν με βάση την ατομική τους φυσική κατάσταση. Εξερεύνησαν την ευρύτερη κατηγορία επιτυχημένων στρατηγικών, που ονομάζονται στρατηγικές μηδενικής καθοριστικής σημασίας, που είχαν εντοπίσει οι Press και Dyson.
Αυτή η κατηγορία στρατηγικών περιλαμβάνει το ηθικό αντίθετο του εκβιασμού:τη γενναιοδωρία. Γενικά, ένας παίκτης που εφαρμόζει μια γενναιόδωρη στρατηγική θα συνεργάζεται πάντα όταν το κάνει ο αντίπαλός του. Εάν ο αντίπαλος ελαττώσει, ο πρώτος παίκτης θα συνεχίσει να συνεργάζεται με μια συγκεκριμένη πιθανότητα σε μια προσπάθεια να πείσει τον αντίπαλο να επιστρέψει στη γενναιοδωρία.
Προς ανακούφιση των Plotkin και Stewart, οι γενναιόδωρες στρατηγικές και όχι οι εκβιαστικές ήταν πιο επιτυχημένες όταν εφαρμόστηκαν σε εξελισσόμενους πληθυσμούς. «Βρήκαμε μια πολύ πιο ρόδινη εικόνα», είπε ο Πλότκιν, ο οποίος δημοσίευσε τα αποτελέσματα το 2013 στο Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών . "Οι πιο ισχυρές στρατηγικές, αυτές που δεν μπορούν να αντικατασταθούν από άλλες στρατηγικές, είναι γενναιόδωρες."
Η βασική διαίσθηση είναι απλή. «Ο εκβιασμός τα πάει καλά με έναν αντίπαλο», είπε ο Plotkin. «Αλλά σε έναν μεγάλο πληθυσμό, ένας εκβιαστής θα ζευγαρώσει τελικά με έναν άλλον εκβιαστή». Τότε και οι δύο θα ελαττώσουν, παίρνοντας μια φτωχότερη ανταμοιβή. «Ο Plotkin βελτίωσε το μοντέλο μας γυρίζοντάς το ανάποδα», είπε ο Dyson. "Αν θέλετε κάποιος να συνεργαστεί μαζί σας, είναι καλύτερο να δωροδοκήσετε το άτομο με οφέλη μικρής εμβέλειας παρά να το τιμωρήσετε αμέσως."
Ο Hilbe επιβεβαίωσε αυτά τα ευρήματα σε ένα πραγματικό σενάριο, φέρνοντας τους ανθρώπινους παίκτες απέναντι σε υπολογιστές χρησιμοποιώντας είτε γενναιόδωρες είτε εκβιαστικές στρατηγικές. Όπως είχε προβλεφθεί, οι άνθρωποι κέρδισαν μεγαλύτερες πληρωμές όταν έπαιζαν ενάντια σε γενναιόδωρους υπολογιστές παρά με εγωιστές. Αλλά οι άνθρωποι έτειναν επίσης να τιμωρούν τους εκβιαστές αντιπάλους, αρνούμενοι να συνεργαστούν παρόλο που θα ήταν προς το συμφέρον τους να το κάνουν. Αυτό με τη σειρά του μείωσε την ανταμοιβή τόσο για τον ανθρώπινο παίκτη όσο και για τον υπολογιστή. Στο τέλος, ο γενναιόδωρος υπολογιστής κέρδισε μεγαλύτερη πληρωμή από τον υπολογιστή εκβιαστή.
Η εκδίκηση του εκβιαστή
Δεδομένων αυτών των αποτελεσμάτων, ο Πλότκιν ήλπιζε ότι οι εκβιαστές θα μπορούσαν να κρατηθούν μακριά. Αλλά αυτή η αισιοδοξία ήταν βραχύβια. Μετά τη μελέτη του το 2013, ο Plotkin άλλαξε τις αποδόσεις για να κερδίσει με τη συνεργασία ή την απόστασή του. Οι παίκτες πέρασαν τόσο τη στρατηγική τους όσο και τις στρατηγικές απολαβές στους απογόνους τους. Και οι δύο ποσότητες ενδέχεται να υποστούν τυχαίες μεταλλάξεις.
Με αυτήν την αλλαγή στο σύστημα, η οποία μπορεί να αντιστοιχεί σε αλλαγή των περιβαλλοντικών συνθηκών, το αποτέλεσμα επέστρεψε στη σκοτεινή πλευρά. Η γενναιοδωρία δεν ήταν πλέον η προτιμώμενη λύση. «Καθώς οι μεταλλάξεις που αυξάνουν τον πειρασμό για ελαττώματα σαρώνουν την ομάδα, ο πληθυσμός φτάνει σε ένα οριακό σημείο», είπε ο Plotkin. "Ο πειρασμός να αποστασιοποιηθεί είναι συντριπτικός, και η αποστασία κυβερνά την ημέρα."
Ο Πλότκιν είπε ότι το αποτέλεσμα ήταν απροσδόκητο. «Προκαλεί έκπληξη γιατί βρίσκεται στο ίδιο πλαίσιο —θεωρία παιγνίων— που έχουν χρησιμοποιήσει οι άνθρωποι για να εξηγήσουν τη συνεργασία», είπε. «Νόμιζα ότι ακόμα κι αν επιτρέψατε στο παιχνίδι να εξελιχθεί, η συνεργασία θα εξακολουθούσε να επικρατεί.»
Το αποφασιστικό στοιχείο είναι ότι μικρές τροποποιήσεις στις συνθήκες μπορούν να έχουν σημαντική επίδραση στο εάν θριαμβεύσει η συνεργασία ή ο εκβιασμός. «Είναι πολύ ωραίο να βλέπουμε ότι αυτό οδηγεί σε ποιοτικά διαφορετικά αποτελέσματα», δήλωσε ο Jeff Gore, βιοφυσικός στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης που δεν συμμετείχε στη μελέτη. "Ανάλογα με τους περιορισμούς, μπορείτε να εξελίξετε ποιοτικά διαφορετικά είδη παιχνιδιών."
Ο Chris Adami, υπολογιστικός βιολόγος στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, υποστηρίζει ότι δεν υπάρχει βέλτιστη στρατηγική — ο νικητής εξαρτάται από τις συνθήκες.
Πράγματι, η μελέτη του Plotkin είναι απίθανο να είναι το τέλος της ιστορίας. «Είμαι σίγουρος ότι θα υπάρξουν άνθρωποι που θα δουν πώς το αποτέλεσμα εξαρτάται από τις υποθέσεις», είπε η Hilbe. "Ίσως η συνεργασία μπορεί με κάποιο τρόπο να διασωθεί."
Το μέλλον του φυλακισμένου
Το δίλημμα του κρατούμενου είναι προφανώς μια εξαιρετικά απλοποιημένη εκδοχή πραγματικών αλληλεπιδράσεων.
Πόσο καλό μοντέλο είναι λοιπόν για τη μελέτη της εξέλιξης της συνεργασίας; Ο Dyson δεν είναι αισιόδοξος. Του αρέσουν οι σπουδές του Plotkin και του Hilbe, αλλά κυρίως επειδή περιλαμβάνουν ενδιαφέροντα μαθηματικά. "Σίγουρα ως περιγραφή πιθανών κόσμων είναι αρκετά ενδιαφέρον, αλλά δεν μου μοιάζει με τον κόσμο της βιολογίας", είπε ο Dyson.
Ο Ethan Akin, ένας μαθηματικός που έχει εξερευνήσει στρατηγικές παρόμοιες με του Press και του Dyson, είπε ότι πιστεύει ότι τα αποτελέσματα είναι πιο εφαρμόσιμα στη λήψη κοινωνιολογικών αποφάσεων παρά στην εξέλιξη της συνεργασίας.
Αλλά ορισμένοι πειραματιστές βιολόγοι διαφωνούν, λέγοντας ότι τόσο το δίλημμα του κρατούμενου όσο και η θεωρία παιγνίων γενικότερα είχαν μια βαθιά επίδραση στον τομέα τους. "Νομίζω ότι η συμβολή της θεωρίας παιγνίων στη μικροβιακή συνεργασία είναι τεράστια", δήλωσε ο Will Ratcliff, εξελικτικός βιολόγος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Τζόρτζια.
Για παράδειγμα, οι επιστήμονες που μελετούν την αντοχή στα αντιβιοτικά χρησιμοποιούν ένα σενάριο θεωρίας παιγνίων που ονομάζεται παιχνίδι χιονιού, στο οποίο ένας παίκτης ωφελείται πάντα από τη συνεργασία. (Αν κολλήσετε στην πολυκατοικία σας μετά από μια χιονοθύελλα, επωφεληθείτε από το φτυάρι, αλλά και όλοι όσοι μένουν εκεί και δεν φτυαρίζουν.) Ορισμένα βακτήρια μπορούν να παράγουν και να εκκρίνουν ένα ένζυμο ικανό να απενεργοποιήσει τα αντιβιοτικά φάρμακα. Η παραγωγή του ενζύμου είναι δαπανηρή και τα τεμπέλικα βακτήρια που δεν το παράγουν μπορούν να ωφεληθούν χρησιμοποιώντας ένζυμα που παράγονται από τους πιο εργατικούς γείτονές τους. Σε ένα αυστηρό σενάριο διλήμματος κρατουμένων, οι τεμπέληδες θα σκότωναν τελικά τους παραγωγούς, βλάπτοντας ολόκληρο τον πληθυσμό. Αλλά στο παιχνίδι snowdrift, οι παραγωγοί έχουν μεγαλύτερη πρόσβαση στο ένζυμο, βελτιώνοντας έτσι τη φυσική τους κατάσταση και οι δύο τύποι βακτηρίων μπορούν να συνυπάρχουν.
Τα μικρόβια στο εργαστήριο μπορούν να μιμηθούν σενάρια θεωρίας παιγνίων, αλλά το αν αυτά τα ελεγχόμενα περιβάλλοντα αντικατοπτρίζουν με ακρίβεια αυτό που συμβαίνει στη φύση είναι μια άλλη ιστορία. «Ρυθμίσαμε τη δυναμική του παιχνιδιού υποθέτοντας ένα συγκεκριμένο είδος οικολογίας», είπε ο Ράτκλιφ. Αλλά αυτές οι παράμετροι μπορεί να μην αντικατοπτρίζουν τον κανονικό βιότοπο του μικροβίου. "Το να δείξουμε ότι η δυναμική ενός πειράματος συμμορφώνεται με το δίλημμα του κρατούμενου ή με άλλα παιχνίδια δεν σημαίνει απαραίτητα ότι αυτοί οι μηχανισμοί τον οδηγούν στη φύση", είπε ο Ratcliff.
