La evolución podría favorecer el colapso de las estrategias de cooperación

Un nuevo análisis del famoso dilema del prisionero, aplicado a una población en evolución, ha permitido demostrar que añadiendo más flexibilidad al juego se puede permitir que las estrategias egoístas obtengan más éxito y desestabilicen el modelo. Este trabajo representa una visión probablemente más realista de cómo se equilibran las estrategias de cooperación y egoísmo en la naturaleza.

El año pasado, los investigadores Alexander J. Stewart y Joshua B. Plotkin de la Universidad de Pennsylvania, publicaron una explicación matemática de por qué la cooperación y la generosidad han evolucionado en la naturaleza. Usando el conocido dilema del prisionero de la teoría de juegos, los investigadores llegaron a la conclusión de que las estrategias altruistas y cooperativas eran las únicas que permitían obtener éxito sostenible a largo plazo en un entorno multi-jugador.

El dilema del prisionero es un escenario matemático utilizado en la teoría de juegos para explicar cómo dos individuos deciden si cooperar o no. En el dilema, si los jugadores cooperan, ambos reciben un pago. Si uno coopera y el otro no, el jugador que coopera recibe la menor rentabilidad posible, y el jugador que delata recibe el pago más grande. Si ambos jugadores no cooperan, ambos reciben una recompensa, pero es menos de lo que ganarían si ambos hubiesen cooperado. En otras palabras, cooperar es la opción más segura para que ambos obtengan rentabilidad, pero a un jugador individual le puede salir más rentable ser egoísta, si el otro no lo es.

El altruismo y la cooperación tienen una explicación evolutiva

Hasta hoy todos los estudios habían demostrado que la opción egoísta solo es rentable en juegos aislados. Cuando se realizan varios juegos en sucesivas iteraciones, los jugadores tienen la posibilidad de castigar al que fue egoísta en un juego anterior y se benefició a costa de perjudicar al otro. De este modo existe un incentivo para que cuando dos jugadores deben jugar varios juegos seguidos se establezca entre ellos una estrategia de cooperación, que es la más rentable y sostenible en el largo plazo.

Este mismo resultado fue el que obtuvieron los investigadores aplicando el dilema a un entorno más complejo que simulaba la evolución de especies animales. Los jugadores más exitosos pasaban su estrategia ganadora a la siguiente generación, y esta tiende a ser la cooperación, en parte porque los “tramposos” también perjudican a sus propios descendientes.

Así se explicaba matemáticamente la aparición de vínculos sociales de cooperación y altruismo entre individuos, lo cual hasta entonces siempre había parecido incompatible con la base de la selección natural darwiniana: la supervivencia del más fuerte.

La teoría de juegos también explica que en ocasiones el egoísmo puede ser rentable

Sin embargo, los mismos investigadores han presentado ahora un nuevo estudio en el que llegan a una conclusión algo menos optimista de la evolución. Con un nuevo análisis del dilema del prisionero, aplicado a una población más grande y en evolución, han demostrado que añadiendo más flexibilidad al juego se puede permitir que las estrategias egoístas obtengan más éxito de lo inicialmente estimado. Este trabajo representa una visión probablemente más realista de cómo se equilibran las estrategias de cooperación y egoísmo en la naturaleza.

“Es un resultado evolutivo un poco deprimente, pero intuitivamente tiene sentido”, dijo Plotkin, profesor del Departamento de Biología en la Escuela de Artes y Ciencias, y coautor del estudio con Stewart, investigador postdoctoral en la universidad.

“Hemos obtenido una visión más completa de cómo la evolución puede, efectivamente, promover la cooperación incluso entre agentes con distintos intereses propios, pero cuando permitimos cambios que modifican la naturaleza del juego, a veces se obtiene un proceso evolutivo que difiere de la norma, y de repente delatar, la traición al otro jugador, se convierte en el resultado más común”.

Haciendo el dilema del prisionero más realista se obtiene un equilibrio diferente

En la nueva investigación, Stewart y Plotkin añaden más flexibilidad: Ahora los jugadores aparte de poder cambiar su estrategia – entre cooperar o no – pueden también variar los pagos que reciben por cooperar. Esto, dijo Plotkin, puede reflejar con mayor precisión el equilibrio del riesgo y la recompensa que se produce en la naturaleza, donde los organismos no sólo deciden con qué frecuencia cooperan, sino también el grado en el que cooperan.

Inicialmente, como en su estudio anterior, las estrategias de cooperación fueron las más exitosas. “Pero cuando predominan las estrategias de cooperación, los pagos también suben”, dijo Stewart. “Con rentabilidades más altas y mayores en juego, la tentación de desertar también se eleva. En cierto sentido los cooperantes están allanando el camino para su propia destrucción.”

De hecho, Stewart y Plotkin han descubierto que la población de jugadores llegó a un punto de inflexión tras el cual la deserción fue la estrategia predominante en la población.

En un segundo análisis permitieron que las rentabilidades varíasen fuera del orden establecido por el dilema del prisionero. Por ejemplo, en lugar de que la deserción unilateral fuese la estrategia que permite ganar la mayor recompensa, podría ser que la cooperación mutua obtuviese la mayor rentabilidad, un modelo conocido como  “la caza del ciervo”. O bien, la deserción mutua podría generar la recompensa más baja posible, modelo que se conoce como del “halcón-paloma”.

Lo que descubrieron fue que, una vez más, hubo un colapso inicial en las estrategias de cooperación. Pero, como la población continuó jugando y evolucionando, los jugadores también alteraron los pagos en consecuencia con sus decisiones anteriores, por lo que los modelos podían variar entre el dilema del prisionero, halcón-paloma o caza del ciervo, según los jugadores adaptaban los pagos a sus estrategias.

El dilema del prisionero es inestable y es sustituido por otros

“Vemos una dinámica mucho más complicada cuando permitimos que toda la gama de recompensas y pagos también evolucione”, dijo Plotkin. “Uno de los resultados más interesantes es que el juego del dilema del prisionero en sí es inestable y es sustituido por uno de los otros. Es como si a la evolución le gustase evitar el dilema.”

Stewart y Plotkin dicen que su nueva concepción de cómo las estrategias y los pagos co-evolucionan en poblaciones está preparada para un experimento real con bacterias marinas de la familia Vibrionaceae. En estas poblaciones bacterianas los individuos cooperan compartiendo una proteína que producen, su recompensa, y que les permite metabolizar el hierro. Pero las bacterias pueden poseer mutaciones que alteran la cantidad de proteína que producen y cuánto cooperan, así como mutaciones que afectan a la eficiencia con la que pueden usar la proteína.

“Parece ser” – dijo Stewart – “que la evolución no siempre nos lleva a un final feliz.”

En cualquier caso, no puede interpretarse que el egoísmo sea siempre la mejor estrategia, sino más bien que tras alcanzar un máximo de cooperación el equilibrio del dilema del prisionero se acaba rompiendo, y otros modelos o juegos pasan a definir las recompensas obtenidas.

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