Исследование безопасных убежищ для кооперации

Международная исследовательская группа под руководством профессора Тило Гросса из Университета Ольденбурга приблизилась к пониманию того, как формируются сети сотрудничества — от одноклеточных организмов до людей.

Согласно их модели, сети с высоким уровнем кооперации могут возникать, если сотрудничающие индивиды занимают четкую позицию по отношению к «безбилетникам» (free-riders). Однако если кооператоры слишком быстро покидают среду из-за отсутствия сотрудничества со стороны других, это в конечном итоге приводит к общему снижению уровня кооперации. Результаты своей экологической модели авторы из США, Англии и Германии представили в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Исследование сосредоточено на фундаментальной проблеме: как индивиды, вкладывающие время и усилия в создание кооперативной среды, могут выжить в системе, где они конкурируют с безбилетниками, пользующимися плодами их труда?

Ученые использовали теорию игр для анализа кооперации в сетях, сфокусировавшись на так называемой «игре в снежный занос» (snowdrift game).

«Эта игра основана на ситуации, когда два водителя застигнуты снежной бурей и застревают в снегу», — поясняет Гросс. У каждого водителя есть лопата, и он может выбрать одну из двух стратегий — сотрудничать или нет. Наибольшую выгоду водитель получает, если противник расчищает весь снег в одиночку. Тем не менее, сам работающий водитель также получает вознаграждение, поскольку добирается домой быстрее.

Авторы добавили в абстрактную модель этой игры новую опцию: игроки получили возможность покинуть место и переместиться. Эта возможность оказалась важным элементом головоломки. «Если трудолюбивые кооператоры могут покинуть среду, в которой их эксплуатируют, это оставляет безбилетников наедине с самими собой, в то время как кооператоры могут преуспеть в другом месте», — говорит Гросс.

Однако в работе показан неожиданный поворот: если кооператоры слишком свободно используют свою возможность уйти, они создают среду, где и кооператоры, и безбилетники постоянно находятся в движении.

«Кажется абсурдным, но мы достигаем состояния, когда все постоянно ищут лучшее место, но на самом деле все эти перемещения лишь означают, что каждое место становится одинаковым», — говорит Ашкаан Фахимипур, вычислительный биолог из Калифорнийского университета и ведущий автор исследования.

Математическая работа авторов показывает, что начало этого состояния происходит при резком переходе. По одну сторону этого перехода лежит мир, где все постоянно в движении, только чтобы обнаружить, что везде плохо. Но по другую сторону существует совершенно иная ситуация. Здесь люди более снисходительны к своей среде, они терпят чуть дольше, но решительно уходят, когда ситуация становится слишком плохой. Это создает достаточно уходов, чтобы наказать безбилетников, но не настолько много, чтобы сделать все места одинаковыми. Таким образом, формируются безопасные убежища для кооперации, где сильный вклад в общее благо создает процветающую среду.

В новой статье основное внимание уделяется возникновению кооперации среди животных и в ранних цивилизациях, но их математическая модель применима к широкому спектру различных условий. «Возможно, наши результаты также содержат послание для современного мира», — заключает Гросс.