Kollaboration entsteht durch gegenseitige Anerkennung

Was die Studie zeigt

Die Kernbotschaft lautet: Im evolutionären Wettlauf gewinnen die Betrüger. Eine neue Studie, die vom Physiker Alexandre Morozov der Rutgers University geleitet wurde, stellt diese Annahme auf den Kopf.

Seine Forschung, die in den „Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht wurde, zeigt, dass Kooperation natürlich entstehen kann, ohne spezielle Regeln oder genetische Bindungen. „Das Gefangenendilemma hat uns seit 75 Jahren gelehrt, dass Betrüger auf lange Sicht immer dominieren", sagte Morozov, Professor am Department of Physics and Astronomy der Rutgers School of Arts and Sciences. „Der Endpunkt jeder Gesellschaft, basierend darauf, sei der vollständige Zusammenbruch.

Doch das ist keineswegs der Fall. Selbst in einem sehr einfachen Szenario gewinnen Betrüger nicht immer. Tatsächlich ist es einfacher, dass Kooperation zunimmt." Morozov und sein Kollege Alexander Feigel Jerusalem stellten fest, dass der Schlüssel zur Kooperation darin besteht, seine Gegner im Auge zu behalten.

Wenn Individuen andere erkennen können, beginnt

Wenn Individuen andere erkennen können, beginnt Kooperation zu gedeihen. „Alles, was Sie tun müssen, ist sich zu erinnern, mit wem Sie interagiert haben, und entsprechend zu reagieren", sagte Morozov, der zudem Direktor des Rutgers Center for Quantitative Biology ist. „Das reicht aus, damit Kooperation in vielen Szenarien." „Es handelt sich um eine Eigenschaft, die Physiker als emergente Bezeichnung verwenden." Diese Entdeckung ist bemerkenswert, da frühere Theorien zusätzliche Bedingungen voraussetzten, wie etwa das Helfen in der eigenen Gruppe.

Morozovs Modell kommt ohne diese Annahmen aus. Es deutet darauf hin, dass auch bei einfachen Organismen wie Mikroben oder Insekten Kooperation entstehen kann, sofern diese Organismen in der Lage sind, sich gegenseitig zu unterscheiden – möglicherweise durch chemische Signale oder physische Merkmale. Die Spieltheorie bildet die Grundlage dieser Forschung.

Im mathematischen Sinne ist ein Spiel eine Situation, in der Spieler rationale Entscheidungen gemäß festgelegter Regeln treffen, um eine bestimmte Auszahlung zu erhalten. Die Spieltheorie ist der Zweig der Mathematik, der diese Interaktionen untersucht und erklärt, warum Strategien wie Kooperation oder Betrug in der Natur und in der Gesellschaft entstehen.

Was die Studie zeigt

Kooperation ist, so Morozov, das Fundament des komplexen Lebens. Ohne sie würden sich keine Zellen zu Geweben zusammenfügen und es gäbe keine Gesellschaften. Doch die darwinistische Evolution scheint Egoismus zu begünstigen.

Morozovs Arbeit bietet einen neuen Ansatz, um zu verstehen, wie das Leben diese Hürde überwunden hat. „Die Evolution gestaltet Dinge gerne über lange Zeiträume, sofern sie dabei Material zur Verfügung hat", sagte Morozov. „Wenn Kooperation stets ausstirbt, gibt es nichts, das sich entwickeln könnte.

Doch wenn eine Chance besteht, wird die Evolution dies verfeinern und stabiler machen." Die Implikationen gehen über die Biologie hinaus.

Technik und Auswirkungen

Morozov erklärte, sein Modell zeige Perioden der Stabilität, die üchen unterbrochen werden – Muster, die in der menschlichen Geschichte vertraut klingen könnten. „Betrüger gewinnen nicht immer", sagte er. „Kooperation kann bestehen bleiben, und sie tut dies in vielen, etwa in mehrzelligen Organismen, bei denen einzelne Zellen zusammenarbeiten müssen, um zu überleben." Morozov begann seine Karriere als Physiker mit dem Fokus auf Proteinfaltung und statistische Mechanik, die sich mit der Vorhersage des Verhaltens komplexer Systeme befasst.

Später erkannte er, dass dieselben mathematischen Werkzeuge auch dazu beitragen können, zu erklären, wie Lebewesen sich entwickeln. Seit Jahren erforschte er evolutionäre Dynamiken und entwickelte Modelle, die zeigen, wie Merkmale sich in Populationen unter evolutionären Kräften wie Mutation und natürlicher Selektion ausbreiten.

Morozov sagte, diese Erfahrung habe ihm die Grundlage für seine jüngste Arbeit gegeben. Als er während eines Sabbaturlaubs an der Hebräischen Universität mit der Spieltheorie in Berührung kam, erkannte er eine Verbindung.

Technik und Auswirkungen

Die gleichen Methoden, die er zur Untersuchung ülen und Genen einsetzte, könnten auch erklären, warum Kooperation in manchen Fällen im Gefangenendilemma gegenüber Eigennutz siegt. Das Team verwendete mathematische Modelle und Computersimulationen, darunter Populationen, die wiederholte Spiele spielen.

Ein neuronales Netz ist ein Computersystem, das dem menschlichen Gehirn nachempfunden ist und Muster lernt sowie Vorhersagen trifft, indem es Informationen durch Schichten miteinander verbundener Knoten verarbeitet.

Die Wissenschaftler stellten zudem ein neues theoretisches Ergebnis vor: eine Verallgemeinerung eines klassischen evolutionären Prinzips, des sogenannten fundamentalen Theorems der natürlichen Selektion nach Fisher.

Morozov erklärte, er hoffe, dass diese

Morozov erklärte, er hoffe, dass diese Arbeit neue Forschungen zur Entwicklung anregen und vielleicht sogar neues Denken über Kooperation in menschlichen Gesellschaften inspirieren wird. Wichtige Fragen beantwortet: A: Es ist nicht ganz falsch, aber es fehlte ein entscheidendes Puzzleteil.

Das traditionelle Dilemma gehe davon aus, dass die Akteure blind handeln, sodass Betrug die logischste Wahl für eine hohe Belohnung darstellt.

Dieses neue physikbasierte Modell zeigt jedoch, dass sich das gesamte mathematische Gefüge ändert, sobald man ein grundlegendes Gedächtnissystem einführt, wodurch Kooperation deutlich leichter entstehen und sich durchsetzen kann. A: Auf keinen Fall. Die Stärke dieses Modells liegt darin, dass es auch in extrem einfachen Systemen funktioniert.

Ein Organismus benötigt kein höheres Bewusstsein;

Ein Organismus benötigt kein höheres Bewusstsein; es reicht ein Mechanismus, um andere Individuen zu unterscheiden, etwa durch das Verfolgen spezifischer chemischer Signale oder eindeutiger körperlicher Merkmale.

Mikroorganismen und Insekten verfügen über solche Eigenschaften, was bedeutet, dass Kooperation direkt in die einfachsten Bausteine des Lebens eingebaut sein könnte. A: Es geht darum, lebende Organismen durch die Brille der Mathematik und komplexer Systeme zu betrachten.

Der leitende Forscher Alexandre Morozov verbrachte Jahre damit, statistische Mechanik einzusetzen, um vorherzusagen, wie sich komplexe Proteine falten und wie sich Gene in Populationen ausbreiten.

Was die Studie zeigt

Indem er diese exakt gleichen statistischen und molekularen mathematischen Werkzeuge auf wiederholte Spiele anwendete, die künstlicher neuronaler Netze gespielt werden, entschlüsselte er den mathematischen Beweis dafür, warum Kooperation siegt. Redaktionsnotizen: Dieser Artikel wurde News bearbeitet. Zusätzlicher Kontext wurde ügt.

Über diese psychologische Forschungsnews: Autorin: Megan Schumann. Quelle: Rutgers University. Kontakt: Megan Schumann – Rutgers University. Bild: Das Bild wird Neuroscience News zugeschrieben. Originelle Forschung: Open Access. „Entstehung Reaktionen im Gefangenendilemma" Alexander Feigel.

PNAS DOI:10.1073/pnas.2513282123 Entstehung im Gefangenendilemma Komplexes Leben wäre ohne Kooperation auf allen Ebenen der biologischen Organisation unmöglich. Dennoch wird der darwinistischen Selektion allgemein zugeschrieben, dass sie egoistisches Verhalten begünstigt, wodurch Gesellschaften aus Kooperationsbereiten anfällig für Betrüger werden.

Technik und Auswirkungen

Ein paradigmatisches Modell für dieses Verhalten ist das Gefangenendilemma, in dem Betrüger stets gewinnen, obwohl kooperatives Verhalten zu höheren Belohnungen führt.

Zahlreiche Szenarien wurden vorgeschlagen, die die Evolution ermöglichen: sie postulieren Altruismus zwischen genetisch verwandten Individuen, untersuchen Mechanismen der direkten und indirekten Reziprozität, konzentrieren sich auf den Wettbewerb zwischen Gruppen oder legen eine räumliche Struktur auf die Population auf.

Es ist schwer vorstellbar, wie diese Szenarien die Entstehung Organismen erklären könnten, die über keine ausgefeilten Bewertungsmechanismen verfügen und keinen räumlichen Einschränkungen unterliegen.

Hier zeigen wir, dass hohe Kooperationsniveaus

Hier zeigen wir, dass hohe Kooperationsniveaus im Gefangenendilemma erreicht werden können, ohne zusätzliche Annahmen über genetische Verwandtschaft, Populationsstruktur oder explizite reziproke Vereinbarungen einzuführen.

Die einzige Voraussetzung ist, dass die Bereitschaft zur Kooperation je nach Gegner variiert, beispielsweise als Reaktion auf das physische Erscheinungsbild des Gegners und sein Verhaltensmuster. Dieser Mechanismus erfordert eine konsistente Gegnererkennung über mehrere Begegnungen hinweg.

Die Evolution könnte in vielen biologischen Kontexten der einzige verfügbare Mechanismus sein und als Ausgangspunkt für komplexere Formen der Kooperation dienen, die in tierischen und menschlichen Gesellschaften beobachtet werden.