Game Theory Biology

• Biologie
• HBO
• Studiejaar 4

Game Theory

Gepionierd door:

John Nash (zwart wit foto)
     - 1994 Nobelprijs
     - vanaf 30e schizofreen (rond  60e pas weer aan het werk)
     - Game theory vindt zijn     toepassing in tal van vakgebieden

Kakapo

Nemo

Chips, gearresteerd...

Klassieke voorbeeld: gepakt tijdens een overval...
De OVJ (DEA) heeft echter een aanbod..

De officier van justitie doet je het volgende voorstel: als jij je partner verlinkt en hij/zij jou NIET verlinkt ga jij vrijuit (0 jaar cel). Echter, je partner krijgt hetzelfde aanbod.
Als jullie elkaar verlinken: allebei 5 jaar (-/-)
Als jullie elkaar niet verlinken: allebei 2 jaar (+/+)
Een persoon verlinkt: de verlinker krijgt 0 jaar, de ander 10. (-/+) of (+/-)

Jullie hebben geen band met elkaar en kunnen niet communiceren.
Wat doe je?

Is er een juist antwoord?

JA!

Altijd verlinken :( > wat je tegenstander ook kiest, het is de beste keuze voor jou..
Game Theory= analyse van competitieve strategiëen waarin de uitkomst voor een deelnemer afhangt van de keuzes van andere deelnemers

Competitie

Het idee van het gevanginisvoorbeeld heeft betrekking op heel veel situaties:

Kies in een competitie de actie die voor jou het meeste voordeel met zich meedraagt, ONGEACHT wat anderen besluiten te doen.

Game Theory.. maar nu is leven het spel.
Evolutionaire Game Theory: : John Maynard-Smith &
George R. Price: "the Logic of Animal Conflict" - Nature magazine 1973

Biologen zagen een verband tussen Game Theory en interacties tussen (groepen) organismen, maar er zijn belangrijke verschillen: (welke?)
Game theory in evolutie:
Welke evolutionaire strategie is het meest succesvol over een (lange) tijdsperiode.

Game Theory.. maar nu is leven het spel.
Evolutionaire Game Theory: : John Maynard-Smith &
George R. Price: "the Logic of Animal Conflict" - Nature magazine 1973

Biologen zagen een verband tussen Game Theory en interacties tussen (groepen) organismen, maar er zijn belangrijke verschillen: - duur - genen (implicaties?) -

Game theory in evolutie:
Welke evolutionaire strategie is het meest succesvol over een (lange) tijdsperiode.

For the good of the species!!!

Veel dieren vertonen een soort "gentleman-like behavior" tijdens gevechten om een schaars goed.

Tinbergen & co: for the good of the species!!!
Maynard-Smith: Nee, dat is niet vernigbaar met evolutie!

Waarom regels in een gevecht? Genen als sleutel.

Selectie vindt plaats op het niveau van individu.
In de biologie zijn strategiën van een individu zijn geërfde eigenschappen (genen) [analogie: computersoftware]
Het succes van een strategische wordt bepaald door hoe goed hij is tegenover andere strategiëen, inclusief zichzellf.
 Je kan je strategie niet veranderen na je geboorte.
Genen hebben geen baat bij "zomaar" soortgenoten moorden

Dit is makkelijk, kin selection

In jouw familie zitten namelijk jouw genen!

Interviewer: "Mr. Haldane would you lay down your life for your brother?"

Profesor Haldane: "NO! But I would for eight cousins."
(denk k/b-analyse vorige 2 weken gelden)

Hoe evolueren strategiën in een populatie over tijd?

- Winst in evolutionaire Game Theory houdt in:
 verhoging reproductief succes (genreproductie)

Hoe evolueren strategiën in een populatie over tijd?

- Winst in evolutionaire Game Theory houdt in:
 verhoging reproductief succes (genreproductie)

De verklaring voor reciprook altruisme

Verschillende organismen komen elkaar tegen..

Wat zou het probleem zijn met de linkerkant van de weegschaal vanuit evolutionair perspectief?

Het klassieke beeld van natuurlijke selectie:
"a brutal struggle for existence"

Echter, er is ook dit beeld:

Hoe ontstaat dit beeld?

Hoe ontstaat altruisme? Wat is de genetische basis?

- In populaties wordt het "spel" misschien wel dagelijks gespeeld, dit maakt dat (i.t.t. voorbeeld gevangenen) verzakers (defectors) makkelijk(er) gestraft kunnen worden.

Axelrod en het zichzelf herhalende "prisonners dillema"
> Wat zou nu de beste strategie zijn? (dit zie je vaak in populaties)

De straf voor verzaken...

Mama?

           De beste strategie:

Tit for tat*: als jij meewerkt werk ik mee, als jij tegen werkt werk ik tegen.

Eis: herhaling

*generous tit for tat wanneer ruis

Eis voor een goede evolutionaire (langetermijn) strategie

Een goede evolutionaire strategie is bestendig tegen mogelijke andere strategiën, die zich proberen te "vestigen" in de populatie en is een (vrijwel) optimale* strategie.
Zo'n soort strategie noem je ook wel een:  ...  (zie volgende slide)
*onder omstandigheden, kunnen ook meerdere strategiën in een bepaalde verhouding zijn

De ESS: evolutionair stabiele strategie

...Een evolutionair stabiele strategie..
Betekenis: als een hele populatie deze strategie(n) zou aannemen, kan deze populatie niet of moeilijk overgenomen worden door een "mutante" strategie.

Kracht ESS afhankelijk van: grootte van de populatie (stochastisch effect)

ESS: in de realiteit vaak "stable cycling"

Vragen?