Evoluutio ja peliteoria.

Biologiassa lähes kaikki liittyy jonkinlaiseen vuorovaikutukseen. Eläimet ja kasvit saalistavat ja ovat saaliita. Lajitoverit auttavat ja kamppailevat keskenään. Immuunijärjestelmä estää viruksia ja virukset kaivelevat immuunijärjestelmän aukkoja. Tästä päästään siihen, että evoluutio ja luonnonvalinta eivät ole mitään kovinkaan abstrakteja asioita : Evoluutio ei sinällään ole pelkkä historiakertomus joka antaa ihmiselle lajina provenienssin. Se liittyy aivan konkreettisiin ja arkisiin tapahtumajoukkoihin. Kaikki tämä liittyy siihen kuka elää, kuka kuolee. Ja kuka elää niin kauan että ehtii jatkaa sukua ennen kuin kuolee. Koska kysymys on erilaisista vuorovaikutuksista, ei ole yllättävää että evoluutioon liittyy olennaisesti peliteoria. Itse asiassa kun peliteoria oli vielä pieni, tuntematon ja merkityksettömäksi koettu ala, eli ennen kuin taloustieteilijät alkoivat soveltamaan sitä, sitä mietittiin evoluution kannalta.

Kuitenkin John Maynard Smith vasta nosti evolutiivisen peliteorian tieteen "yleisesti tunnetulle alueelle". 1970 -luvulla hän sai arvioitavaksi George Pricen tutkimuksen. Aiheena oli se, miksi yksilöt eivät aina taistelleet kuolemaan asti. Tämä oli sinänsä merkittävä asia, koska voisi aivan hyvin luulla, että jos kamppailu käytäisiin loppuun asti, vain vahvin selviäisi. Kuitenkaan evoluutio ei ole "tälläistä" kamppailua. Smith opiskeli matematiikkaa vasta myöhemmin, mutta ongelma oli jäänyt hänen mieleensä. (Tiedemiehet miettivät usein ongelmia ja keksivät niihin ratkaisuja. Täten saadaan nimi historiankirjoihin. Sen sijaan he eivät tee sitä että jos johonkin ongelmaan ei ole ratkaisua, he päättävät että kukaan ei voi sitä keksiä, kun "viisaita on ollut pirusti ennen minua, jos he ei ole keksinyt miten minä voisin".)

Smith oivalsi että peliteorialla voitaisiin auttaa asiaa. Sillä eliöillä on erilaisia strategioita selvitä tilanteista. Voidaan ajatella että kun on kyseessä eri strategiat, voidaan puhua eräänlaisesta "konkreettisesta pelistä". Pelin nimi on tällöin "evoluutio" ja sitä pelaavat kaikki elossa olevat yksilöt. (Valitettavasti pelistä ei voi vapautua paitsi kuolemalla. Tämä taas on häviämiseen suuntaava toimenpide.) Smith oivalsi että eläinten ei tarvitse olla älykkäitä tai rationaalisia, koska niiden toiminta on joka tapauksessa strategia. Jos mato väistää kivun edessä taaksepäin, sen ei tarvitse miettiä tätä tekoa, ja sillä on ainakin joskus vaikutus tilanteeseen. Eläin on kokonaisuutena oma strategiansa.

Lisäksi Smith teki oivalluksen, joka tekee peliteoriasta ehdottoamasti paremmin evoluutioon sopivan, kuin mitä se sopii talousteoriaan. Syynä on se, mitä kelpoisuus on. Ja mitä talousteorian rationaalisuus on. Talousteorian utiliteetti nimittäin on keinotekoinen: Siinä yhdelle mittarille laitetaan hyvinkin erilaisia tuloksia. Tyttöystävän menettämiselle, tikkunekulle, omalle kuolemalle ja tuhat dollaria ovat samassa asteikossa ilman mitään sen kummempaa selitystä miksi nämä olisivat sama asia. Yksi suure, yksi numeroarvo. Talousteoriassakin on kuitenkin riittävästi piirteitä, jotta peliteoria toimii siinä. Evoluutiossa sen sijaan on yksi olennainen mittari, kelpoisuus. Lisääntymään pääsevien jälkeläisten määrää voi olla vaikeaa laskea vaikka kaikille pellon heinäsirkoille, mutta jokaisella pellon heinäsirkalla on kelpoisuus. Ja se on yksiselitteinen. Tämän vuoksi, kun talousteoria voi käyttää peliteoriaa ilman isompia ongelmia, evoluution piirissä sitä voidaan taatusti käyttää.

Ennen kaikkea Smithin oivallus auttoi ymmärtämään kaksi asiaa:
1: Miksi täysi aggressiivinen taistelu ei ole paras tapa.
2: Miksi luonnossa on monimuotoisuutta, eli "yksi strategia ei pyyhi koko pottia".

Tässä mukaan tulee "haukat ja kyyhkyt" -peli. Siinä ajatellaan että jos on kahdenlaisia lintuja, haukkoja ja kyyhkyjä, jotka elävät samassa alueessa. Lisäksi on "ruokaa". Kun kaksi lintua kohtaa toisensa ja ruuan, niillä on kaksi tapaa reagoida. Taisteleminen ja pakeneminen. Jos taistellaan, voittaja saa ruuan, häviäjä ei saa mitään. Mutta voittajakin voi haavoittua, jolloin "ruuan hinta" nousee. Sen saamiseen liittyy isompia riskejä. Häviäjä ottaa vain tappion, mutta ei saa mitään vastinetta sille. Pakenemistilanteessa taas kohtaaminen muuttuu sellaiseksi, että ruuasta luovutaan, jolloin sitä ei saada, mutta mukana ei ole myöskään riskiä saada häviön haittaa.
1: Haukka on aggressiivinen. Se päihittää aina kyyhkyt, ja taistelee ruuasta. Se syö hieman useammin mutta maksaa voittojen ja häviöiden kohdalla aina hieman taistelujen hintaa.
2: Kyyhky on passiivinen. Siltä voi jäädä aterioita saamatta, mutta se ei haavoitu taisteluissa koska ei ota niihin osaa. Jos kaksi kyyhkyä kohtaavat, ne molemmat saavat "puolikkaan ruuan".

Jos vielä oletetaan että "ruuan" saaminen määrää sen, miten haukat ja kyyhkyt maailmassa yleistyvät. (Yksilö on elämänsä ajan joko haukka tai kyyhky.), käy yleensä niin että kumpikaan strategia ei valtaa koko pöytää. Se asettuu Nashin tasapainoon: "Ruuan" ja "tappion" arvot loppupeleissä määräävät lopullisen suhdeluvun. Se on yleensä kuitenkin sellainen, jossa on sekä haukkoja että kyyhkyjä.

Tämä on esimerkki, mutta luonnossakin sama pätee. Kuitenkin ei tarvitse "jäädä vielä tähän". Kun menestys on sama kuin kelpoisuus, on eri strategioilla jokin arvo. Näistä voidaan tehdä "kelpoisuusmaisema". Jokin toimiva strategia on "vuorenhuippu" ja huono "syvä rotko". Ne vaihtelevat tietenkin alueellisesti, esimerkiksi sama strategia ei ole hyvä etelänavalla ja päiväntasaajalla. Siksi kelpoisuusavaruudet vaihtelevat myös paikallisesti. Yhdellä "leveyspiirillä" tietty "pituuspiirin" kohta on kukkula, mutta toisella "leveyspiirillä" sama "pituuspiirin" kohta on syvällä kuopassa. Voidaan siis ajatella, että jos toisaalla on maapetoja ja eläimellä on vaisto rynnätä veteen, se on hyvä stategia, jos ollaan jyrsijä ja pelätään kotikissoja jotka ovat niin laiskoja eivätkä pidä kastumisesta. Mutta kun sama jyrsijä laitettaisiin saarelle, jota ympäröivät krokotiilit, pelästymisen automaattireaktio "hyppää jorpakkoon" muuttuu melko typeräksi. "Voittajat" ja "häviäjät" määrittyvät kätevästi tätä kautta.

Evolutiivinen maisema ei myöskään ole pysyvä. Sillä eläimet muuttavat sitä. Tätä kautta, vaikka luonnonkatastrofit ja muut vaihtavatkin "evolutiivista maisemaa" isostikin, myös eläimen asettaminen pelilaudalle muuttaa sitä. Yksikään laji kun ei ole luonnossa ilman vuorovaikutussuhdetta toisiin:
Jos olet myyriä syövä kettu, ja myyriä on vähän, olet pulassa. Lisäksi jos alueella on paljon kettuja, ne kisaavat keskenään ja tämä vaikuttaa haitallisesti ateriointeihisi, vaikka olisitkin sitten erityisen taitava kettu. Joku tampikettu kuitenkin joskus syö sinun aamiaisesi. (Ja erikoista kyllä: Jos on paljon myyriä, ketut yleistyvät ja vähentävät myyriä jolloin myyriä on vähemmän ja kilpailua enemmän. Eli ketun menestys johtaa siihen että kettujen menestys on "seuraavalla kierroksella" hieman vaikeampi. Vaikka ketun nopeus, äly ja muut ominaisuudet koko ajan vaikuttavatkin siihen miten hyvin kyseinen kettu yksilönä saa saalista. Tai jää kivivyöryyn.) Menestys liittyy siis paitsi taitoon, myös paikkaan ja muuhun tilanteeseen.

Kun peliteoriassa usein onkin "pelejä", jotka ovat luonteeltaan sellaisia että "oikea toiminta" ei ole pelkkä strategianvalinta, vaan se riippuu myös siitä, mitä muut tekevät, ei ole mikään ihme että peliteorian laskuja käytetään evoluutiossa.