Evolution: Verrat zahlt sich nicht aus!

Eines der großen Rätsel der Evolution ist die Entwicklung kooperativen Verhaltens: In den meisten Untersuchungen setzen sich nämlich über kurz oder lang die Egoisten durch. In kleinen Gruppen scheint Kooperation aber tatsächlich einen Selektionsvorteil zu bieten. Das belegt eine Studie an den Universitäten Bonn und Harvard, die heute in der Fachzeitschrift PNAS erscheint (Band 102 Nr. 31, 2. August 2005; http://www.pnas.org/cgi/reprint/0502589102v1).

Die Ausgangssituation ist schnell erzählt: Zwei Gefangene werden verdächtigt, gemeinsam eine Bank überfallen zu haben. Die Indizien-Beweise reichen nur für eine Freiheitsstrafe von jeweils zwei Jahren. Die Polizei verhört die beiden getrennt und macht jedem von ihnen eine Angebot: Wenn du gestehst und damit deinen Komplizen belastet, kommst du als Kronzeuge ohne Strafe davon. Dein Kollege wandert dagegen für fünf Jahre ins Gefängnis. Das Angebot gilt aber nur, wenn dein Komplize nicht geständig ist. Ansonsten greift die Kronzeugenregelung nicht mehr, und ihr müsst beide jeweils vier Jahre absitzen.

Formuliert wurde dieses „Gefangenendilemma“ erstmals in den 50er Jahren von den beiden Mathematikern Melvin Dresher und Merrill Flood. Seitdem beschäftigte es Generationen von Spieltheoretikern – und nicht nur die. Mit dem Gefangenendilemma kann man nämlich auch eines der großen Rätsel der Evolution nachspielen: Warum gibt es im Tierreich überhaupt so etwas wie Kooperation? Denn wer kooperiert, den kann man leicht ausnutzen: Wenn einer der beiden Gauner die Klappe hält, der andere ihn aber verpfeift, kommt der Verräter straflos davon.

Der Bonner Professor für Wirtschaftswissenschaften Lorens Imhof hat zusammen mit seinen Kollegen Drew Fudenberg und Martin Nowak von der Universität Harvard mathematisch untersucht, welches Verhalten sich in einer Gruppe von Individuen durchsetzt, wenn man das Gefangenen-Dilemma viele Male hintereinander durchspielt. „Wir sind dabei von drei unterschiedlichen Verhaltensmustern ausgegangen“, erklärt Professor Imhof. „Zum einen gab es Personen, die immer kooperierten, also ihren Komplizen nie verpfeifen würden, unabhängig davon, wie der mit ihnen umspringt. Dann gab es Personen, die immer Verrat übten. Und schließlich war da noch eine dritte Teilgruppe, die nach dem Motto ’wie du mir, so ich dir’ verfuhr: Sie machten ihre Entscheidung ’Kooperation oder Verrat’ davon abhängig, wie sie selbst in der Runde zuvor behandelt worden waren.“ „Tit for Tat“ heißt diese Strategie im Englischen: Zunächst einmal verhalte ich mich kooperativ, wenn du mich aber verpfeifst, verpfeife ich dich beim nächsten Mal auch.

Nach zehn Runden wurde ausgewertet, wie viele Jahre Gefängnis jede Person auf ihrem virtuellen Buckel hatte. Danach bekamen manche der Mitspieler Nachkommen. Je weniger Gefängnisjahre, desto besser waren sie mit ihrem Verhalten gefahren und desto höher ihre evolutionäre Fitness – sprich: die Chance, Kinder in die Welt zu setzen. Für jeden Neugeborenen starb ein zufällig ausgewähltes Mitglied der Elterngeneration, so dass die Gesamtzahl der Mitspieler konstant blieb. „In der Regel erbten die Nachkommen die Spielstrategie ihrer Eltern“, erläutert Imhof. „Manchmal konnte die Strategie aber auch zufällig mutieren. Nachkommen eines ’Verräters’ spielten dann beispielsweise ’Tit for Tat’ oder umgekehrt.“ Durch Mutation und Selektion konnte sich die Spielstrategie der Gruppe daher im Laufe der Evolution verändern.

In unendlichen Populationen wird Kooperation bestraft

Derartige „Evolutionsspiele“, die auf dem Gefangenen-Dilemma basieren, sind nicht neu. In unendlich großen Populationen setzen sich dabei in der Regel die „Verräter“ durch – Kooperation wird bestraft. „Wir gehören jedoch weltweit zu den ersten Arbeitsgruppen, die diese Analyse für beschränkte Bevölkerungsgrößen durchgeführt haben“, betont Imhof. Eine realistische Annahme; Populationen sind schließlich nie unendlich groß.

Erstaunliches Ergebnis: In Gruppen von 30 bis 60 Personen setzen sich abwechselnd alle drei Strategien durch. Und zwar in strenger Reihenfolge: Zunächst kooperieren fast alle Mitspieler, einige Generationen später gibt es plötzlich nur noch Verräter, bevor sich schließlich die Anhänger von „Tit for Tat“ durchsetzen. „Tit for Tat“ ist dabei mit Abstand am stabilsten: Hat sich diese Strategie einmal etabliert, dauert es vergleichsweise lange, bis wieder die Kooperationswilligen die Gruppe dominieren. Professor Imhof: „In begrenzten Populationen haben Verräter keine Chance, sich dauerhaft zu halten.“