Evolutiespels

Evolutiespels zijn wiskundige modellen uit de biologie en speltheorie die onderzoeken hoe gedrag van individuen in een populatie over tijd verandert onder invloed van selectie en reproductie. In deze spellen kiezen spelers strategieën en ontvangen zij payoffs die vaak een maat zijn voor fitness of succes. De frequentie van elke strategie in de volgende generatie hangt af van deze payoffs, waardoor succesvolle strategieën zich kunnen verspreiden.

Belangrijke concepten in evolutiespels zijn onder meer payoff-matrices, replicatordynamiek (een beschrijving van hoe verhoudingen van strategieën veranderen over tijd), en evolutionaire stabiele strategieën (ESS), die weerstand bieden aan invasie door mutante strategieën. Ook mutatie en finite populaties spelen een rol, evenals interacties die plaatsvinden op netwerken of in ruimtelijke structuren.

Typische modellen omvatten twee-speler symmetrische spellen zoals Prisoner's Dilemma, Hawk-D Dove en Rock-Paper-Scissors. Deze spellen tonen hoe altruïstisch gedrag, agressie of strategische wisseling kan opduiken en behouden blijven in samenlevingen of populaties, afhankelijk van de specifieke payoff-structuur en de dynamiek.

Toepassingen van evolutiespels betreffen onder meer het verklaren van coöperatie in dieren en microben, de opkomst van sociale normen en samenwerking onder mensen, economische interacties, en analyses in computationele biologie en netwerkwetenschappen. Onderzoeksmethoden omvatten analytische modellering met replicatordynamica, agent-based simulaties, en empirische evolutie-experimenten in laboratoria of digitale omgevingen. De theorie is ontwikkeld door onder meer John Maynard Smith en George Price, met verdere uitwerking in de jaren daarna door onderzoekers zoals Taylor en Jonker.