Cooperación y evolución

Explican cómo la cooperación puede sobrevivir en un mundo darwinista de supervivencia de los más fuertes.

Una de las cuestiones más interesantes que se plantean en la teoría evolutiva es cómo surge el comportamiento cooperativo que beneficia a otros miembros de la especie pero perjudica al individuo.Esto es intrigante para los biólogos porque si sólo los más adaptados sobreviven, los genes que beneficien a toda la comunidad no deberían de durar mucho y el comportamiento cooperativo debería de desaparecer.
Jeff Gore, del MIT, ha estudiado esto último a través de la teoría de juegos y así entender cómo puede aparecer la cooperación en cultivos de levaduras. La ventaja de las levaduras es que, a diferencia de los humanos, al ser unicelulares, su “comportamiento” no está determinado por un sistema nervioso, un sistema emocional o un código cultural o racional de conducta. Su respuesta es meramente genética.
Según los resultados obtenidos si un individuo que coopera puede beneficiarse aunque sea ligeramente entonces puede sobrevivir aunque esté rodeado de individuos “egoistas” que no cooperan.

Por tanto, este estudio muestra un ejemplo concreto de cómo el comportamiento cooperativo puede ser compatible con la teoría evolutiva.Según Gore es más fácil aplicar la teoría de juegos a las levaduras que a humanos. Esta teoría creada por Von Neumann y desarrollada posteriormente por Nash ha sido empleada tradicionalmente por economistas o estrategas militares, y usa determinadas herramientas matemáticas para intentar predecir el comportamiento racional de los individuos ante determinadas situaciones.

Gore y Alexander van Oudenaarden desarrollaron un experimento que empleaba levaduras y el metabolismo de la sacarosa, o azúcar común.La sacarosa no es el azúcar favorito de las levaduras como fuente de alimento, pero lo pueden metabolizar (los microorganismos no comen, metabolizan) si no hay glucosa disponible. Para poder hacerlo necesitan romper ese disacárido en bloques más pequeños que la levadura pueda metabolizar mejor. Para ello necesita producir una enzima que se encargue de esta tarea. Gran parte de estos subproductos son dispersados libremente al medio y otras levaduras los pueden aprovechar. Pero la producción de la enzima exige el gasto de unos recursos.

De este modo podemos llamar levaduras cooperantes a aquellas que degradan la sacarosa segregando la enzima y no cooperantes o tramposas a aquellas que no lo hacen y simplemente se aprovechan del trabajo de las demás. Si todo el subproducto se difunde entonces no hay acceso preferente para las cooperantes y éstas mueren y desaparecen junto a los genes que determinan ese comportamiento.
Los investigadores observaron que las levaduras cooperantes tienen un acceso preferente de aproximadamente el 1% de lo que producen. El beneficio sobrepasa el coste de ayudar a los demás, permitiéndose así competir con éxito frente a las tramposas.

Además no importa las proporciones de un tipo u otro de levaduras en la población inicial. Al final siempre se llega a un equilibrio estable en el que tanto cooperantes como tramposas están presentes en una proporción dada.

Recordemos aquí que en teoría de juegos no es lo mismo, a la hora de tomar una posición, si el juego es a una tirada o es interactivo con muchas jugadas una tras otra. Tampoco la solución proporcionada por la teoría de juegos es siempre “la mejor”, como ocurre en el dilema del prisionero.

El resultado obtenido en este caso sugiere que las levaduras están jugando un juego que los teóricos llaman el juego o dilema de la ventisca (por desgracia los nombres de estos dilemas o juegos no son universales). El nombre viene de la situación en la que dos conductores se quedan atrapados con sus autos en la nieve debido a una ventisca. Cada uno puede decidir despejar el camino con una pala y salir, pero si uno no lo hace el otro debe de hacerlo si quieren salir, o bien quedarse atrapados los dos.

La mejor opción racional es desertar (no cooperar en la teoría de juegos) quedándose en el coche mientras que el otro le da a la pala. Sin embargo, el peor escenario es cuando ambos deciden no cooperan y ninguno vuelve a casa. Por tanto, la mejor estrategia es hacer siempre lo contrario de lo que hace el otro.

La misma regla se puede aplicar a las levaduras cooperativas o tramposas. Al igual que los conductores y sus vehículos, las levaduras que cooperan lo hacen porque hay un beneficio pequeño para ellas mismas. Sin embargo, cuando casi todas las levaduras cooperan es ventajoso no hacerlo y vive versa. Esta dinámica permite la coexistencia de cooperativistas y tramposas a la vez.

Algunos estudios han mostrado que en la naturaleza las levaduras portan un diferente número de copias del gen que produce la enzima en cuestión. Esta diversidad genética puede ser similar a largo plazo a la coexistencia de cooperativistas y tramposos en el laboratorio.

¿Alguien encuentra analogías con la sociedad humana?

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature07921.html