Em um ambiente altamente poluído, faz mais sentido para uma empresa continuar poluindo ou começar a despoluir? Se optar por empregar tecnologias mais limpas e o meio ambiente se tornar mais saudável, o mesmo cálculo se aplica?

Esses feedbacks entre a estratégia de decisão e o meio ambiente surgem em campos tão diversos como a pesca, economia, e interações sociais humanas. Os teóricos dos jogos exploraram esses chamados feedbacks usando modelos individuais para aplicar a cenários particulares. Mas em uma nova publicação em Nature Communications , pesquisadores da Escola de Artes e Ciências da Penn apresentam um modelo unificador que explica essas diversas interações e ressalta a semelhança de suas características.

"O que fazemos em nosso artigo é tentar incorporar explicitamente a maneira pela qual a dinâmica evolutiva do jogo pode ser afetada pelo ambiente e pode mudar o ambiente, "diz Andrew Tilman, primeiro autor no artigo e pesquisador de pós-doutorado no Departamento de Biologia. "Então, você obtém esse feedback entre as estratégias usadas no jogo e as mudanças ambientais. "

Tilman foi co-autor do trabalho com os consultores Erol Akçay e Joshua Plotkin, membros do corpo docente cujo trabalho é especializado em abordagens teóricas e computacionais para questões biológicas.

As descobertas lançam luz sobre as forças unidas que ligam as mudanças na ação estratégica às mudanças ambientais, e vice versa.

“Considere os estoques de peixes que aumentam ou diminuem dependendo das estratégias de pesca de uma população, ou os níveis de nutrientes do solo que aumentam ou diminuem dependendo da presença de fixadores de nitrogênio ou plantas não fixas, "diz Akçay." A quantidade de peixe ou nitrogênio existente determinará os retornos de diferentes estratégias e favorecerá uma ou outra estratégia. Esta situação surge em todos os lugares e embora existam modelos díspares aqui e ali, o que Andrew realmente fez foi unir tudo em um. Ele mostrou que você pode mapear esses modelos em um modelo comum e, em seguida, analisar esse modelo e fazer previsões para vários sistemas diferentes. "

"Entender como o equilíbrio dos tipos estratégicos em uma população afeta o meio ambiente, e como o ambiente se retroalimenta para alterar as interações estratégicas, é um novo desafio para ecologistas e cientistas comportamentais, "diz Plotkin." É um problema teórico divertido, mas também tem uma série de implicações nas configurações aplicadas, onde reconhecemos cada vez mais a estreita intercalação de comportamentos humanos e o ambiente em mudança. "

O projeto surgiu do trabalho de doutorado de Tilman, que olhou para os incentivos econômicos que as pessoas enfrentam ao lidar com um recurso comum, por exemplo, uma pescaria ou um ambiente saudável.

"Eu estava fazendo isso de uma forma ad hoc, juntando um modelo de dinâmica ambiental com um modelo evolucionário de teoria dos jogos para cada um, "ele diz." Fui inspirado a trabalhar em uma maneira de unir muitos problemas diferentes que estão todos pensando sobre essas interações estratégicas vinculadas a um ambiente em mudança. "

Os pesquisadores descobriram que um modelo linear relativamente simples poderia mapear a dinâmica de uma variedade desses tipos de feedbacks de ambiente de estratégia.

"Também criamos alguns modelos não lineares, e algumas nuances podem surgir, mas os modelos lineares dão a intuição de por que essas coisas novas podem acontecer, "diz Akçay." Eles são surpreendentemente poderosos. "

Sua análise funcionou para sistemas como um exemplo de poluição, onde o impacto ambiental - mais poluição - diminui com o passar do tempo. Mas o modelo também se encaixa em cenários onde o produto ambiental é regenerado, como em um exemplo de pesca.

O modelo permitiu-lhes prever como as estratégias mudariam, se eles iriam circular ou atingir um equilíbrio, com base nos incentivos enfrentados pelos atores quando as condições ambientais e as estratégias de uma população estavam em seu extremo. Voltando novamente para o modelo de poluição:"Você pode imaginar que uma estratégia seria emitir altos níveis de poluição, e outra seria a emissão de baixos níveis de poluição, e dependendo da combinação de estratégias sendo usadas, vai impactar o nível de poluição que está presente, "Tilman diz." Podemos entender o que acontecerá no jogo com base em quão fortes são os incentivos para mudar para uma estratégia de alta poluição quando o ambiente está em um estado de baixa poluição, bem como os incentivos para mudar para um estado de alta poluição estratégia de poluição quando o meio ambiente está em um estado de baixa poluição. "

A abordagem lança luz sobre questões contemporâneas, como a regulação das emissões globais em face das mudanças climáticas.

“Vemos que se tudo estiver limpo, você quer matar qualquer incentivo para ser um poluidor. Caso contrário, o ciclo pode voltar para estratégias poluentes, "diz Akçay.

Olhando para a frente, os pesquisadores esperam incorporar a previsão em seu modelo. Em outras palavras, se um ator pode prever como o ambiente vai mudar, Eles alterarão suas estratégias mais cedo ou mais tarde do que fariam de outra forma?

"Esses modelos evolucionários e teóricos dos jogos tendem a considerar os atores como míopes, mudar suas estratégias com base em seus incentivos instantâneos, "diz Tilman." Mas para imitar de forma mais realista os processos de tomada de decisão em que as pessoas se envolvem, queremos começar a pensar sobre a incorporação de previsões na estrutura de modelagem. "