Diese Dissertation umfasst drei Aufsätzen, die sich mit Erwartungen, Entscheidungen und deren Rückwirkung auf die Umgebung beschäftigen. Der erste Aufsatz untersucht die Binnenwanderung von Ost- nach Westdeutschland. Dabei wird der Zusammenhang von Variation in ökonomischen Disparitäten zwischen der Ursprungs- und der Zielregion und Bildungsniveau, Alter und Arbeitsmarktstatus der wandernden Bevölkerung untersucht. Mit Hilfe der SOEP Daten von 1993 bis 2011 gelangt die Untersuchung zu dem Ergebnis, dass regionale Disparitäten in Verbindung mit der Selbstselektion der Wandernden stehen. Während die Wandernden im Durchschnitt jünger und besser ausgebildet als die Bleibenden sind, verringert sich dieser Unterschied, wenn die Differentiale in den Arbeitslosenquoten zwischen den Regionen steigen. Im zweiten Aufsatz entwickle ich ein Modell zur Untersuchung von prosozialem Verhalten in Begegnungen mit Fremden. Durch das Abstrahieren von Möglichkeiten der Reputationsbildung oder des Bestraftwerdens, entfallen die wesentlichen strategischen Motive für prosoziales Verhalten. Die Entscheidung prosozial zu Handeln ist dann nicht mehr strategisch vorteilhaft sondern intrinsisch motiviert durch Altruismus und einer Neigung sich an das Verhalten anderer anzupassen. In einem zweiten Schritt untersuche ich, ob die Erkenntnisse des Modells mit dem empirisch beobachteten Verhalten übereinstimmen. Der dritte Aufsatz skizziert eine (mögliche) Verhaltensstruktur und notwendige Bedingungen auf Mikroebene, die zu den beobachteten Verhaltensunterschieden in prosozialem Verhalten zwischen dem ländlichen und städtischen Raum führen. Den Rahmen des hier entwickelten Modells bildet das bekannte Gefangenen Dilemma, das wiederholt mit zufällig zugeordneten Partnern einer großen Gesellschaft gespielt wird. Das Modell bezieht Merkmale ein, die sich häufig in realen Begegnungen wiederfinden: imperfekte Information, freiwillige Teilnahme und eine Neigung sich dem Verhalten anderer anzupassen. / This thesis consists of three essays that analyze choices and beliefs to explore how both lead to adaptive behavior. The first essay examines the positive net migration flow from the eastern to western parts of Germany. The migration decision is substantially based on expectations about future developments. With economic conditions changing substantially over the past 20 years in the eastern part of Germany, the incentives to migrate have also altered, so changing the composition of the east-to-west migrant body. This essay explores variations in economic disparities between the region of origin and region of destination, relating them to changes in the skill level, age and labor force status of the migrant population. Analyzing SOEP data from 1993-2011, the findings suggest that, with falling wage differentials, older migrants are less frequent job-to-job movers and are more likely to be non-working prior to migration. Furthermore, while migrants tend to be younger and better educated than stayers, the group of movers becomes partly less distinct from the group of stayers with respect to the skill and age composition when regional disparities in employment opportunities increase. The second and the third essay of this thesis model the decision making process in social interactions between strangers. In these situations, choices are often affected by beliefs about others behavior. In the second essay of this work, I develop a simple model of prosocial behavior for encounters between strangers. By abstracting from the possibility of reputation building and punishment between anonymous partners, I remove the main strategic motives for prosocial behavior so reducing it to a simple non-strategic decision. The principal motivation to behave prosocially is then intrinsic, based on altruism, with a taste for conforming to the behavior of others. In this way, individual decisions are conditional on the behavior of others. Emerging equilibria will then explain the occurrence of prosocial or cooperative behavior within a given society. In a second step, I analyze whether the model’s predictions are consistent with the empirical evidence on the link between beliefs and prosocial behavior using data on blood donations. The third essay outline a (possible) micro-structure and conditions which lead to the observed urban-rural differences in cooperative behavior using agent-based modeling. The model presented here adapts the familiar framework of a prisoners dilemma which is played repeatedly with randomly matched members of a large population. I introduce features that are often found in real world interactions: imperfect information, voluntary participation and a taste for conforming to majority behavior. In this analysis, peoples beliefs about the level of cooperation in the population and their resulting behavior are determined endogenously. Both are governed principally by the experience that they derive from interactions. I present results of an agentbased simulation in order to study the emerging dynamic relationships, to examine how cooperative behavior evolves over time under different circumstances, and to determine how urban-rural differences in behavior emerge. The factors that give rise to rural-urban differences are heterogeneity in individual loss aversion or risk taking, and limited migration possibilities between rural and urban areas.

Ansätze der mathematischen Modellierung ermöglichen die Analyse der dynamischen Eigenschaften biologischer Systeme und den Einfluß spezifischer Funktionen. Das Ziel dieser Arbeit ist es verschiedene Aspekte der Interaktionen zwischen Wirt und Krankheitserregern zu analysieren. In Kapitel 3 diskutiere ich ein Modell der zellulären Antwort auf Hitzeschockstress im Pilz Candida albicans. Das Modell in Form von gewöhnlichen Differentialgleichungen erörtert mehrere Aspekte des Systems, wie z.B. die erworbene Thermotoleranz und eine perfekte Anpassung an die Beanspruchung durch die Temperaturwechsel. Im Rahmen der Interaktionen zwischen Wirt und Krankheitserreger ist die Studie relevant, da die Entwicklung von Fieber eine primäre Antwort des Organismus auf eine Pilzinvasion ist. Die Dynamik von C. albicans Virulenzfaktoren, wie z.B. der Übergang vom Hefe- zum Hyphenstadium, und die Abwehrmechanismen des Wirts bestimmen den Zustand des Pilzes, d.h. ob er als Kommensale oder Krankheitserreger vorkommt. Mit Hilfe einer agenten-basierten Modellierungstechnik, in Kapitel 4, untersuche ich die Auswirkungen potenzieller medikamentöser Behandlungen von Pilzpopulationen und ihre Effektivität. In Kapitel 5 analysiere ich die Dynamik der C. albicans Hefe- und Hyphenpopulationen unter der Annahme, das zwischen den Individuen beider Populationen paarweise Wechselwirkungen bestehen, die zusätzlich von Fresszellen und Ernährungsbedingungen beeinflusst werden. Das erste Modell basiert auf den Prinzipien der Spieltheorie. Aus dieser Studie lässt sich die Hypothese aufstellen, dass sich im Verlauf der Infektion die evolutionäre Spieldynamik von der Snowdrift Spieldynamik in Richtung Gefangendilemma verschiebt. Im zweiten Modell untersuche ich die Umschaltraten zwischen Hefen und Hyphen. Das Modell zeigt, dass in Pilzpopulationen die Ausprägung verschiedener Phänotypen der Grund für die erhöhte Überlebensfähigkeit der Population sein könnte. / Mathematical modeling approaches facilitate the analysis of dynamic properties of mechanisms triggering specific functions of biological systems. Through this work I aim to shed light on various aspects of host-pathogen interactions. In Chapter 3, I discuss a model of heat shock stress response activated in the fungus Candida albicans. The model in form of ordinary differential equations reveals several features of the system, such as acquired thermotolerance and a perfect molecular adaptation to the thermal insult. The study is relevant in the context of host-pathogen interactions since development of fever is a primary host response to fungal invasion. The dynamics of C. albicans virulence factors, e.g., yeast to hypha transition, and defense mechanisms of the host determine the state of the fungi, i.e. whether to act as a commensal or as a foe. Through application of an agent-based modeling technique, in Chapter 4, I investigate effects of potential drug treatments on fungal populations and their effectivity in the fungal clearance. In Chapter 5, I analyze the dynamics of candida yeast and hyphal populations assuming pairwise interactions influenced by phagocytic cells and nutritional conditions. The first model is based on game theory principles. From the study it can be hypothesized that during the course of infection the evolutionary game dynamics shift from Snowdrift game dynamics toward Prisoners’ dilemma. In the second model, I examine switching rates between yeast and hypha. The model reveals that phenotypic variations may occur in order to increase the fitness of the population.