Ewolucja form życia: wizja artysty

Artlife jest programem symulującym proces doboru naturalnego. Za jego pomocą możesz stworzyć model populacji żywych organizmów a następnie, zmieniając czynnik selekcyjny, obserwować zachowanie się i ewolucję populacji.

Aby uruchomić program, wybierz jeden z dwóch modeli: organiczny lub cybernetyczny. O zasadzie działania czytaj poniżej.

Model: ŻYCIE ORGANICZNE

Symuluje populację roślinożernych mikroorganizmów. Pierwszego z nich tworzysz Ty, dobierając jego cechy w panelu kontrolnym. Następnie, kiedy włączysz symulator (start) organizm zaczyna poruszać się i rozmnażać - żyć. Nie można już sterować nim ani jego potomstwem. Każdy osobnik steruje i rozmnaża się sam. Każdy jest niezależny od innych. Po swoim rodzicu dziedziczy cechy, które - jak w przyrodzie - mogą podlegać mutacjom.

Na liczebność populacji założone jest pewne ograniczenie. Takie ograniczenie istnieje zresztą w realnym świecie. Ponieważ organizmy mnożą się w postępie geometrycznym wkrótce, w twoim komputerze, zabrakłoby mocy obliczeniowej. Dlatego po przekroczeniu liczby krytycznej (możesz ją regulować) pojawia się głód, który w przypadkowym porządku powoduje śmierć osobników, aż do momentu, kiedy ich liczebność spadnie i upłynie pewien czas potrzebny na regenerację źródła pożywienia - czyli roślin.

Drugim czynnikiem wpływającym na populację roślinożerców są drapieżniki. Pojawiają sie kiedy liczba roślinożerców przekroczy 40. Cechy pierwszego drapieżnika konfigurowane są przed włączeniem symulacji. Następnie - jak wyżej - są one przenoszone na potomstwo i mogą mutować. Można obserwować jak dobór odpowiednich cech drapieżników wpływa na populację roślinożerców.

Mutacja - jest przypadkową zmianą dziedziczonej cechy wynikłą z błędu w kopiowaniu genu. Jeśli włączysz przełącznik mutacji dla danych cech, będą one mutować co jakiś czas. Mutacje są koniecznym warunkiem ewolucji organizmów.

Cechy organizmów decydują o ich zachowaniu. Dla roślinożerców przyjęte zostały trzy:

  • repro-cykle: maksymalna ilość cykli rozrodczych w ciągu życia. Jeśli wynosi np. 3 oznacza to, że organizm może wydać na świat trzech potomków o ile wcześniej nie zostanie pożarty lub nie umrze z głodu;
  • szybkość poruszania się;
  • odporność odporność na atak drapieżnika.
Cechy drapieżników to:
  • repro-cykle: maksymalna ilość cykli rozrodczych w ciągu życia;
  • szybkość poruszania się;
  • agresja: jeśli podczas spotkania drapieżnika z roślinożercą jego agresja jest równa lub większa niż odporność ofiary, ta zostaje pożarta. Jeśli odporność roślinożercy jest większa niż agresja atakującego drapieżnika - odchodzi on głodny.

Jeśli organizmy mutują zaczynają się dziać ciekawe rzeczy. Osobniki słabsze i wolniejsze są eliminowane a więc ich cechy nie są dalej dziedziczone. Kolejne pokolenia ewoluują tak aby uniknąć drapieżników. Te z kolei, o ile nie zdobędą odpowiedniej ilości pożywienia, giną bezpotomnie. Przeżywają tylko najsilniejsze i najszybsze. Te procesy można obserwować na dynamicznych wykresach lub bezpośrednio w trybie mikroskop.

Podsumowując - możesz obserwować proces darwinowskiej ewolucji, którego zrozumienie i zaakceptowanie dla wielu ludzi nie jest łatwe m.in. dlatego, że zmiany widoczne są dopiero po upływie wielu pokoleń.

Życie organiczne: na ekranie

Panele kontrolne - umożliwiają konfigurację wyjściowych cech populacji roślinożerców i drapieżników

Wykresy - pokazują reprezentację poszczególnych mutacji w populacji w procentach

Artlife - powrót do menu głównego;

Reset - kasuje wszystkie dane umożliwiając rozpoczęcie nowego eksperymentu;

Start - uruchamia symulację życia;

Pauza - wstrzymuje symulację;

Indywidualne cechy - w trybie pauzy wyświetla cechy dla każdego organizmu na ekranie;

Mikroskop - pokazuje powiększony fragment ekranu;

Siatka - wyświetla linie pomocnicze;

Licznik - pokazuje liczbę umownych jednostek czasu jakie upłynęły od włączenia symulacji. Czas rzeczywisty jest nieprzydatny do porównań statystycznych ponieważ prędkość działania programu zależy od mocy komputera.

Głód - umożliwia wprowadzenie górnego progu liczebności populacji powyżej którego pojawia się stan głodu;

Model: ŻYCIE CYBERNETYCZNE

Symuluje populację mikroskopijnych robotów samo- i cudzożywnych. Pierwszego przedstawiciela każdego z dwóch gatunków tworzysz Ty, dobierając jego cechy w panelu kontrolnym.

Następnie, kiedy włączysz symulator (start) robot zaczyna poruszać się i rozmnażać - żyć. Nie można już sterować nim ani jego potomstwem. Nie robi tego też żaden nadrzędny program. Każdy osobnik steruje i rozmnaża się sam. Każdy jest niezależny od innych. Po swoim rodzicu dziedziczy cechy, które mogą podlegać mutacjom..

Mutacja - jest przypadkową zmianą dziedziczonej cechy wynikłą z błędu w kopiowaniu genu. Jeśli włączysz przełącznik mutacji dla danego gatunku, co jakiś czas będą pojawiać osobniki odmiennego niż rodzice typu.

Na liczebność populacji założone jest pewne ograniczenie. Ponieważ roboty mnożą się w postępie geometrycznym, wkrótce w twoim komputerze zabrakłoby mocy obliczeniowej. Dlatego po przekroczeniu liczby krytycznej (możesz ją regulować) pojawia się głód, który w przypadkowym porządku powoduje "śmierć" robotów, aż do momentu, kiedy ich liczebność spadnie i upłynie pewien czas potrzebny na regenerację źródła energii.

Roboty cudzożywne zdobywają energię odbierając ją samożywnym i niszcząc je tym samym.

Zarówno jedne jak i drugie występują w 9-ciu odmianach (A, B, C, D, E, F, G, H, I). Robot typu A może zniszczyć tylko robota typu A, typu B - tylko B, itd.

Jeśli roboty mutują zaczynają się dziać ciekawe rzeczy. Pojawiają się samożywne osobniki typu odmiennego niż rodzice, a więc odporne na atak cudzożywnych. Ich liczebność rośnie więc szybciej do momentu, kiedy pojawi się odpowiadające im mutacja niszczycieli. Te z kolei uzależnione są od swoich ofiar i giną jeśli nie "pożrą" odpowiedniej ich ilości w jednostce czasu. Przeżywają tylko przystosowane do aktualnie dominującej mutacji.

Proces oscylacji pomiędzy odmianami można obserwować na dynamicznych wykresach lub bezpośrednio w trybie Mikroskop.

Podsumowując - możesz obserwować proces podobny do działania systemu immunologicznego, gdzie trwa walka między bakteriami a pożerającymi je leukocytami, z których każdy atakuje tylko określony typ przeciwnika.

Życie cybernetyczne: na ekranie

Panele kontrolne - umożliwiają konfigurację wyjściowych cech populacji robotów;

Wykresy - pokazują reprezentację poszczególnych mutacji w populacji w procentach

Artlife - powrót do menu głównego;

Reset - kasuje wszystkie dane umożliwiając rozpoczęcie nowego eksperymentu;

Start - uruchamia symulację życia;

Pauza - wstrzymuje symulację;

Indywidualne cechy - w trybie pauzy wyświetla cechy dla każdego organizmu na ekranie

Mikroskop - pokazuje powiększony fragment ekranu;

Siatka - wyświetla linie pomocnicze;

Licznik - pokazuje liczbę umownych jednostek czasu jakie upłynęły od włączenia symulacji. Czas rzeczywisty jest nieprzydatny do porównań statystycznych ponieważ prędkość działania programu zależy od mocy komputera

Głód - umożliwia wprowadzenie górnego progu liczebności populacji powyżej którego pojawia się stan głodu

copyright: Jacek Szleszyński 2003, 2004
Wytwórnia Dziwnych Filmów
www.artlife.pl

Wszelkie prawa zastrzeżone

kontakt:
wdf@artlife.pl