В табл. 4 представлены результаты проведенной Эйгеном игры. Приведенные данные позволяют прийти к следующим выводам.
1. Слишком малые частоты ошибок медленно формирует эволюционный процесс, частота прогресса остается малой.
2. Слишком высокие частоты ошибок приводят к разрыву последовательностей. Это происходит, как только превышается некий порог ошибки, определяемый множеством символов.
3. Благоприятные условия для эволюции соответствуют уровню, лежащему чуть ниже этого порога.
В той же работе Эйген исследовал интересную модель с гиперциклическими связями между воспроизводящимися последовательностями. Определенный недостаток компьютерных моделей, исследованных Ферстерлингом, Куном и Тыозом, а также Эйгеном, состоит в том, что должна быть задана «цель эволюции» — идеальная последовательность. Разумеется, для реальных процессов эволюции идеальная последовательность, если она вообще существует, не задана. Существование априорно заданной цели эволюции сделало бы излишним сложный и сопряженный с большими затратами процесс поиска, поскольку был бы известен кратчайший путь к достижению цели. Именно поэтому представляют интерес модели эволюции, которые не исходят из предположения о существовании заданной идеальной последовательности. Такие модели были развиты в более давних работах. Изложим наиболее существенные особенности этих моделей.
Рассмотрим последовательности из букв А, В, С и D длиной до 20 букв, т.е. 1 £ v £ 20, S = 4 + 42 + 43 + . + 420 ≈ 1012.
Приведем несколько примеров таких последовательностей
A, DA, DAC, DABC, BDADB.
Общее число возможных последовательностей S необычайно велико. Компьютерная игра проводится на симплексе N = 100. Стохастические переходы на симплексе происходят по правилам, вытекающим из общего соотношения (55). Технически каждая последовательность хранится в сжатом виде в «регистре» длиной в 20 символов. Например, две последние последовательности хранятся в форме
DABC0000000000000000, BDADB000000000000000.
Каждой из 100 участвующих в игре последовательностей следует поставить в соответствие такой «регистр». Опишем теперь процесс мутации, состоящий либо в перестановке отдельных букв, либо в обрыве какой-то из начинающейся слева последовательности символов. Алгоритм мутации в компьютерной игре состоит из следующих правил.
1. Вписать в одну из ячеек любого из 100 регистров одну из четырех букв А, В, С, D или нуль.
2. Переставить циклически все ячейки, т. е. расположить их в таком порядке, чтобы ячейка 1 шла за ячейкой 2, ячейка 2 — за ячейкой 3, ., ячейка 20 — за ячейкой 1.
3. Вычеркнуть все нули и все части последовательности, стоящие справа от нуля. Возникающая после этих операций последовательность представляет собой результат мутации.
Нетрудно видеть, что в этой игре перестановка буквы в 20-ю ячейку эквивалентна приписыванию этой буквы к левому концу последовательности. Возможны также и перестановки буквы в нулевую позицию справа от последовательности или приписывание буквы к правому концу последовательности. Таким образом, алгоритм мутации допускает удлинение и сокращение цепей с обеих сторон. Для оценки каждой последовательности произвольно устанавливается код из перекрывающихся дублетов. Исходные позиции А, В, С, D оцениваются величиной w = 1, 2, 3, 4, а каждая последующая позиция оценивается в зависимости от ее ближайшего соседа по следующей таблице:
AA w : = w, |
CA w : = w / 3, |
AB w : = w, |
CB w : = w + q / 3, |
AC w : = w + 1, |
CC w : = w, |
AD w : = w / q, |
CD w : = w / 3, |
BA w : = w + q / 2, |
DA w : = w + 4 / q, |
BB w : = w, |
DB w : = w / 4, |
BC w : = w /2, |
DC w : = w + q / 4, |
BD w : = w + 2, |
DD w : = w. |
Интересное на сайте:
Болезни органов голосового аппарата и их профилактика
Болезни голосового аппарата, связанные с нарушения голосовой функции, имеют различные причины.
Наиболее часто причиной нарушения функций голосового аппарата являются острые воспалительные заболевания верхних дыхательных путей, ангины (то ...
Материалы и методы исследования
При исследовании генетической изменчивости и таксономических взаимоотношений у трёх видов лиственниц Палеарктики нами был использован материал 160 деревьев из двух природных популяций лиственницы сибирской, одной популяций лиственницы дау ...
Свойства живого
Для живого характерен ряд свойств, которые в совокупности «делают» живое живым. Такими свойствами являются самовоспроизведение, специфичность организации, упорядоченность структуры, целостность и дискретность, рост и развитие, обмен вещес ...