Игра в имитацию
Страница 4

Если p

— позиция первой буквы дублета, то q = p – g[(p - 1) / g], где квадратные скобки обозначают целую часть числа. Приведем несколько примеров:

w(DAC) = 4 + 4 + 1 = 9,

w(DACBA) = 4 + 4 + 1 + 1 + 2 = 12,

w(BDADBBA) = (2 + 2 + 4/2) • (1/3) • (1/4) • 1 + 6/2 = 3,5.

Рис. 10. Компьютерная реализация стохаcтического процесса отбора (тип 1) с частотой мутаций 0,01 на репликацию и признак (1 — СВDD; 2 — CBDDC; 4 — CBDDCB)

Рис. 11. Компьютерная реализация детерминистического процесса отбора со стохатическим появлением мутаций с частотой 0,03 на репликацию и признак (тип 1)

Рис. 12. Компьютерная реализация детерминистического процесса отбора со стохатическим появлением мутаций с частотой 0,1 на репликацию и признак (тип 1)

На рис. 10, 11 и 12 представлены три различных примера компьютерных реализаций эволюционного процесса при различных частотах мутации. Отчетливо видно, как в игру эволюции вступают новые, более приспособленные сорта, доминируют в течение какого-то периода и затем уступают место еще лучшим сортам. При таком процессе длина цепи постоянно растет, и образуются характерные структуры. На рис. 13 показано несколько путей эволюции, по которым могло бы пойти развитие системы. Возникает характерное дерево эволюции со все более сильно ветвящейся кроной. На рис. 13 представлена лишь часть возможных маршрутов, соответствующих наиболее часто проходимым ветвям. В действительности к последовательностям ведут 262 144 ветвей. Усиливающееся ветвление является характерной особенностью рассматриваемой модели, в то время как модели Ферс-терлинга, Куна и Тьюза, а также Эйгена, основанные на задании идеальной последовательности (цели эволюции), должны сходиться к этой последовательности, В нашей модели процесс протекает на ветви дерева, которая ветвится все чаще по мере подъема от корня дерева. Переход между различными ветвями дерева вследствие глубоких провалов между соответствующими селекционными ценностями относительно маловероятен, но отнюдь не исключаются полностью. Из-за многочисленных ветвей система, как правило, не может достигнуть вершины дерева, так как с высокой вероятностью вершина не лежит на той ветви, по которой происходит эволюция системы. Тенденция направлена на достижение относительного преимущества, эволюция протекает под девизом «все выше и выше», но никакой заранее заданной цели процесса не существует.

Если эволюция последовательностей в моделях Ферстерлинга и др. (и Эйгена происходит при фиксированной длине цепей, то «высота» на основе нашей системы оценок связана с увеличением длины последовательностей. Поэтому в нашей модели изменяется процентное отношение (доля) ошибочных копий, т.е. как Ei, так и Qi, изменяют свое значение от последовательности к последовательности.

Рис. 13. Дерево эволюции на основе дублетов (тип 1) (жирными стрелками показан путь эволюции, пройденный при компьютерной реализации)

Это отчетливо видно на рис. 14: с увеличением длины возрастает как селекционная ценность Ei, так и число производимых мутантов соответствующей штаммовой последовательности. Последнее выражается в том, что более длинные последовательности образуются только в меньших стационарных концентрациях и что заметно возрастает стохастическое влияние мутаций (в случае коротких последовательностей кривые идут весьма гладко, а с увеличением длины становятся все более извилистыми). Этот процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута определяемая выражением (4) максимальная длина; она соответствует некоторой исчезающе малой стационарной концентрации. Эволюция не останавливается по достижении оптимальной последовательности с максимально возможной длиной, процесс завершается «мутационной катастрофой». Возникает спектр последовательностей, ни одна из которых не образуется с устойчивой частотой. Нестабильность частот связана с приближением к эйгеновской предельной длине (4). Чтобы достичь надежной репликации длинных последовательностей, частота ошибки на одну букву должна убывать обратно пропорционально длине последовательности. Известно, что в пребиологической эволюции повышение точности репликации, например, в результате появления репликаз, должно было иметь центральное значение.

Підпис:
Рис. 14. Мутационная катастрофа: продолжение процесса, начало которого представлено на рис.12, приводит к хаотическому распределению последовательностей
Страницы: 1 2 3 4 5 6


Интересное на сайте:

Экологические стратегии выживания
Экологическая стратегия выживания – стремление организмов к выживанию. Экологических стратегий выживания множество. Например, среди растений различают три основных типа стратегий выживания, направленных на повышение вероятности выжить и ...

Безопасность жизнедеятельности. Безопасность на производстве
Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитац ...

Ученые сркдневековья
Конечно, до XVII в. были периоды Средневековья и Возрождения. В течение первого из них наука находилась в полной зависимости от богословия и схоластики. Для этого времени типичны астрология, алхимия, магия, каббалистика и другие проявлени ...