Классика жанра – выживание наиболее приспособленных на примере скрывающей окраски березовой пяденицы

 

Березовой пяденицы – это сумеречные бабочки, которые проводят день, замерев на стволах и ветках берез, где благодаря светлой окраске мало заметны для насекомоядных птиц. Такая окраска животных называется скрывающей, покровительственной или маскировочной. Однако, в промышленных районах Англии с XIX века береста стала покрываться угольной копотью, и светлая окраска перестала маскировать бабочек на березах.

Кто же получил преимущество?

Естественно, более приспособленными (более защищенными) на закопченном фоне оказались более темные особи – меланисты.

Но откуда взялись по новому окрашенные бабочки?

У всех организмов в каждом поколении всегда существует неопределенная изменчивость – возникают случайные наследственные отклонения отдельных особей в окраске и других признаках – мутации. Как только бабочки-мутанты оказались менее заметны для глаз птиц, чем бабочки с родительской окраской, естественный отбор изменил направление, и в Англии за несколько десятков лет темные пяденицы в ходе конкуренции вытеснили светлых. Это явление хорошо исследовано учеными и названо промышленным меланизмом.

Наша программа позволит вам лучше представить, как это было.

Модель естественного отбора, лежащая в основе нашей программы, как раз такова, что поселение виртуальных организмов приобретает в ходе эволюции маскировочную окраску под цвет фоновой картинки (поля).

Условия: фон игрового поля почти черный (как береста в промышленных районах); исходная популяция состоит из почти идеально белых особей (как исходные бабочки); общее количество бабочек (пикселов) – 100000; частота мутаций – 0.001 % (вполне реалистичная величина).

Упрощающие условия: виртуальные организмы, в отличие от березовой пяденицы, не диплоидны, а гаплоидны, и гораздо проще устроены – они представлены в виде пикселов.

Усложняющие условия: у березовой пяденицы степень белизны/черноты кодируется одним геном, а у виртуальных организмов цвет кодируется тремя генами – слагается из красного, зеленого и синего компонентов (как положено на мониторе).

 

Запустите программу и загрузите в нее заготовку под названием березовая_пяденица.pxw.

Запустите эволюционный процесс и наблюдайте.

Пауза автоматически наступит через 100 виртуальных лет. При этом, поскольку поселение состоит из 100000 организмов, и каждый «год» каждая самка (а их в поселении половина) рождает около 8 потомков, то за назначенные 100 «лет» в эволюционном процессе поучаствует почти 40 миллионов особей (на самом деле несколько меньше благодаря летальным мутациям). Реально перед вами предстанут в виде пикселов всего-навсего 10 миллионов особей, потому что те остальные, которые проигрывают борьбу за существование и отсеиваются естественным отбором, на экран не выводятся.

Будут наблюдаться следующие явления:

 

Выводы