Влияние разных способов размножения и их сочетаний на скорость эволюции, относительность их преимуществ друг перед другом

 

СРАВНЕНИЕ ЧЕТЫРЁХ ОСНОВНЫХ ВАРИАНТОВ РАЗМНОЖЕНИЯ

1)      бесполые «тли»,

2)      гермафродитические «черви»,

3)      раздельнополые «олени», настроенные на половой диморфизм,

4)      так называемые «НЕолени» – тоже раздельнополые, но настроенные против полового диморфизма.

Для сравнения будет использоваться специальный стенд в виде шахматного поля размером 3х10 клеток. Каждая клетка имеет, в свою очередь, размер 50х50 пикселов, то есть на ней может разместиться до 2500 виртуальных организмов.

Две белые клетки шахматного поля будут заселены стартовыми поселениями организмов серого цвета, как показано на рисунке:

Предлагается провести серию из шести экспериментов и занести их результаты в следующую турнирную таблицу:

 

«тли»

«черви»

«олени»

«НЕолени»

«тли»

 

 

 

 

«черви»

 

 

 

 

«олени»

 

 

 

 

«НЕолени»

 

 

 

 

Счет каждого «поединка» измеряется округленным числом шахматных клеток, занятых поселениями «SW» и «NW» к концу эксперимента, который длится 600 виртуальных лет.

 

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

Откроется пять окон:

1)      окно с шахматным полем,

2)      окно с серым стартовым поселением «NW» (левый верхний угол),

3)      окно с серым стартовым поселением «SW» (левый нижний угол),

4)      окно Полового состава поселения «NW»,

5)      окно Полового состава поселения «SW».

В окнах Полового состава виртуальные организмы будут раскрашены теми же условными цветами, которые использованы в турнирной таблице: бесполые особи черные, гермафродиты голубые, самцы желтые, самки лиловые.

Теперь требуется задать разные способы размножения в поселениях «SW» и «NW». Для этого надо в Панели управления каждого поселения загрузить один из четырех файлов настроек – тли.ini, или черви.ini, или олени.ini, или НЕолени.ini, но с условием, что одному поселению будут присвоены настройки из одного файла, а другому – из другого.

После запуска эволюционного процесса пауза автоматически произойдет через 600 виртуальных лет. Тогда надлежит подсчитать (округленно) число шахматных клеток, занятых тем и другим поселением, и занести этот результат в турнирную таблицу.

Затем придется повторить загрузку заготовки шахматный_стенд.pxw еще 5 раз и присваивать поселениям «SW» и «NW» настройки из файлов тли.ini, черви.ini, олени.ini и НЕолени.ini в остальных комбинациях, которые нужны для заполнения всех ячеек турнирной таблицы.

В результате наблюдения экспериментов и заполнения турнирной таблицы вы скорее всего придете к следующим выводам:

1)      бесполый организм может размножаться даже в одиночестве;

2)      бесполый организм не расходует сил на выполнение функции самца и потому может дать в каждом помёте столько же потомков (в нашей модели – до 8), сколько пара организмов при половом размножении – будь они гермафродиты или раздельнополые.

Встает следующая экспериментальная задача – в рамках того же шахматного стенда подобрать такие параметры полового размножения, чтобы устойчиво побеждать «тлей».

 

ПОИСК ОПТИМАЛЬНОЙ СТРАТЕГИИ РАЗМНОЖЕНИЯ

Опять запустите программу и загрузите в нее всё ту же заготовку шахматный_стенд.pxw.

Загрузите для одного поселения настройки бесполого размножения из уже знакомого файла тли.ini, а для другого поселения попробуйте подобрать какой-нибудь более выгодный вариант, произвольно присваивая в Панели управления любые параметры в разделе «размножение» (другие разделы трогать не желательно из соображений чистоты эксперимента).

Если у вас никак не получается одолеть «тлей», испытайте два следующих файла настроек, присвоив их через Панель управления тому поселению, которое противостоит «тлям». Суть этих настроек такова:

1)      Файл практический_взгляд_самки.ini обеспечивает самкам более практичный выбор мужа, чем у «оленей». Здесь каждая самка ищет среди самцов уже не самого отличающегося по цвету от нее самой, а такого, у которого цвет больше всего похож на цвет той клеточки поля, на которой данная самка проживает. Получается, что она примеривает самцов к своей клеточке на предмет скрывающей окраски, а в результате и ее потомство скорее получится покровительственных цветов. В реальном мире есть много примеров тому, как самки оценивают самцов по их «рабочим качествам».

2)      Файл ответ_тлям.ini содержит два других отличия от параметров «оленей», обеспечивающие повышение числа «плодоносящих» особей: (а) доля самцов понижена с обычных 50 % до 40 %; (б) назначено «10 % клонирования» вместо 0 %. Это означает, что каждая особь каждый год, приступая к размножению, с вероятностью 10 % отказывается от скрещивания и размножается сама по себе. В действительности для реальных тлей характерно как раз подобное чередование полового и бесполого размножения, а не «100 % клонирования», как это приписано нашим виртуальным «тлям», которых так хочется победить. А победив их при помощи этого файла настроек, вы поймете, почему в природе так много живых организмов совмещают половое и бесполое размножение: половое служит для рекомбинации, а бесполое – для плодовитости.

Легко догадаться, что эти два варианта настроек можно совместить – получится еще более победоносная стратегия размножения.

 

ТУРНИР ПО ЭВОЛЮЦИОННЫМ ШАХМАТАМ

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

Откроются те же знакомые окна с шахматным полем, двумя серыми стартовыми поселениями «SW» и «NW» и окна с их половым составом. Настройки обоих поселений уже хорошо подобраны:

1)      У поселения «NW» (в левой верхней шахматной клетке) размножение настроено как в применявшемся в предыдущей части урока файле настроек практический_взгляд_самки.ini, но частота мутаций усилена впятеро – до 0.05 %.

2)      У поселения «SW» (в левой нижней шахматной клетке) размножение настроено как в применявшемся в предыдущей части урока файле настроек ответ_тлям.ini, но частота мутаций усилена втрое – до 0.03 %, а предел долголетия повышен до 25 лет (проверенные естественным отбором «старики» повышают стабильность поселения).

Однако, эти настройки есть куда улучшать.

Основные действия сторон должны состоять в подборе наилучшего сочетания нескольких параметров в Панели управления своего поселения, а именно:

«Период невмешательства» задает, через сколько лет игрок задумал вмешаться в свои настройки в следующий раз. Часто вмешиваться выгоднее, чтобы не терять контроль над эволюционным процессом. С другой стороны, за более долгое невмешательство начисляется больше очков при росте поселения, но также больше вычитается – при его убыли. Большой период невмешательства – это высокая игровая ставка. То, какую величину игрок назначает периоду невмешательства, отражает его азарт или уверенность в своей способности прогнозировать ситуацию, а то, какой от этого у него реально получается прирост очков (или убыль), помогает корректировать самооценку и исправлять величину периода невмешательства при следующем доступе к параметрам. Таким образом, в ходе турнира надо внимательно следить за Счетчиком лет и Счетчиком очков.

Можно не дожидаться абсолютной победы (полного вымирания одного поселения), а прекращать поединок по истечение 1000, в крайнем случае 1500 виртуальных лет от старта, устанавливая победу по очкам.

Победоносные варианты настроек имеет смысл сохранять на будущее в виде ini-файлов (такая возможность предусмотрена в Панели управления).