TEST – 11.04
4 odpowiedzi, dwie mogą być prawdziwe.
Holland...?
Ewolucja jest to powolny, nieodwracalny i jednokierunkowy proces rozwoju organizmow, którego efektem jest coraz wieksza roznorodnosc, zlozonosc i organizacja swiata zywego i ktoremu podlegaja nie pojedyncze osobniki ale cale populacje. Wspolczesna teoria ewolucji wyroznia nastepujace zasadnicze czynniki warunkujace ten zlozony proces:
zmiennosc(rekombinacyjna(rekombinacja
– krzyzowanie,mieszanie) i mutacyjna(mutacja-losowe zmiany)) –
podstawa zmiennosci populacji jest rekombinacja genow zachodzaca w
czasie rozmnazania plciowego oraz nagle zmiany zachodzace w genach
lub chromosomach pod wplywem czynnikow srodowiska(mutacje) majace
charakter dziedziczny;
Dawkins-mem(W
memetyce
to
nazwa jednostki ewolucji kulturowej, analogicznej
do
genu
będącego
jednostką ewolucji
biologicznej
)
selekcja – mutacje korzystne, zwiekszajace wartosc adaptacyjna organizmu i dajace mu wieksza szanse przezycia wystepuja u coraz większej liczby osobnikow populacji w kolejnych pokoleniach, dobor naturalny(naturalna selekcja) utrwala nowe cechy przystosowawcze powstale w wyniku mutacji i wyselekcjonowuje osobniki najlepiej przystosowane do istniejacych warunkow srodowiska;
Dobor naturalny:
a) kierunkowy – faworyzuje osobniki posiadajace rozna od sredniej w populacji wartosc cechy,
b) stabilizujacy – faworyzuje osobniki posiadajace srednia dla danej populacji wartosc cechy,
c) rozrywajacy – jednoczesnie faworyzuje osobniki o dwoch lub więcej wartosciach cechy, rozniacych się od sredniej populacji.
Warunkami koniecznymi dla zaistnienia doboru naturalnego są:
rozmnazajace się organizmy mogą wydawac więcej potomstwa niż jest w stanie przezyc – ograniczone zasoby powoduja konkurencje między osobnikami;
wystepowanie dziedziczenia cech;
wystepowanie zmiennosci genetycznej i zwiazane z nia zroznicowanie dostosowania osobnikow(osobniki o pewnych cechach beda mialy większy sukces rozrodczy-wieksze dostosowanie).
Populacja- jest to grupa osobnikow tego samego gatunku(w obrebie której mozliwa jest wymiana genow), zasiedlajaca pewien obszar, izolowana barierami(genetycznymi, geograficznymi, etologicznymi) od innych podobnych grup, posiadajaca specyficzne właściwości, takie jak liczebnosc populacji, zageszczenie, tempo rozrodczosci i smiertelnosci, rozklad wiekowy tzn demografia oraz sposob rozmieszczenia w przestrzeni.
Gen, podstawowa jednostka dziedziczenia, zlokalozowana w chromosomach, decydujaca o przekazywaniu cech potomstwu.
Gen jest odcinkiem lancucha DNA zawierajacym pewna liczbe nukleotydow,ktorych sekwencja stanowi informacje genetyczna, warunkujaca synteze okreslonych bialek lub czastek kwasu RNA, co w dalszej konsekwencji w toku skomplikowanych ciagow reakcji prowadzi do wyksztalcenia się okreslonej cechy organizmu. Gen y wystepuja także u bakterii i wirusow nie posiadajacych chromosomow.
Chromosomy – najwazniejsze skladniki jader komorek roslinnych i zwierzecych bedace siedliskiem czynnikow dziedzicznych, czyli genow. Chromosomy zbudowane są glownie z silnie barwiaccej się chromatyny, w której sklad wchodza dlugi czasteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego DNA oraz bialka (glownie histonowe) i kwas rybonukleidowy(RNA). Dzieli się na dwie chromatydy zlaczone przewezeniem zw.centromerem.
DNA:
adenina,guanina, cytozyna, tymina. (utyryl? W RNA)
Genetyka – nauka o zmiennosci i dziedzicznosci ogranizmow. Nosnikiem informacji genetycznej jest DNA. DNA tworzy najmniejsze jednostki dziedzicznosci – geny. (wystepowanie cechy organizmu wyznacza zwykle zespol genow)Geny ulozone są liniowo w chromosomach i kazdy z nich zajmuje tam okreslone miejsce(lokus). Kod genetyczny jest to sposob zapisania w DNA informacji genetycznej, jest on: trojkowy(aminokwasy kodowane s aprzez trojki nukleotydow), wieloznaczny(zdegradowany, dany aminokwas kodowany może być na kilka sposobow), przecinkowy.
Lamarck formuowal pierwsza naukowa teorie ewolucji(teoria transmutacji, lamarkizm), ktra przedstawil w Filozofii zoologii(1809). Teoria ta majaca obecnie znaczenie tylko historyczne, zakladala,ze:
prymitywne formy zycia powstaja ciagle z materii nieozywionej,
z organizmow prostych powstaja bardziej zlozone, wskutek ich dazenia do doskonalenia się oraz w wyniku wplywow srodowiska,
zmiany ewolucyjne przekazywane są potomstwu,
ewolucja zachodzi przez dziedziczenie cech.
Teoria doboru naturalnego, która wyjasnia mechanizmy ewolucji, przedstawiona przez Karola Darwina(1809-1882) w dziele „O powstawaniu gatunkow” w 1858r. Darwin oparl się na nastepujacych prawach:
prawo zmiennosci powszechnej i bezkierunkowej, które mowi, ze gatunki charakteryzuje duza zmiennosc dziedziczna i nie dziedziczna, jedynie zmiany dziedziczne maja znaczenie w ewolucji,
prawo olbrzymiej roznorodnosci organizmow, które mnoza się w postepie geometrycznym.
Obliczenia miekkie:
taksonomia
soft computing
sieci neuronowe algorytmy ewolucjne systemy rozmyte
-programowanie ewolucyjne
-strategie ewolucyjne
-algorytmy genetyczne
-programowanie genetyczne
GA WSTEP
John Holland w 1975 opublikowal ksiazke na temat algorytmow genetycznych pt.Adaptation in Natural and Artificial Systems.
LAMARCK, DARWIN, HOLLAND!
Genetyka: algorytmy genetyczne:
chromosom ciag kodowy
gen cecha, znak(w ciagu kodowym)
allel(odmiana genu) wariant cechy
genotyp zbior ciagow kodowych-struktura
fenotyp zbior parametrow, rozwiazanie,punkt, itd.
Funkcja celu jest podstawowym pojeciem w algorytmach genetycznych. Odpowiada ona srodowisku naturalnemu selekcjonujacemu organizmy. Jej parametrem jest kod genetyczny szctucznego orgranizmu, a wartoscia zwracana liczbowy wskaznik przystosowania. Populacje daza do jak najlepszego przystosowania, więc algorytm de facto szuka maksimum fkcji celu. Oznacza to ze glownym kryterium oceny przydatnosci algorytmu genetycznego jest mozliwosc ustalenia fkcji celu, której maksimum globalne pokrywa się z rozwiazaniem problemu.
Operatory genetyczne:
selekcja – polega na wyborze z biezacej populacji najlepiej przystosowanych osobnikow, których material genetyczny zostanie poddany operacji krzyzowania i przekazany osobnikom nastepnej populacji. Kryterium wyboru jest tu wartosc fkcji przstosowania.
Krzyzowanie polega na wymianie materialu genetycznego pomiedzy losowo dobranymi parami osobnikow wybranych podczas selekcji. W wyniku krzyzowania powstaja nowe chromosomy, które wejda w sklad kolejnej populacji(pokolenia).
Mutacja (zachodzaca zwykle z niewielkiem prawdopodobienstwem) polega na zmianie wartosci losowo wybranego genu. Zadaniem operatora mutacji jest zapewnienie zmiennosci chromosomow(np niedopuszczenie do powstania calej populacji identycznych osobnikow) i tym samym stworzenie mozliwosci wyjscia procedury optymalizacji z maksimow lokalnych fkcji przystosowania.