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複雜功能之數位演化法

2011/02/08 | 未分類 |

Original publish date:May 12, 2003

編輯 Gene 報導

科學家利用電腦模擬來研究生物界中的複雜功能是如何演化出的,其結果支持複雜性是一小步一小步演化出來的理論。

複雜的生物體長久以來被為經歷一系中間演化適應性而來的,並非是一蹴而及的。想要窺見百萬年來發生的事當然是不可能的,然而密西根州立大學和加州理工學院的科學家利用電腦模擬來探討最複雜的功能是如何從簡單的功能建構而成的,此研究也可能幫助電腦程式師設計出更有效的演化演算法。

他們利用稱為Avida的電腦模擬軟體創造出一群數位生物。在起始之時,每個數位生物都無法解決任何邏輯問題。但是在每次複製時,會有兩成的機會產生隨機的突變。這些突變能改變數位生物的天性,並造成會能夠執行邏輯運算的個體。然而經過一萬五千代之後,該數位生物群體仍未法解決最複的邏輯問題。

可是如果數位生物生活在當完成一些簡單功能就能獲得回報的環境中,最終該演化出的程式就能解決最複雜的邏輯問題。

漸進的生物演化過程的證據在還保留早期演化步驟的的複雜構造中。例如在人類的眼睛中,結晶蛋白質和執行非視覺功能的酵素就有關係。

他們認為該電腦模擬讓生物學家首次能夠研究個別的演化步驟。加州理工數位生命實驗室的主持人Christoph Adami認為達爾文演化對DNA和電腦碼的影響是相同的,所以我們可以在電子培養皿中研究演化。

原學術論文:
Lenski, R. E. et al. The evolutionary origin of complex features. Nature 423, 139 – 144 (2003); doi:10.1038/nature01568

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