La selección natural

V. ADAPTATION

En el sentido más general , la adaptación es un proceso de retroalimentación en el que los cambios externos en un ambiente se refleja en los cambios internos de compensación en un sistema adaptativo . En el caso más simple , un sistema adaptativo puede actuar en forma reglamentaria , como un termostato , a fin de mantener alguna propiedad del medio ambiente a un nivel constante . Un tipo interesante de adaptación se encuentra en el sistema complejo en el que se permite que las interacciones entre las subunidades de cambiar . Este proceso es muy similar a un programa de auto - modificación , ya que las acciones de la unidad de adaptación pueden afectar el medio ambiente , que , a su vez , alimenta información de vuelta al sistema adaptativo . Por lo tanto , la adaptación puede ser visto como un cálculo de la forma más compleja que emerge a través de la multiplicidad y la recursión de subunidades simples .

Esta última parte del libro contiene ejemplo de adaptación que se asemejan a formas naturales de adaptación. Capítulo 20 se centra en los algoritmos genéticos como métodos para resolver diferentes tipos de problemas. Capítulo 21 considera sistemas clasificadores , que contienen una forma de adaptación similar a lo que se encuentra en los sistemas sociales y los sistemas inmunes. Capítulo 22 muestra cómo las redes neuronales artificiales se pueden utilizar para clasificar los patrones y aprender funciones arbitrarias . Por último , en el capítulo 23 se examina cómo los modelos , los fenómenos que los modelos, y métodos de búsqueda están interconectados en una forma de cálculo como de la auto- referencia.

20 Genetics and Evolution

La selección natural es un mecanismo para generar un muy alto grado de improbabilidad.

Sir Ronald Fisher

El objetivo de la ciencia es construir mejores ratoneras. El objetivo de la naturaleza es para construir mejores ratones.

Anónimo

Una gallina es la forma única de huevo de hacer otro huevo.

Samuel Butler.

CUALQUIER PERSONA FAMILIARIZADA con la cría de animales sabe que los hijos se parecen a sus padres. No hace falta ser un científico para llegar a esta conclusión. De hecho , dada la cultura y la economía agraria de los siglos pasados , la persona promedio que vive cerca de una granja de hace mil años puede haber sido más consciente de los rasgos heredables que más que la persona promedio de hoy. En cualquier caso, salto mental de Charles Darwin de la simple herencia de la evolución y la selección natural se destaca como el mayor logro científico en toda la biología y es sin duda la más importante contribución a toda la ciencia. Parafraseando a Richard Dawkins, nunca tantos fenómenos naturales han explicado por tan pocos hechos. El poder predictivo y explicativo de la evolución y la selección natural ha arrojado luz sobre todas las facetas de la biología , desde la escala microscópica de las bacterias adaptarse rápidamente y ser resistentes a las nuevas drogas de todo el camino hasta la forma en la escala macroscópica de la distribución y la interrelación de las especies de toda .

Para estar seguro , hay muchos detalles detrás de la evolución que siguen siendo un misterio. Un área actual del debate se refiere a la unidad de selección . Una cuestión relacionada con esto lo que debería ser la definición exacta de un organismo. Si bien hay muchas áreas de la biología que abundan en la controversia, esto no se TOS ay que la evolución como una teoría es de ninguna manera tentativa. La evidencia empírica en apoyo de la evolución y la selección natural es tan rica y completa como para cualquier teoría. nuestro conocimiento de la evolución es como una montaña se ve desde la distancia: Puede que no seamos capaces de discernir cada pequeño pico , choques o gravilla , pero el contorno de la montaña es tan clara y distinta que no tenemos prácticamente ninguna duda en cuanto a las montañas existencia.

La fuerza de la evolución se ve reforzada por los avances en informática y matemáticas realizadas en las últimas décadas . En este capítulo vamos a ver cómo los métodos de adaptación que están fuertemente motivados por la evolución biológica puede ser explotado para desarrollar soluciones informáticas a problemas interesantes . Al hacer esto, vamos a ver cómo la informática y la biología se han beneficiado de los avances en ambos campos.

20.1 Biological Adaptation

La propiedad de adaptación, desde un punto de vista evolutivo , es a menudo descrito por la ecuación , adaptación = variación + herencia + selección. Esta destilación de ideas , conocida como neodarwinismo , difiere de un estricto darwinismo , haciendo explícita referencia a un método de la herencia. Rompiendo la ecuación hacia abajo en términos básicos revela algunas conexiones interesantes entre la adaptación y los problemas computacionales fundamentales resaltados anteriormente . Por ejemplo, la variación , que se refiere a cómo los individuos en una población pueden ser diferentes unos de otros , es crucial para la visión neo- darwinista ya que la evolución opera sobre ningún individuo , sino en especie. Las variaciones , por definición, sólo puede expresarse en términos de varias personas ; por lo tanto , el paralelismo y la multiplicidad espacial son ingredientes esenciales en el algoritmo de la evolución. Del mismo modo , la herencia puede ser visto como una forma de persistencia temporal . Cuando los niños heredan rasgos de sus padres en trozos discretos de información, los rasgos se puede ver que se transmite de forma iterativa una línea de tiempo . Por lo tanto , tenemos tanto el paralelismo y la iteración como piezas fundamentales de la ecuación biológica para la adaptación.

Ahora bien, si viviéramos en un mundo de recursos infinitos donde cada organismo fue garantizada la oportunidad de reproducirse, entonces eso sería el final de la historia ; usted y yo no estaríamos ya que la evolución nunca se le hubiera ocurrido en nuestro mundo. Por lo que es tal vez irónico que estamos en deuda con la finitud del universo. Con las limitaciones en los recursos disponibles, la reproducción está lejos de ser algo seguro ya que existirán más organismos que pueden reproducirse. Esto nos lleva a la expresión mal entendida a menudo "la supervivencia del más apto”. Esta frase ha sido criticado por ser una tautología , ya que es en realidad equivalente a la "supervivencia de los sobrevivientes", una frase casi sin sentido. El problema parece ser con la palabra " más fuerte" que por lo general se asocia con las características físicas independientes de la capacidad de reproducimos . Pero por la "supervivencia del más apto"

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