Organismo digital

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Parte de una serie sobre
Biología evolucionaria
Pinzones de Darwin por John Gould
Índice Introducción Principal Esquema Glosario Evidencia Historia
Procesos y resultados Genética de poblaciones Variación Diversidad Mutación Seleccion natural Adaptación Polimorfismo Deriva genética Flujo de genes Especiación Radiación adaptativa Cooperación Coevolución Coextincion Divergencia Convergencia Evolución paralela Extinción
Historia Natural Origen de la vida Descendencia común Historia de vida Cronología de la evolución Evolución humana Filogenia La biodiversidad Biogeografia Clasificación Taxonomía evolutiva Cladística Fósil de transición Evento de extinción
Historia de la teoría evolutiva Visión general Renacimiento Antes de darwin Darwin Origen de las especies Antes de la síntesis Síntesis moderna Evolución molecular Evo-devo La investigación actual Historia de la especiación Historia de la paleontología ( línea de tiempo )
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Un organismo digital es un programa informático autorreplicante que muta y evoluciona . Los organismos digitales se utilizan como una herramienta para estudiar la dinámica de la evolución darwiniana y para probar o verificar hipótesis específicas o modelos matemáticos de evolución. El estudio de los organismos digitales está estrechamente relacionado con el área de la vida artificial .

Historia

Los organismos digitales se remontan al juego Darwin , desarrollado en 1961 en Bell Labs, en el que los programas de computadora tenían que competir entre sí tratando de evitar que otros se ejecutaran . ^[1] Una implementación similar que siguió a esto fue el juego Core War . En Core War, resultó que una de las estrategias ganadoras fue replicar lo más rápido posible, lo que privó al oponente de todos los recursos computacionales.. Los programas del juego Core War también fueron capaces de mutarse a sí mismos y entre sí sobrescribiendo instrucciones en la "memoria" simulada en la que se desarrollaba el juego. Esto permitió a los programas de la competencia incrustar instrucciones dañinas entre sí que causaban errores (terminando el proceso que lo leyó), "procesos esclavizados" (haciendo que un programa enemigo funcionara para ti), o incluso cambiar estrategias a mitad del juego y curarse a sí mismos.

Steen Rasmussen en el Laboratorio Nacional de Los Álamos tuvo la idea de la Guerra del Núcleo un paso más en su sistema mundial núcleo mediante la introducción de un algoritmo genético que escribió automáticamente los programas. Sin embargo, Rasmussen no observó la evolución de programas complejos y estables. Resultó que el lenguaje de programación en el que se escribían los programas centrales del mundo era muy frágil y, en la mayoría de los casos, las mutaciones destruían por completo la funcionalidad de un programa.

El primero en resolver el problema de la fragilidad del programa fue Thomas S. Ray con su sistema Tierra , que era similar al mundo central. Ray hizo algunos cambios clave en el lenguaje de programación, de modo que era mucho menos probable que las mutaciones destruyeran un programa. Con estas modificaciones, observó por primera vez programas de computadora que de hecho evolucionaron de una manera significativa y compleja.

Más tarde, Chris Adami , Titus Brown y Charles Ofria comenzaron a desarrollar su sistema Avida , ^[2] que se inspiró en Tierra pero que nuevamente tenía algunas diferencias cruciales. En Tierra, todos los programas vivían en el mismo espacio de direcciones y podrían potencialmente ejecutarse o interferir con el código de los demás. En Avida, en cambio, cada programa vive en su propio espacio de direcciones. Debido a esta modificación, los experimentos con Avida se volvieron mucho más limpios y fáciles de interpretar que los de Tierra. Con Avida, la investigación de organismos digitales ha comenzado a ser aceptada como una contribución válida a la biología evolutiva por un número creciente de biólogos evolutivos. El biólogo evolucionista Richard Lenski deLa Universidad Estatal de Michigan ha utilizado a Avida ampliamente en su trabajo. Lenski, Adami y sus colegas han publicado en revistas como Nature ^[3] y Proceedings of the National Academy of Sciences (EE. UU.). ^[4]

En 1996, Andy Pargellis creó un sistema similar a Tierra llamado Amoeba que evolucionó a la autorreplicación a partir de una condición inicial sembrada al azar. Más recientemente, REvoSim , un paquete de software basado en organismos digitales binarios, ha permitido simulaciones evolutivas de grandes poblaciones que se pueden ejecutar para escalas de tiempo geológicas. ^[5]

Ver también

Temas relacionados y descripciones generales

• Vida artificial
• Computación evolutiva
• Algoritmos genéticos
• Optimización combinatoria
• Autómata celular

Programas específicos

• Lista de simuladores de organismos digitales
• Evolución @ Inicio
• Polyworld

Referencias

1. Aleph-Null, "Recreaciones informáticas", Software: práctica y experiencia, vol. 2, págs. 93–96, 1972
2. http://avida.devosoft.org/
3. Lenski, Richard E .; Ofria, Charles; Pennock, Robert T .; Adami, Christoph (2003). "El origen evolutivo de características complejas" (PDF) . Naturaleza . 423 (6936): 139-144. Código Bibliográfico : 2003Natur.423..139L . doi : 10.1038 / nature01568 . ISSN  0028-0836 . PMID  12736677 . S2CID  4401833 .
4. Adami, C .; Ofria, C .; Collier, TC (2000). "Evolución de la complejidad biológica" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 97 (9): 4463–4468. doi : 10.1073 / pnas.97.9.4463 . ISSN 0027-8424 . PMC 18257 . PMID 10781045 .   
5. Garwood, Russell J .; Spencer, Alan RT; Sutton, Mark D .; Smith, Andrew (2019). "REvoSim: simulación a nivel de organismo de macro y microevolución" . Paleontología . 62 (3): 339–355. doi : 10.1111 / pala.12420 . ISSN 0031-0239 . 

Otras lecturas

• O'Neill, B. (2003). Evolución digital. PLoS Biology 1 , 011-014.
• Wilke, CO y Adami, C. (2002). La biología de los organismos digitales. Tendencias en ecología y evolución 17 , 528-532.
• Pargellis, AN (1996). La generación espontánea de la "vida" digital. Physica D 91 86-96
• Misevic, Dusan & Ofria, Charles & Lenski, Richard E. La reproducción sexual reforma la arquitectura genética de los organismos digitales Proc Biol Sci. 2006 22 de febrero; 273 (1585) : 457–464.