Week 8 Flashcards
Noem twee vormen van co-evolutie zonder natuurlijke selectie:
de Gaia hypothese en
Daisy world.
Noem de Gaia hypothese:
Leven creeërt haar eigen ideale omstandigheden door de omgeving te beïnvloeden. De omgeving leeft ook en oefent invloed uit.
Lijken Genetische Alogritmen op natuurlijke selectie?
Nee
Waardoor lijken Genetische Algoritmen niet op natuurlijke selectie?
De fitness functie wordt in GA’s a priori bepaald, terwijl niemand de fitness functie bepaald in natuurlijke selectie. Deze hangt af van de omgeving,.
Noem 2 modellen voor het bestuderen van de interactie tussen soorten:
Differentiale vergelijkingen (Lotka-Volterra) en cellullaire automaten.
Wat is Replicator dynamiek?
Generalisatie van de Lotka-Volterra vergelijkingen naar meerdere soorten.
Welke variabelen horen bij de replicator vergelijking?
Fenotypes E1, …, En
Relatieve frequenties x1, …, xn
Relatieve vector x> = (x1, …, xn) met 1 als som van alle frequenties.
Fitness van een fenotype fi(x>), staat vast.
Wat is de formule voor de gemiddelde fitness van een populatie?
f^ (x>) = som.i=1,n van xi*fi(x>)
fitness van populatie is de som van de frequentie * de fitness van dat fenotype/individu, voor allee individuen in de populatie.
Waar hangt de verandering van een fenotype Ei vanaf?
Is gerelateerd aan het verschil tussen fi en de fitness van de populatie:
verschil = fi(x>) - f^(x>)
Geef de replicatorvergelijking met adaptiesnelheid alpha:
delta.xi = Alpha*xi (fi(x>) - f^(x>))
Verschil in frequentie van individu 1 is gelijk aan Alpha * de frequentie van individu * het verschil tussen de fitness van individu en fitness populatie.
Hoe wordt fitness berekend in een model voor co-evolutionaire replicator dynamiek?
fi (x>) = som j=1,n van aij * xj
met aij = de fitness waarde van fenotype Ei in de aanwezigheid van Ej
Wat gebeurt er als aij en aji vrij groot zijn?
De soorten werken samen en krijgen daardoor een hogere fitness.
Wat gebeurt er als aij en aji negatief en vrij groot zijn?
De soorten zijn competitief en degene met de grootste frequentie zal domineren en kan de ander laten uitsterven.
Hoe ziet het Daisyworld model eruit?
Een denkbeeldige planeet die bestaat uit witte en zwarte daisies. Ze kunnen hun omgeving veranderen, zich reproduceren, groeien en doodgaan. De globale variabele is de temperatuur.
Wat is de werking van het Daisyworld model?
De favo temperatuur van de witte daisies is hoger dan die van de zwarte daisies. Witte daisies reflecteren ook zonlicht waardoor de temperatuur weer daalt bij teveel witte. Zwarte daisies absorberen temperaturen en koelen zo de planeet af.
Hoe noem je het proces dat het Daisyworld model demonstreert?
Een zelf-regulierende feedback loop
Wat zijn de regels voor een CA van het Daisyworld model?
Zwart overleeft het beste bij 40 graden, wit bij 60 graden. 20 graden verwijderd van deze temp daalt hun overlevingsgraad met 50%.
Zwarte verhogen temp in 49cellen om hen heen met 3 graden. Witte tegenovergesteld.
Daisies reproduceren 6 zaden random in de 25 cellen om hen heen met 40% waarschijnlijkheid bij ideale temp.
Zaden hebben ws 10% om dood te gaan elke cyclus. Worden daisies met beste ws bij beste temp.
Welke twee evolutionaire processen zien we in de CA voor het Daisyworld model?
Natuurlijke selectie
Zelf-regulatie
Wat is Co-evolutionaire Gaia?
Het leven bepaald de omgeving door feedback loops tussen organismen en omgeving die het geheel vormen. Atmosfeer en planten trekken zich aan elkaar op.
Wat is geofysiologische Gaia?
Een sterke vorm van de Gaia-hypothesis. De aarde zelf is een levend organisme en leven optimaliseert de fysieke en chemische omgeving.
Wat is homeostatische Gaia?
De interactie tussen organismen en omgeving wordt gedomineerd door vooral negatieve feedback loops en een paar positieve die de globale omgeving stabiliseren. Nadruk op evenwichtseffect.
Geef drie voorbeelden van het homeostatische proces van Gaia:
1) De hoeveelheid zuurstof
2) Temperatuur
3) Carbon-dioxide
Co-evolutie voor optimalisatie
Wordt gebruikt bij . Fitness van een test wordt hoger als individuen em op kunnen lossen. Testen die door alle individuen of door geen individuen opgelost worden, worden verwijderd.
Wat is het Pareto-front in co-evolutionaire genetische algoritmen?
De verzameling van individuen die niet gedomineerd worden door andere individuen.
Hoe is de relatie van domineren gedefinieerd in co-evolutionaire genetische algoritmen?
domineert(k,i) = For all j there is a fi(j) smaller than or equal to fk(j)
and
there exists an l such that fi(l) is smaller than fk(l)
Watson & Pollack: Wat doet f(a,S)? Geef ook de formule
Telt het aantal members van S die minder zijn dan a:
f(a, S) = de som van i = 1, |S| score(a, S)
Met score(a,b) = 1 als a>b en 0 anders.
Objectieve fitness
De waarde de we willen optimaliseren
Subjectieve fitness
Optreden zoals ontvangen bij het co-evoluerende invididu
Wat houdt intransitieve superioriteit in?
Als A B verslaat en B verslaat C, betekent dat niet dat A ook C verslaat.
Wat is Albedo?
Het weerkaatsingsvermogen van een oppervlak.
Wat is het gemiddelde albedo van de aarde?
37-39 procent.
Wat zegt Lovelock over de albedo van de aarde?
De aarde houdt de temperatuur binnen bepaalde grenzen door plankton in de zee, vergelijkbaar met de tropische bossen in Brazilië.
Waar staat DMS voor?
dimethylsulfide
Hoe onstaat een zelf-regulerende feedback loop in het Daisyworld model?
Witte bloemen hebben een hoog albedo, zwarte bloemen een laag albedo. Bij hogere temperatuur floreren de witte bloemen en koelen zij zo de aarde af. Bij lage temperatuur floreren de zwarte bloemen en warmen zij zo de aarde op.
Waar is de DMS-loop een voorbeeld van?
Zelfregulatie door middel van negatieve feedback
Wat gebeurt er als er veel zonlicht op zee-algen schijnt?
Ze produceren een gas: di-methyl-sulfide (DMS), waar rondom condensatie ontstaat.
Wat is de relatie tussen de hoeveelheid wolken en de hoeveelheid zonlicht?
Ze sturen elkaar bij, een negatieve zelf-regulerende feedback loop.
Wat is het doel van het Daisyworld model van Lovelock?
De relatie tussen organismen en hun omgeving modelleren.
Wat zijn de vijf versies van Gaia volgens James Kirchner?
invloeds-Gaia, co-evolutionaire Gaia, homeostatische Gaia, theologische Gaia en optimaliserende Gaia
invloeds-Gaia
Niet meer dan de constatering dat er interactie is.
teleologische Gaa
Er zit een doel achter.
optimaliserende Gaia
Planten manipuleren de omgeving, interacteren alleen om zichzelf in leven te houden.
Welke versies van Gaia zijn zwak?
invloeds-Gaia en co-evolutionaire Gaia