Menggunakan robot sederhana untuk mensimulasikan evolusi genetik lebih dari ratusan generasi, ilmuwan Swiss memberikan bukti kuantitatif seleksi kerabat dan menjelaskan salah satu teka-teki abadi yang paling dalam ilmu biologi: Mengapa makhluk sosial kebanyakan hewan, termasuk manusia, keluar dari jalan mereka untuk membantu satu sama lain?
Altruisme, dengan mengorbankan keuntungan individu untuk kebaikan yang lebih besar, muncul secara sekilas untuk menentang gagasan "survival of the fittest." Tapi ekspresi gen altruistik ditemukan di alam dan diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Semut yang bekerja, misalnya, steril dan membuat pengorbanan altruistik akhir dengan tidak mengirimnya gen mereka sama sekali untuk menjamin kelangsungan hidup genetik ratu. Pengorbanan individu untuk menjamin kelangsungan hidup kode genetik seorang kerabat dikenal sebagai seleksi keluarga. Pada tahun 1964, ahli biologi WD Hamilton mengusulkan set yang tepat dari kondisi yang perilaku altruistiknya dapat berkembang, sekarang dikenal sebagai aturan Hamilton seleksi kerabat. Berikut intinya: Jika salah satu anggota keluarga individu membagikan makanan dengan anggota keluarga lainnya, mengurangi kemungkinan pribadinya bertahan hidup tetapi meningkatkan kemungkinan anggota keluarga menyampaikan gen mereka, berlaku umum untuk seluruh keluarga. Aturan Hamilton secara sederhana menyatakan bahwa apakah inividu membagikan makanan dengan yang lain tergantung pada kedekatan genetik (berapa banyak gen yg dibagikan) dengan organisme lain.
Pengujian evolusi altruisme dengan studi kuantitatif dalam organisme hidup sangan tidak mungkin untuk dilakukan eksperimen mengingat adanya ratusan rentang generasi dan terlalu banyaknya variabel. Namun, robot Floreano's berkembang dengan cepat menggunakan gen simulasi dan fungsi genom dan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur biaya dan manfaat yang terkait dengan sifat tersebut. Selain itu, peraturan Hamilton telah lama menjadi subyek banyak perdebatan menjadi-penyebab persamaan yang tampaknya terlalu sederhana untuk menjadi kenyataan.
Percobaan sebelumnya yank dilakukan oleh Floreano dan Keller menunjukkan bahwa robot mencari makan melakukan tugas-tugas sederhana, seperti mendorong benda seperti biji-di lantai ke tujuan, berevolusi selama beberapa generasi. Robot-robot itu tidak mampu mendorong benih ke lokasi yang tepat, memilih keluar dengan kode mereka, sementara robot yang melakukan relatif lebih baik melihat kode mereka direproduksi, bermutasi, dan direkombinasi dengan robot lain ke generasi berikutnya - minimal model seleksi alam. Studi yang baru oleh para peneliti EPFL dan UNIL menambah dimensi baru: sekali robot mencari makan mendorong benih ke tujuan yang tepat, dapat memutuskan apakah ingin berbagi atau tidak. percobaan evolusi yang berlangsung 500 generasi yang diulang untuk beberapa skenario interaksi altruistik - berapa banyak yang bersama dan untuk apa biaya bagi individu - kekerabatan genetis dan dalam populasi. Para peneliti membentuk kelompok kekerabatan yang, di dunia robot, akan menjadi setara dengan klon lengkap, saudara, sepupu dan non-kerabat. Kelompok-kelompok yang bersama sepanjang garis pemerintahan Hamilton foraged lebih baik dan lulus kode mereka ke generasi berikutnya.
Hasil kuantitatif cocok dengan sangat baik prediksi Aturan Hamilton bahkan dalam beberapa interaksi. Teori asli Hamilton mengambil visi yang terbatas dan terisolasi dari jumlah interaksi gen, sedangkan simulasi genetik berjalan di robot mencari makan mengintegrasikan efek dari satu gen pada gen lain berganda dengan aturan Hamilton masih benar. Temuan ini sudah terbukti berguna dalam robotika. "Kami telah mampu mengambil percobaan ini dan ekstrak sebuah algoritma yang dapat kita gunakan untuk berkembangnya kerjasama dalam setiap jenis robot," jelas Floreano. "Kami menggunakan algoritma ini altruisme-algoritma untuk memperbaiki sistem kontrol robot kami dan kita melihat bahwa hal itu memungkinkan mereka untuk berkolaborasi secara efektif dan terbang dalam formasi swarm lebih berhasil."
Penelitian ini didanai oleh Swiss National Science Foundation, Komisi Euro-Pean ECAgents dan proyek Swarmanoids, dan European Research Council.
Altruisme, dengan mengorbankan keuntungan individu untuk kebaikan yang lebih besar, muncul secara sekilas untuk menentang gagasan "survival of the fittest." Tapi ekspresi gen altruistik ditemukan di alam dan diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Semut yang bekerja, misalnya, steril dan membuat pengorbanan altruistik akhir dengan tidak mengirimnya gen mereka sama sekali untuk menjamin kelangsungan hidup genetik ratu. Pengorbanan individu untuk menjamin kelangsungan hidup kode genetik seorang kerabat dikenal sebagai seleksi keluarga. Pada tahun 1964, ahli biologi WD Hamilton mengusulkan set yang tepat dari kondisi yang perilaku altruistiknya dapat berkembang, sekarang dikenal sebagai aturan Hamilton seleksi kerabat. Berikut intinya: Jika salah satu anggota keluarga individu membagikan makanan dengan anggota keluarga lainnya, mengurangi kemungkinan pribadinya bertahan hidup tetapi meningkatkan kemungkinan anggota keluarga menyampaikan gen mereka, berlaku umum untuk seluruh keluarga. Aturan Hamilton secara sederhana menyatakan bahwa apakah inividu membagikan makanan dengan yang lain tergantung pada kedekatan genetik (berapa banyak gen yg dibagikan) dengan organisme lain.
Pengujian evolusi altruisme dengan studi kuantitatif dalam organisme hidup sangan tidak mungkin untuk dilakukan eksperimen mengingat adanya ratusan rentang generasi dan terlalu banyaknya variabel. Namun, robot Floreano's berkembang dengan cepat menggunakan gen simulasi dan fungsi genom dan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukur biaya dan manfaat yang terkait dengan sifat tersebut. Selain itu, peraturan Hamilton telah lama menjadi subyek banyak perdebatan menjadi-penyebab persamaan yang tampaknya terlalu sederhana untuk menjadi kenyataan.
Percobaan sebelumnya yank dilakukan oleh Floreano dan Keller menunjukkan bahwa robot mencari makan melakukan tugas-tugas sederhana, seperti mendorong benda seperti biji-di lantai ke tujuan, berevolusi selama beberapa generasi. Robot-robot itu tidak mampu mendorong benih ke lokasi yang tepat, memilih keluar dengan kode mereka, sementara robot yang melakukan relatif lebih baik melihat kode mereka direproduksi, bermutasi, dan direkombinasi dengan robot lain ke generasi berikutnya - minimal model seleksi alam. Studi yang baru oleh para peneliti EPFL dan UNIL menambah dimensi baru: sekali robot mencari makan mendorong benih ke tujuan yang tepat, dapat memutuskan apakah ingin berbagi atau tidak. percobaan evolusi yang berlangsung 500 generasi yang diulang untuk beberapa skenario interaksi altruistik - berapa banyak yang bersama dan untuk apa biaya bagi individu - kekerabatan genetis dan dalam populasi. Para peneliti membentuk kelompok kekerabatan yang, di dunia robot, akan menjadi setara dengan klon lengkap, saudara, sepupu dan non-kerabat. Kelompok-kelompok yang bersama sepanjang garis pemerintahan Hamilton foraged lebih baik dan lulus kode mereka ke generasi berikutnya.
Hasil kuantitatif cocok dengan sangat baik prediksi Aturan Hamilton bahkan dalam beberapa interaksi. Teori asli Hamilton mengambil visi yang terbatas dan terisolasi dari jumlah interaksi gen, sedangkan simulasi genetik berjalan di robot mencari makan mengintegrasikan efek dari satu gen pada gen lain berganda dengan aturan Hamilton masih benar. Temuan ini sudah terbukti berguna dalam robotika. "Kami telah mampu mengambil percobaan ini dan ekstrak sebuah algoritma yang dapat kita gunakan untuk berkembangnya kerjasama dalam setiap jenis robot," jelas Floreano. "Kami menggunakan algoritma ini altruisme-algoritma untuk memperbaiki sistem kontrol robot kami dan kita melihat bahwa hal itu memungkinkan mereka untuk berkolaborasi secara efektif dan terbang dalam formasi swarm lebih berhasil."
Penelitian ini didanai oleh Swiss National Science Foundation, Komisi Euro-Pean ECAgents dan proyek Swarmanoids, dan European Research Council.
0 comments:
Post a Comment