سیستم تکاملی (فرگشتی)

• توسط : معصومه حیدری
• در : ۱۴۰۰-۰۳-۰۴
• در : دانستنیها

مقدمه

تئوری مولرین چیست؟ سیستم تکاملی (فرگشتی) چه می گوید؟ هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در این رابطه چه نقشی دارند؟ تغییر در گونه ها و تکامل در طول زمان تعریف می شود که فرآیندهای زیادی از جمله ایده انتخاب طبیعی چارلز داروین و یا انتخاب مصنوعی و پرورش انتخابی توسط انسان، می تواند تکامل ایجاد کند.

مدل ریاضی الگوریتم تکاملی

هوش مصنوعی مدل ریاضی تکاملی را تأیید می کند.

تئوری مولرین – سیستم تکاملی (فرگشتی)

محققان ButterflyNet بسیار متفاوتی را تست می کنند.

محققان انگلیسی و ژاپنی از هوش مصنوعی مدرن برای تأیید آن چه که قدیمی ترین مدل ریاضی زیست شناسی تکاملی است (همان تقلید مولرین) استفاده می کنند.

محققان بیان می کنند که این اولین روش كاملاً خودكار و عینی جهت سنجش موفقیت شباهت كلی بصری بوده و روش های تحقیقاتی بالقوه جدیدی را نشان خواهد داد.

تئوری تقلید مولرین معتقد است که گونه ها برای در امان ماندن از شکار، رفتار و حرکات گونه ای دیگر را که مناسب شکار نیستند، تقلید می کنند. به عبارتی تئوری تقلید مولرین معتقد است که گونه ها جهت سود متقابل از یکدیگر تقلید می کنند. این نظریه برای اولین بار در سال ۱۸۷۸، توسط فریتس مولر (Fritz Müller)، طبیعت شناس آلمانی، (کم تر از دو دهه پس از انتشار نظریه چارلز داروین در مورد منشا گونه ها)، ارائه شد.

از آن جا که این آزمایش با کمک روش های مرسوم محدود کننده است، بنابراین تیمی از دانشگاه کمبریج، دانشگاه اسکس (Essex) و موزه تاریخ طبیعی از انگلستان و موسسه فناوری توکیو از الگوریتم یادگیری ماشین برای تست این موضوع که آیا گونه های پروانه ها می توانند الگوهای بال مشابهی را جهت منافع متقابل شان تکامل دهند یا خیر، استفاده کردند.

جنیفر هوال کوتیل (ennifer Hoyal Cuthill) از کمبریج، نویسنده اصلی تحقیق، بیان می کند که ما در حال حاضر می توانیم از هوش مصنوعی (AI) در زمینه های جدید استفاده کنیم تا به یافته های جدیدی که قبلاً به سادگی امکان پذیر نبوده است، دست یابیم. ما قصد داشتیم تا تئوری مولرین را در دنیای واقعی آزمایش کنیم.

آیا این گونه ها بر الگوهای بال یکدیگر همگرا هستند؟ اگر چنین است، تا چه میزان؟

همچنین به دلیل دشواری در تعیین کمی شباهت دو پروانه، قبلاً قادر نبودیم تقلید را در سرتاسر این سیستم تکاملی (فرگشتی) تست کنیم.

تئوری مولرین – سیستم تکاملی (فرگشتی)

سوژه های منتخب آن ها (پروانه های هلیکونیوس (Heliconius))، نمونه ای کلاسیک از تقلید مولرین به حساب می آیند و بیش از ۳۰ نوع الگوی قابل تشخیص در این دو گونه موجود است که محققان بر روی آن ها متمرکز شده اند، هر نوع الگو شامل یک جفت زیر گونه مقلد می باشد.

آن ها با استفاده از ۲۴۰۰ عکس از موزه تاریخ طبیعی (Natural History Museum)، توانستند الگوریتم شان را به طور مناسب برای تعیین کمیت تغییرات بین گونه های مختلف، از تفاوت های دقیق در اندازه، شکل، تعداد، موقعیت، رنگ و ویژگی های الگوی بال، تا تفاوت های گسترده در گروه های اصلی آموزش دهند که با نام ButterflyNet شناخته می شود.

هويال كوتيل (Hoyal Cuthill) مي گويد که بر اساس این تحقیق دريافتيم كه اين گونه هاي پروانه از يكديگر یاد می گیرند که اين امر، فرضيه مولر راجع به هم فرگشت (co–evolution) متقابل را تأييد مي كند. در حقیقت، همگرایی به قدری قوی است که تقلید از گونه های مختلف شباهت بیش تری نسبت به اعضای همان گونه دارد.

محققان همچنین دریافته اند که تقلید مولرین می تواند با ترکیب ویژگی های نژادهای مختلف الگوهایی کاملاً جدید را ایجاد کند.

هویال کوتیل (Hoyal Cuthill) بیان نموده که، به طور مستقیم، شما انتظار دارید که الگوهای بال کم تری در گونه ها وجود داشته باشد که گونه ها از یکدیگر تقلید می کنند، اما ما دقیقاً عکس این را متوجه شدیم که یک رمز و راز فرگشتی است.

آنالیزهایمان حاکی از این است که هم فرگشتی متقابل می تواند موجب افزایش تنوع الگوهایی كه می بینیم، شود، همچنین توضیح می دهد كه چگونه فرگشت هم‌ گرا می تواند ترکیب ویژگی های الگوی جدید را ایجاد کند و تنوع بیولوژیکی را افزایش دهد.

تئوری مولرین – سیستم تکاملی (فرگشتی)

با کمک هوش مصنوعی، مکانیسم جدیدی را کشف نمودیم که به وسیله ی آن تقلید می تواند تکاملی جدید را ایجاد کند. بر خلاف انتظار ما، تقلید می تواند الگوهای جدیدی را از طریق تبادل ویژگی ها بین گونه هایی که از یکدیگر تقلید می کنند، ایجاد کند. این یافته ها در مجله Science Advances منتشر شده است.

کلام پایانی

تئوری تقلید مولرین معتقد است که گونه ها برای در امان ماندن از شکار، رفتار و حرکات گونه های دیگر را که مناسب شکار نیستند، تقلید می کنند. تقلید می تواند الگوهای جدیدی را از طریق تبادل ویژگی ها بین گونه های مختلفی که از یکدیگر تقلید می کنند، ایجاد کند. لذا تقلید مولرین می تواند با ترکیب ویژگی های نژادهای مختلف الگوهایی کاملاً جدید را ایجاد کند.