Biomorfos

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Biomorfos

• Richard Dawkins
• Apresentado por Mafalda Goulart
• Nº 27876

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Introdução

• Com este trabalho pretende-se simular em
  computador o desenvolvimento embrionário
• É feito por programação recursiva através de um
  processo de arborescência
• O computador começa por desenhar uma linha
  vertical, de seguida esta ramifica-se em 2 ramos,
  estes dividem-se em 2 sub ramos, e assim
  sucessivamente.

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Árvore ramificada

• À árvore ramificada dá-se o nome de biomorfo
• A profundidade de recursividade significa o
  número de sub-ramos que se desenvolvem até o
  processo ser parado
• A ramificação recursiva é um boa metáfora para o
  desenvolvimento embrionário das plantas e dos
  animais
• Os embriões não se assemelham a árvores
  ramificadas mas crescem por divisão celular. As
  células dividem-se em células filhas.

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Objectivo

• Ver no computador formas parecidas com animais,
  por selecção cumulativa de formas mutantes
• Na selecção cumulativa as entidades seleccionadas
  reproduzem-se. O produto final de uma geração de
  selecção é o ponto de partida para a geração
  seguinte e assim sucessivamente ao longo de
  muitas gerações
• Não são introduzidos desenhos de animais, o que
  se pretende é que estes surjam como consequência
  de selecção cumulativa de mutações casuais.

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Os nove genes
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Genes

• Existem nove genes e cada um pode mutar numa
  direcção ascendente (1) ou descendente (-1)
• No centro está a árvore básica
• À volta estão 8 árvores, são todas iguais à
  árvore central, excepto num gene que é diferente
  em cada uma por ter sido mutado
• Por exemplo, a imagem à direita da árvore central
  mostra o que acontece quando o gene 5 sofre uma
  mutação resultante de se ter acrescentado 1.

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Genes e filhos

• A forma de cada filho não resulta directamente da
  forma do seu progenitor
• Cada filho obtém a sua forma a partir dos valores
  dos seus próprios 9 genes
• Obtém 9 genes a partir dos nove genes do seu
  progenitor
• Isto é o que acontece na vida real
• Os corpos não são transmitidos para a geração mas
  os genes são-no
• Os genes influenciam o desenvolvimento
  embrionário do corpo onde estão instalados
• De seguida, esses mesmos genes podem ser
  transmitidos para a geração seguinte.

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Modelo de computador

• Programa grande chamado Evolução
• 2 módulos de programa
• Reprodução
• transfere os genes de geração para geração, com
  possibilidade de mutação.
• Desenvolvimento
• pega nos genes fornecidos pela reprodução,
  traduzindo-os em actividades de desenho, na
  imagem de um corpo, no ecrã do computador.
• A evolução consiste na repetição da reprodução.

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Funcionamento

• Os genes de cada geração são reproduzidos e
  entregues ao desenvolvimento, que cria o corpo
  adequado no ecrã de acordo com as suas regras
• Em cada geração, o ecrã exibe uma ninhada
  completa dos filhotes, ou seja, os indivíduos da
  geração seguinte
• Os valores dos 9 genes só têm significado quando
  traduzidos em regras de crescimento para a forma
  de árvore ramificada
• Acontece o mesmo na vida real, os genes só têm
  significado quando traduzidos por via de síntese
  proteica, em regras de crescimento para um
  embrião em desenvolvimento.

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Critério de selecção

• Neste modelo o critério de selecção é o olho
  humano, que observa cuidadosamente a ninhada e
  escolhe um dos filhos para procriação
• O escolhido torna-se e o progenitor da geração
  seguinte e a ninhada dos seus mutantes é exibida
  no ecrã
• Isto é um modelo de selecção artificial, ao
  contrário do modelo de selecção natural que
  ocorre na vida real
• Na selecção natural, se um corpo tiver o que é
  necessário para sobreviver os seus genes
  sobrevivem automaticamente, porque estão dentro
  dele.

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Evolução
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História evolutiva

• A figura mostra uma das histórias evolutivas de
  29 gerações
• O antepassado é uma criatura minúscula, apenas um
  ponto
• Não foram impressos todos os descendentes, apenas
  o filhote bem sucedido de cada geração e uma ou
  duas das suas irmãs mal sucedidas
• Cada geração é um pouco diferente da sua
  progenitora.

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Espaço genético

• Não é possível representar o espaço genético dos
  biomorfos porque é um espaço de nove dimensões
• Se fosse possível desenhar a nove dimensões
  poderíamos fazer com que a cada dimensão
  correspondesse um dos nove genes
• O autor procurou desenhar uma imagem
  bidimensional que transmitisse algo semelhante à
  movimentação no espaço genético de 9 dimensões
• Escolheu o truque do triângulo.

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Truque do triângulo

• O triângulo repousa num plano raso bidimensional
  que atravessa o hipervolume de 9 dimensões
• No vidro estão desenhados o triângulo e alguns
  biomorfos
• Os biomorfos que se encontram nos vértices são
  chamados biomorfos âncora

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Triângulo
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Triângulo (continuação)

• A ideia de distância em relação ao espaço
  genético resume-se à proximidade de biomorfos
  geneticamente similares e ao afastamento de
  biomorfos geneticamente diferentes
• As distâncias são calculadas por referência aos 3
  biomorfos - âncora
• Para qualquer ponto da chapa do vidro, interior
  ou exterior ao triângulo, a fórmula genética é
  calculada pela média ponderada das fórmulas
  genéticas dos 3 biomorfos âncora.

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Conclusão

• Quando escreveu o programa nunca pensou que
  viesse a desenvolver mais do que uma variedade de
  formas arborescentes
• O que mais surpreendeu foi o facto dos biomorfos
  deixarem de se assemelhar a árvores muito
  rapidamente
• A partir de um certo ponto da experiência começou
  a ter a ideia de que era possível que evoluísse
  algo semelhante a um insecto
• Então começou a produzir geração após geração, a
  partir do filhote que mais se parecesse com um
  insecto.

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Bibliografia

• Dawkins, Richard, O relojoeiro cego, Universo da
  ciência, Edições 70, 2004, pp. 63-95.
• http//www.cecm.usp.br/ltrabuco/escritos/dawkins.
  pdf
• http//www.gsoftnet.us/GSoft.html