中国教育和科研计算机网 中国教育 高校科技 教育信息化 下一代互联网 CERNET 返回首页
科学家通过模拟实验证实一项进化原则
2002-02-08 王艳红

  新华网伦敦2月7日电(记者王艳红)如果你是一只飞蛾,翅膀上的花样越是与众不同,你就越不容易被鸟儿吃掉。美国科学家用真实的鸟儿和计算机模拟的飞蛾进行的一项仿真实验,证实了生物进化过程中存在这种“依赖于频率的选择”现象。

  生物学家早就提出,利用视觉寻找猎物的捕食者,其“搜索形象”可能习惯于较为常见(也就是出现频率较高)的猎物形象,外貌较为稀罕的猎物逃过捕食的可能性较大。这种现象称为“依赖于频率的选择”,它有利于保持和增加猎物种群的遗传多样性。但这一假说一直没有得到明确的实验验证。

  美国内布拉斯加大学的科学家在7日出版的英国《自然》杂志上报告说,他们用计算机制作虚拟的飞蛾图像,每只飞蛾都有自己的一套计算机指令,充当决定其翅膀花纹的“电子基因组”。研究人员训练捕捉来的蓝松鸦“啄食”屏幕上的飞蛾图像,每啄中一只,蓝松鸦就得到一块食物作为奖励。这与蓝松鸦在野外啄食隐藏在树干上的飞蛾类似。

  屏幕上的飞蛾数量为200只,并且每一代都维持这一数量。每轮“捕猎”过后,剩下的虚拟飞蛾就互相“交配”繁殖,其过程模拟真正的生物繁殖,后代的基因是融合父母双方的基因的结果,并且随机产生一点变异。经过100代之后,“天敌”所施加的“生存压力”不仅迫使虚拟飞蛾伪装自己的能力——即翅膀花纹相对于环境背景的模糊程度比原来增加了30%,而且翅膀花纹的多样性也增加了将近一倍。

  作为对照,研究人员还设置了两组虚拟飞蛾,其中一组在没有捕食者的状态下自由繁殖;另一组则用类似天敌捕食的过程进行选择繁殖,但不由真正的鸟儿进行选择,而是用计算机程序模拟蓝松鸦进行选择,并假定不管某一飞蛾翅膀花纹的样式有多么稀罕,如果它伪装自己的能力与其它飞蛾相同,则被捕食的几率也相同。

  结果表明,与在真正的蓝松鸦的选择下进化的虚拟飞蛾相比,自由繁殖的飞蛾经过100代之后,伪装的能力要差很多;而在与频率无关的的选择下进化的飞蛾,则在翅膀花纹的多样性方面明显逊色。这表明,真正的蓝松鸦在捕食飞蛾时,确实存在“依赖于频率的选择”现象。

教育信息化资讯微信二维码

特别声明:本站注明稿件来源为其他媒体的文/图等稿件均为转载稿,本站转载出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如转载稿涉及版权等问题,请作者在两周内速来电或来函联系。

邮箱:gxkj#cernet.com
微信公众号:高校科技进展