論文の概要: Role of Morphogenetic Competency on Evolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09318v1
- Date: Fri, 13 Oct 2023 11:58:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-17 22:36:30.157059
- Title: Role of Morphogenetic Competency on Evolution
- Title(参考訳): 進化における形態形成能力の役割
- Authors: Lakshwin Shreesha
- Abstract要約: 進化計算において、逆関係(進化に関する知性の影響)は、生物レベルの振る舞いの観点からアプローチされる。
我々は、解剖学的形態空間をナビゲートするシステムの最小限のモデルの知性に焦点を当てる。
我々はシリコの標準遺伝アルゴリズムを用いて人工胚の個体群を進化させた。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The relationship between intelligence and evolution is bidirectional: while
evolution can help evolve intelligences, the degree of intelligence itself can
impact evolution (Baldwin, 1896). In the field of Evolutionary Computation, the
inverse relationship (impact of intelligence on evolution) is approached from
the perspective of organism level behaviour (Hinton, 1996). We extend these
ideas to the developmental (cellular morphogenetic) level in the context of an
expanded view of intelligence as not only the ability of a system to navigate
the three-dimensional world, but also as the ability to navigate other
arbitrary spaces (transcriptional, anatomical, physiological, etc.). Here, we
specifically focus on the intelligence of a minimal model of a system
navigating anatomical morphospace, and assess how the degree and manner of
problem solving competency during morphogenesis effects evolutionary dynamics.
To this end, we evolve populations of artificial embryos using a standard
genetic algorithm in silico. Artificial embryos were cellular collectives given
the capacity to undergo morphogenetic rearrangement (e.g., regulative
development) prior to selection within an evolutionary cycle. Results from our
model indicates that morphogenetic competency significantly alters evolutionary
dynamics, with evolution preferring to improve anatomical intelligence rather
than perfect the structural genes. These observations hint that evolution in
the natural world may be leveraging the problem solving competencies of cells
at multiple scales to boost evolvability and robustness to novel conditions. We
discuss implications of our results for the Developmental Biology and
Artificial Life communities.
- Abstract(参考訳): インテリジェンスと進化の関係は双方向であり、進化はインテリジェンスの発展に役立つが、インテリジェンスそのものが進化に影響を与える可能性がある(Baldwin, 1896)。
進化的計算の分野において、逆関係(進化に関する知性の影響)は生物レベルの振る舞いの観点からアプローチされる(hinton, 1996)。
我々は,3次元世界をナビゲートするシステムの能力だけでなく,他の任意の空間(記述的,解剖学的,生理的など)をナビゲートする能力として,知性の拡大という文脈において,これらの概念を発達的(細胞形態学的)レベルにまで拡張する。
本稿では、解剖学的形態空間をナビゲートするシステムの最小モデルの知性に着目し、形態形成効果の進化力学における問題解決能力の程度と方法を評価する。
この目的のために、シリコの標準的な遺伝的アルゴリズムを用いて人工胚の個体群を進化させる。
人工胚は細胞集合体であり、進化周期内での選択の前に形態的再配列(例えば、調節的発達)を行う能力を与えられた。
モデルの結果, 形態形成能力は進化のダイナミクスを著しく変化させ, 進化は構造遺伝子を完全化するのではなく, 解剖学的知性を改善することを好むことが示された。
これらの観察は、自然界の進化が細胞の能力を複数のスケールで解決し、新しい条件への進化可能性と堅牢性を高めるのに活用している可能性を示唆している。
我々は, 発達生物学と人工生命コミュニティにおける研究成果の意義について論じる。
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