Dlaczego geny diploidalne (dominujące / recesywne) nie są powszechnie stosowane w algorytmach genetycznych?


20

W większości implementacji algorytmów genetycznych nacisk kładziony jest na krzyżowanie i mutację. Ale w jakiś sposób większość z nich pomija diploidalną (dominującą / recesywną) naturę genów. O ile moje (ograniczone) rozumienie dominuje / recesywna natura genów jest bardzo ważnym czynnikiem decydującym o rzeczywistych cechach organizmu.

Więc moje pytanie brzmi: dlaczego diploidalna natura genów jest pomijana w algorytmach genetycznych w większości przypadków?

Czy to dlatego, że:

  • nie zapewnia dużych korzyści
  • dodaje niepotrzebnej złożoności do prostego algorytmu
  • jest trudny do wdrożenia

A może coś zupełnie innego?

Odpowiedzi:


16

Nie znam rzeczywistego powodu, ale wydaje się intuicyjny: zastanówmy się, co robi diploidalna natura genów w RL. W gruncie rzeczy pozwala recesyjnemu genowi pozostać w puli genów, nawet jeśli obecnie istnieje niekorzystna sytuacja, i czasami pojawia się ponownie, dając dwie rzeczy - po pierwsze, nie wyginie i może się rozmnażać, jeśli stanie się korzystny; a po drugie, zapewnia pewną różnorodność populacji, ponieważ ciągle będziesz mieć oba fenotypy - część populacji, która wykazuje gen, a część nie.

Obie te rzeczy można osiągnąć w prostszy sposób za pomocą silnika mutacji / crossovera - możesz bezpośrednio „pobrać” losowe dobre wyniki sprzed 100 000 pokoleń temu (czego natura zwykle nie może); i możesz zatrzymać wiele różnych subpopulacji, jednocześnie chroniąc inne niż pierwotne przed wyginięciem, czego natura zwykle nie robi.


2
Mówisz więc, że „diploidalność” genów jest niepotrzebna, dopóki wprowadzamy elitaryzm?
Shayan RC

Czy zdolność przywoływania genów z poprzednich pokoleń jest jedyną zaletą diploidalności genów? Zarówno w biologii, jak i algorytmie?
Shayan RC

6
O ile wiem w biologii, diploidalny gen jest zabezpieczeniem przed populacją zbiegającą się w jednym fenotypie, a następnie natychmiast usuwaną przez wszelkie zmiany środowiskowe.
JDong

1

Zobacz Razor Razor

Spośród konkurujących hipotez należy wybrać te o najmniejszej liczbie założeń. Ponadto: Podmiotów nie wolno zwielokrotniać poza koniecznością.

Jeśli obie hipotezy są równie dobre, wybierz prostszą wersję, ponieważ bardziej złożona wersja zakłada założenia dotyczące czegoś, czego nie możesz być pewien.

Pytanie brzmi: czy diploidalne geny dominujące i recesywne zapewniają większą funkcjonalność, która pozwala nam opisać bogatszą przestrzeń hipotez?

  • Czy możemy zrobić coś, czego nie da się osiągnąć za pomocą prostej mutacji? Nie. Mutacja może stworzyć dowolną nową sekwencję.
  • Czy moglibyśmy zrobić coś z mutacją, której nie można osiągnąć za pomocą diploidalnych dominujących i recesywnych genów? Tak. Mutacja pozwala na dowolną nową losową sekwencję, podczas gdy geny diploidalne mogą odzyskać tylko to, co wcześniej widziane i utracone.

Jedyną możliwą korzyścią pozostawioną do zbadania jest to, czy geny diploidalne byłyby w jakiś sposób bardziej wydajne. Z ich braku użycia wynika, że ​​tak nie jest. Mutacje to zwykle niewielkie zmiany w odpowiedzi. Korzyści płynące z zachowania przeszłości i dobrej odpowiedzi są niewielkie. Można łatwo ponownie wyskoczyć.

Biologia może być inspiracją dla modeli komputerowych, ale rzadko ma najlepszą odpowiedź. Biologia generuje rozwiązania przez przypadek i naturalną selekcję, jeśli chodzi o DNA. Biologia rozwiązuje również różne problemy z różnymi surowcami i narzędziami. Spójrz, jak latają ptaki i nietoperze. Dlaczego nasze samoloty nie są zaprojektowane do poruszania skrzydłami w górę i w dół, aby startować lub poruszać się wyżej? Ponieważ byłoby to okropnie nieefektywne. Napęd odrzutowy i śmigłowce są bardziej dostosowane do naszych potrzeb. Możemy przewozić cięższe ładunki i podróżować z dużo większą prędkością niż ptaki i nietoperze.


Ale diploidalne geny dominujące i recesywne nie są hipotezą , to metoda implementacji. Brzytwa Ockhama jest odpowiednia jako analogia, ale tutaj nie używasz tego.
David Richerby,

Geny recesywne byłyby nadal częścią hipotezy, ponieważ muszą być utrzymywane, aby można je było zobaczyć ponownie. To tylko część hipotezy, która jest ukryta, chyba że w połączeniu z innym recesywnym genem.
Charity Leschinski
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.