生物多樣性與一類多物種生態(tài)模型.pdf

1、Penna模型由T.J.P.Penna提出，利用該模型一些生物界中的現(xiàn)象得到了解釋。Penna模型是基于生物基因積聚假說(shuō)，利用字節(jié)串來(lái)代表生物個(gè)體基因，體現(xiàn)了生物個(gè)體的年齡變化，并引入了生存、死亡和繁殖機(jī)制來(lái)模擬種群的繁衍變化。本文的另一基本模型是元胞自動(dòng)機(jī)，該數(shù)學(xué)模型是建立在時(shí)空離散，狀態(tài)離散，且有關(guān)量只取有限數(shù)值的基礎(chǔ)上。 本文在Penna模型的個(gè)體演化過(guò)程中，記錄祖先信息，并以此定義了Penna模型中的血緣關(guān)系熵以及關(guān)于個(gè)

2、體多樣性的熵。通過(guò)熵的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)就一個(gè)物種而言，現(xiàn)存?zhèn)€體必有共同祖先，但共同祖先并不唯一，存在最近的共同祖先。對(duì)遺傳多樣性問(wèn)題，說(shuō)明了在大時(shí)間尺度下，有性繁殖對(duì)保持物種內(nèi)遺傳多樣性并無(wú)貢獻(xiàn)，系統(tǒng)復(fù)雜性是由變異引起的，突變是遺傳多樣性得以存在的根本前提。 其次，在具有智能的Penna模型基礎(chǔ)上，建立了具有捕食和被捕食關(guān)系的兩物種生態(tài)系統(tǒng)的智能演化模型，得出生物個(gè)體具有智能和知識(shí)的情況下，捕食者比被捕食者具有更多的知識(shí)量，后者比

3、前者更智能的結(jié)論。 最后，本文利用Penna模型，建立了一個(gè)四物種的基于三層元胞自動(dòng)機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)模型。發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中多個(gè)物種之間的共存關(guān)系以及系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)物種的繁榮程度，在一定范圍內(nèi)主要取決于物種間捕食概率的相對(duì)關(guān)系。 文章按照如下方式進(jìn)行組織： 第一章主要是分別對(duì)以無(wú)性和有性繁殖為基礎(chǔ)的Penna模型進(jìn)行描述。 第二章介紹了元胞自動(dòng)機(jī)的基本原理。 第三章利用Penna模型來(lái)對(duì)共同祖先問(wèn)題進(jìn)行研究。