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共生生物體優化演算法

發布時間:2022-08-11 21:37:20

『壹』 請問什麼叫做共生體

「共生」一詞源於希臘語,早在19世紀中葉就已提出。共生的概念首先是由德國真菌學家德貝里(Anton de Bary)在1879年提出的,因而作為一種生物學的研究已經有100多年的歷史了。德貝里將共生定義為不同種屬生活在一起。據國外的一些共生生物學家觀點:共生是一起生活,它暗示了生物體某種程度的永久性的物質聯系。共生是一種普遍存在的生物現象。在一起生活的有機體稱作共生體。有些共生體象寄生物一樣,依靠自己的寄主過活,或者象地衣的藻類和菌類結合那樣,彼此相互依靠。細胞內的共生體,如病毒或者細菌,可以使自己的寄主產生新的表現型。希臘字母(卡巴、蘭布達、繆、等等)一般用來表示細胞內的共生體。放毒型草履蟲在自己的細胞質中含有寄生或共生的稱為或共生的稱作可巴的顆粒。這些顆粒是由膜組成的,其大小如病毒或小細菌。它們含有DNA和RNA。卡巴產生草履蟲毒素,可殺死不含卡巴粒子(敏感的)個體。但是,復制卡巴例子,一定要有顯性核基因(K)存在.基因型為kk的細胞?/td>
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『貳』 共生關系的分類

共生一詞在英文或是希臘文,字面意義就是「共同」和「生活」,這是兩生物體之間生活在一起的交互作用,甚至包含不相似的生物體之間的吞噬行為。術語「宿主」通常被用來指共生關系中較大的成員,較小者稱為「共生體」。共生依照位置可以分為外共生、內共生,就外共生而言,共生體生活在宿主的表面,包括消化道的內表面或是外分泌腺體的導管;而在內共生,共生體生活在宿主的細胞內或是個體身體內部但是在細胞外都有可能,而20世紀末的科學家研究結果推測,細胞內的葉綠體和粒線體也可能是內共生的形式之一。
美國微生物學家瑪葛莉絲(L. Margulis)深信共生是生物演化的機制,她說:「大自然的本性就厭惡任何生物獨佔世界的現象,所以地球上絕對不會有單獨存在的生物。」而依照對共生關系的生物體利弊關系而言,共生又可依照以下幾種形式的共生關系分類: 印首魚會利用頭部的吸盤狀構造,吸附在其他的魚類表面,但是不造成傷害,借著被附著的個體的活動而行於水中。一些植物或是蕨類,例如鳥巢蕨(又稱做山蘇花)會附生在其他的植物上,特別是大樹上較為平坦的一小塊區域都是它們選擇附生的所在。對其中一方生物體有害,對其他共生線的成員則沒有影響(- 0)無關共生雙方都無益無損(0 0)

『叄』 遺傳演算法種群規模是怎麼得到的

種群規模是指任意一代中的個體總數,這個是人為設定的,種群規模越大越可能找到全局解,但運行時間也相對較長,一般在40-100之間取值,像我就習慣選60.
至於你所處理的問題,可以對比不同的種群規模下最優解和運行時間,然後折衷取。
拓展資料:
遺傳演算法(Genetic Algorithm,GA)最早是由美國的 John holland於20世紀70年代提出,該演算法是根據大自然中生物體進化規律而設計提出的。是模擬達爾文生物進化論的自然選擇和遺傳學機理的生物進化過程的計算模型,是一種通過模擬自然進化過程搜索最優解的方法。該演算法通過數學的方式,利用計算機模擬運算,將問題的求解過程轉換成類似生物進化中的染色體基因的交叉、變異等過程。在求解較為復雜的組合優化問題時,相對一些常規的優化演算法,通常能夠較快地獲得較好的優化結果。遺傳演算法已被人們廣泛地應用於組合優化、機器學習、信號處理、自適應控制和人工生命等領域。
運算過程
遺傳演算法的基本運算過程如下:
(1)初始化:設置進化代數計數器t=0,設置最大進化代數T,隨機生成M個個體作為初始群體P(0)。
(2)個體評價:計算群體P(t)中各個個體的適應度。
(3)選擇運算:將選擇運算元作用於群體。選擇的目的是把優化的個體直接遺傳到下一代或通過配對交叉產生新的個體再遺傳到下一代。選擇操作是建立在群體中個體的適應度評估基礎上的。
(4)交叉運算:將交叉運算元作用於群體。遺傳演算法中起核心作用的就是交叉運算元。[2]
(5)變異運算:將變異運算元作用於群體。即是對群體中的個體串的某些基因座上的基因值作變動。群體P(t)經過選擇、交叉、變異運算之後得到下一代群體P(t+1)。
(6)終止條件判斷:若t=T,則以進化過程中所得到的具有最大適應度個體作為最優解輸出,終止計算。
遺傳操作包括以下三個基本遺傳運算元(genetic operator):選擇(selection);交叉(crossover);變異(mutation)。

『肆』 生物與生物之間互利共生是什麼原理

生物的互利共生是一種十分重要的生物間相互關系,長期以來一直是生態學家的重要研究領域。特別是近代如海底火山熱泉,要概念被應用於解釋生物的生態現象和生物的人類腸道病等重要科學發現和互利共生現象密切相關,加之內共生,同種共生,共生發源等重進化現象 , 並相繼被證實或被廣泛接受。迫使人們重新對生物間互利共生關系發生頻率,發生過程,主要作用進行認識,從而大大改變了對生物產生,存在和發展基本規律的認識,也讓互利共生成為研究熱點。
共生可以簡單的看作是生物生活在一起,相互之間直接或間接的不斷的發生某種聯系。這類聯系可分為:互利共生,對相互作用這都有利。共棲,只對一方有利,但對另一方無害。寄生,對一方有利,對另一方有害。其中的一種:歸納總結為:互利共生指的,不同物種的個體生活在一起,相互都收益的相互關系,也可指相互離開也可正常生存的生物組合中物種間的關系,即合作關系。
互利共生是生態系統中最重要的種間關系,生態系統無法離開互利共生關系存在:組成巨大的珊瑚礁的珊瑚綱動物和特殊的動物性綠藻動物性黃藻,共生,珊瑚蟲提供營養素, 藻類則提供各種復雜的光合作用產物,藻類分布在珊瑚蟲的組織內很難分辨藻類個體。這種共生的結果是在淺海處的珊瑚靠光合作用的幫助產生了巨大的珊瑚礁,礁體是珊瑚蟲分泌的巨大碳酸鈣岩石,石灰石,熱帶海邊的白色沙石,甚至石灰質的山峰和島嶼都是他們的傑作。但是分布在深海的珊瑚蟲失去了藻類光合作用的幫助,也同時失去了地球上最偉大的生物創造力。共生關系是珊瑚礁,這種擁有驚人的多樣性的生態系統的核心。

『伍』 共生的基本概念

有的共生生物緊密纏繞在一起,讓人們很難將二者區分開來。如果分開,兩方都會受到極大的影響,或一頹不振,或死亡。在植物和動物共生的例子中,人們往往很難判斷這些生物究竟是植物,還是動物。
共生生物可不是一起生活、一起工作、和諧共處的卡通角色。大部分共生生物並不知道自己正在幫助另一種生物,它們只是選擇了對自身最有利的生存方式,這是物種自然選擇的本能行為。
人類其實也是共生生物。沒有共生現象,地球上可能就不會存在生命。也許正是共生關系推動了多細胞生物的進化。有的科學家認為整個地球就是個巨大的共生有機體。 共生的形式有許多種。有的共生生物需要藉助共生關系來維系生命,這屬於專性共生(obligate symbiosis)。有的共生關系只是提高了共生生物的生存幾率,但並不是必須的,這叫做兼性共生(facultative symbiosis)。共生關系有時是不對稱的,在共生關系中很可能出現一種生物是專性共生而另一種生物是兼性共生的現象。
共生還分為內共生(endosymbiotes)和外共生(ectosymbiotes)。內共生是指一種生物長在另一生物體內,生物學家所說的 「體內」是指生物體的細胞之間或身體組織裡面(比如鞭毛蟲的例子)。外共生是指一種生物長在另一種生物之外。(某種生物長在另一種生物的消化道內應該屬於外共生,因為這種情況顯然不符合生物學家對於內共生的定義。) 進化本身是不可思議的。生物的適應現象多種多樣,有時這種現象似乎有違邏輯,生物共生現象尤其如此。兩種不同生物的特性怎麼會進化到可以配合得天衣無縫呢?事實上,許多對進化持懷疑態度的人認為共生就是駁斥自然進化的有力「證據」。
自然選擇是解釋共生生物進化過程的關鍵。在某生物種群中,有些個體具有比其他個體更利於生存繁衍的共生特徵,它們更有可能將這種特徵傳給後代,而其他不具有這種有利特徵的個體則很有可能在進行繁殖之前死去。這樣經過一代又一代的傳遞,有利於生存的優越特徵會在該種群中表現得越來越明顯。
比如從還沒有多細胞生物出現時,在單細胞構成的細胞「社會」里,細胞要進化成更強的生存能力,只能通過自身功能的強化使自己在細胞社會里更具利用社會環境的能力,這種利用能力包括改造環境的能力,也包括改變自己的形態去適應環境的能力。在細胞社會里,這種改造自身與適應環境是相互的——相互的改造,相互的適應,互為有利的環境,相互的依賴——共生現象。當同類的單細胞進化成可以聚集在一起生存時,多細胞生物成立。
各種物種的共生現象也一樣是以物種「社會」以環境去進化的。就某一種類的物種來說,它所面對的環境是一共同的環境(生物圈或某一條生物鏈),而只能被動的去適應環境的生物種,相對於那些會自己主動改造環境的物種的生存能力弱。這種主動改造環境就體現在生物種類間相互依賴性的增強上。如果一種物種只是一味的去依賴其它物種所構成的外在環境去生存,那麼這種生物物種始終處在唇亡齒寒的被動位置,並且唇齒難依;而主動改造環境的物種會不斷使其它物種有利於它自己的生存、存在,是一種唇齒相依,互為有利的關系;也就是說它能不斷的使其它物種相對於自己的可依賴性增強。——是一種通過自己的「生存表現」讓對方產生有利於自己的手段。
決定共生特徵能否得以傳承的關鍵因素是種群壓力——種群壓力是指對某種群的個體來說比較艱難的生存環境。在進化的過程中,生物的共生特性和它們的逃脫天敵以及捕獲獵物特性同樣重要。
與物種共生現象同一原理,就某一種類的生物,它既要面對由其它物種構成的環境,同時還要面對物種內部由同類個體構成的內在環境。同類個體之間也存在競爭,同一物種的個體如果沒有生存能力也會被淘汰,那些進化上會主動去增強個體間可依賴性的個體將有利於本物種發展;所以那些那些互為有利,會分工合作的物種,比那些內個體間沒有聯系起來共同生活的物種的生存能力強。如蟻群、鋒群、狼群、人群。
總結成來就是:就某一種物種的存在來說,是一種物種內與外的關系。那些只能根據環境被動尋找自己生存空間的物種,它們面對的生存環境將來是來自物種內部和外部的雙重被動的競爭,這樣的物種將被動的承受來自於外部和內部的壓力;相對於那些根據自己的需要,主動尋找和改造生存環境的物種,它們面對的生存環境是主動適應於其它物種所構成的自然環境;與其它物種競爭的同時也主動去影響其它物種使之有利於自己的生存。在物種的內部,它們互為有利條件,共同覓食,共同防禦而不單單是競爭。共生相對於個體來說,實際上是一種利用群體減少精力的付出,而得到個體生活的最大有利化,當然這不是自私論,只是生存狀態的最優化的表現形式。(群居的種群更能發揮這種優勢,因為它們相互間聯系最緊密)——物種內共生理論。
許多共生關系最開始也許只是兼性共生,在經歷了長期進化之後,這些生物會變得越來越依賴共生關系,因為共生特徵在優勝劣汰的自然選擇中具有優勢。最終,共生雙方將完全依靠共生關系獲取食物、居所、酶等生存資料。生物界的共生關系使每一種生物都存在著緊密不可分的關系,使整個地球看起來就是個巨大的共生有機體——生命一體論。

『陸』 《生物學》中什麼是共生

共生(commensalism)是指兩種不同生物之間所形成的緊密互利關系。動物、植物、菌類以及三者中任意兩者之間都存在「共生」。在共生關系中,一方為另一方提供有利於生存的幫助,同時也獲得對方的幫助。比如犀牛和犀鳥。海葵和小丑魚。詳細的內容可以參照網路下共生的條目

『柒』 植物中的共生效應是怎樣的

到過森林裡的人就會知道,那裡濃蔭蔽日,因為樹木都相距不遠。如果是在杉樹林,它們就更是相互緊挨著,全都「縮手縮腳」筆直地站在那裡。它們擠在一起不是為了暖和,而是為了大家都能快快活活地成長,這就是共生效應。共生效應的結果就是共同繁榮,對大家都有好處。

同種的植物可以有共生效應,不同種的植物也有共生效應。生物學所說的共生的含義,主要是指不同種的兩個個體在生活中彼此相互依賴的現象。例如,有一種植物名叫地衣,可它並不是單一的植物,而是由藻類和真菌共同組成的復合體。藻類進行光合作用製造有機養料,菌類則從中吸收水分和無機鹽,並為藻類進行光合作用時提供原料,同時使藻類保持一定的濕度。

不過,正如達爾文所說的,大自然在表面看來,似乎和諧而喜悅,實際上卻到處都在發生搏鬥。實際情況也確實如此,大魚吃小魚、弱肉強食的現象無處不在。植物為了自身的生存,它們之間的斗爭也是非常激烈的。如果說共生是植物之間相互依存辦法的話,那麼,斗爭就是植物最常使用的求生手段了。

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