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，利用字節(jié)串來代表生物個體基因，體現(xiàn)了生物個體的年齡變化，并引入了生存、死亡和繁殖機(jī)制來模擬種群的繁衍變化。本文的另一基本模型是元胞自動機(jī)，該數(shù)學(xué)模型是建立在時空離散，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模型的個體演化過程中，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

2、體多樣性的熵。通過熵的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)就一個物種而言，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。對遺傳多樣性問題，說明了在大時間尺度下，有性繁殖對保持物種內(nèi)遺傳多樣性并無貢獻(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，得出生物個體具有智能和知識的情況下，捕食者比被捕食者具有更多的知識量，后者比

3、前者更智能的結(jié)論。 最后，本文利用Penna模型，建立了一個四物種的基于三層元胞自動機(jī)的生態(tài)系統(tǒng)模型。發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中多個物種之間的共存關(guān)系以及系統(tǒng)穩(wěn)定時物種的繁榮程度，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以無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機(jī)的基本原理。 第三章利用Penna模型來對共同祖先問題進(jìn)行研究。