Biogènesi

Manual d'usuari

Índex

Introducció

Aquest programa imita els processos evolutius que es donen en les poblacions d'organismes unicel·lulars a la natura. S'ha intentat crear un exemple dels processos bacterians elementals, simplificant-los enormement i presentant-los d'una forma molt visual i entenedora. Tot i que no és científicament exacte, sí que s'hi poden observar mecanismes habituals en la vida i evolució bacteriana i pot resultar interessant com a aproximació didàctica a conceptes com mutació, evolució o fotosíntesi. També resulta un bon entreteniment.

Els organismes que poblaran aquest món no són representacions d'organismes unicel·lulars naturals, sinó que s'ha utilitzat una abstracció per poder veure més clarament la seva vida virtual. Aquests organismes estan formats per segments de diversos colors i longituds. Els colors i longituds dels segments d'un organisme determinen les seves propietats, de manera que podem saber què pot fer un organisme només observant-lo al monitor. Per altra banda, la configuració d'aquests segments és una representació en el món del seu codi genètic, que els seus descendents heretaran de forma idèntica, amb l'excepció de les mutacions aleatòries que es poden produir en cada generació.

Els organismes que obtinguin mutacions beneficioses seran els que més èxit tindran, des del punt de vista reproductiu, i crearan un gran nombre de descendents que propagaran els seus gens i la seva mutació cap al futur. En canvi, aquells que sofreixin una mutació poc adequada no tardaran en morir sense poder prolongar la vida de la seva espècie més enllà de la seva pròpia vida.

Ús bàsic

Execució

Per tal d'executar aquest programa és necessari disposar d'una màquina virtual de Java instal·lada a l'ordinador. Aquesta versió només funcionarà amb una versió 6 o posterior, com la màquina oficial de Sun, que pot descarregar-se de http://java.com/es/. Un cop instal·lada la màquina virtual només cal fer doble clic al fitxer biogenesis.jar per tal d'executar-lo. No és necessari fer cap tipus d'instal·lació del programa. Alternativament, podeu fer clic amb el botó dret en el fitxer i seleccionar Obre amb Java Runtime, o executar-lo des de la línia de comandes amb l'ordre java -jar biogenesis.jar.

També és possible indicar un nombre després del nom del fitxer. Aquest nombre determina la seqüència de nombres aleatoris que es generaran, de manera que es pot recrear diverses vegades el mateix escenari si es repeteix el mateix nombre. La crida quedaria: java -jar biogenesis.jar 12345.

Vegeu la secció de rendiment per saber com millorar el rendiment del programa pel vostre ordinador.

Rendiment

Aquest programa té un alt consum de CPU. Haureu de configurar alguns paràmetres per tal d'adaptar-lo al vostre maquinari.

Aquests són els paràmetres que hauríeu de configurar. Recordeu que podeu fer-ho seleccionant l'opció Paràmetres sota el menú del Món.

  • OpenGL: L'ús de les llibreries OpenGL incrementa notablament la velocitat del programa. Aquesta opció es troba desseleccionada per defecte perquè no funciona en totes les combinacions de maquinari i controladors. Hauríeu d'intentar activar-la i reiniciar el programa. Si fallés o no funcionés, l'OpenGL es desactivaria el proper cop que l'executéssiu.

    • Deshabilita fbobject: Degut a un error en algunes controladores gràfiques, pot ser necessari activar aquesta opció per tal que funcionin les OpenGL. Si el primer cop que intenteu activar-les fallen, intenteu activar-les de nou amb aquesta opció

  • Temps per imatge: Aquest paràmetre controla la velocitat que el programa intentarà assolir. Si està consumint molta CPU hauríeu d'incrementar-lo, i si no i voleu que el procés s'executi més ràpidament, hauríeu de disminuir-lo.

  • Diòxid de carboni inicial: El CO2 és el factor limitant a l'expansió de la vida. Més CO2 significa que més organismes poblaran el món, i que es necessitarà més processador per calcular els seus moviments i dibuixar-los. Si canvieu aquest paràmetre, pot ser una bona idea canviar la mida del món de forma corresponent per mantenir la mateixa concentració de CO2.

Vegeu la secció de paràmetres per una explicació completa de tots els paràmetres existents.

Desinstal·lació

El Biogènesi guarda els paràmetres al teu disc dur (al registre de Windows o en un fitxer ocult en Linux). El fitxer uninstall.jar es pot utilitzar per treure aquesta informació del disc, si no voleu tornar a utilitzar el Biogènesi.

També es pot utilitzar si, per alguna raó, l'acceleració de maquinari deixa de funcionar i el Biogènesi falla quan comença (per exemple, si heu canviat la targeta gràfica i la nova no està suportada). Aleshores, només cal que desinstal·leu el programa i quan l'arrenqueu començarà sense acceleració de maquinari.

Ús del programa

Les opcions principals

El programa es controla de forma molt senzilla a través del menú i barra d'eines que apareix a la part superior de la finestra de l'aplicació i de menús contextuals. Les opcions de menú disponibles i el seu efecte es descriuen a continuació:

  • Joc

    • New worldNou: aquest botó permet crear un món nou des del principi. S'eliminaran tots els organismes que existeixin en aquell moment i se'n crearan de nous.

    • Resume processEngega/para: aquest botó permet fer pauses en qualsevol moment sense perdre el progrés que s'hagi fet i prosseguir-lo de nou.

      Aquesta opció es pot activar en qualsevol moment prement la tecla P.

    • Obre: permet recuperar un món guardat amb anterioritat. En el diàleg que apareix, feu doble clic a sobre del fitxer que vulgueu recuperar.

    • Save worldDesa i Desa com: permet guardar el món que s'estigui processant en aquell moment en un fitxer, per tal de poder seguir amb la seva execució més endavant.

      Aquesta opció es pot activar en qualsevol moment prement la tecla D.

    • Surt: abandona immediatament el programa, i es descarten tots els canvis del món que no s'hagin desat.

  • Món

    • Estadístiques: quan premeu aquest botó es mostrarà la finestra d'estadístiques , mitjançant la qual podeu obtenir informació general sobre el món, com per exemple, el temps que porta actiu o la població que conté.

    • Laboratori genètic: mostra la finestra del laboratori genètic, a través de la qual es poden crear nous éssers amb codis genètics nous o modificats.

    • Increase CO2Incrementa el CO2: afegeix 500 unitats de CO2 a l'atmosfera.

    • Decrease CO2Decrementa el CO2: redueix 500 unitats al CO2 de l'atmosfera, sempre i quan no n'hi hagi menys.

    • Mata'ls tots: mata tots els organismes vius.

    • Dispersa'ls tots: recupera el diòxid de carboni present a tots els cossos morts i el retorna a l'atmosfera.

    • Paràmetres: presenta la finestra de configuració de paràmetres, a través de la qual es poden modificar diversos valors que afecten al desenvolupament del món. A la secció paràmetres s'explica el significat de cadascun d'aquests nombres.

  • Xarxa

    A partir de la versió 0.5, és possible connectar junts diversos ecosistemes a través d'una xarxa. Per fer-ho, cal disposar d'un port obert desocupat i necessiteu saber l'adreça IP de l'ordinador al qual voleu connectar.

    • Configura la xarxa:

      Aquesta opció mostra un diàleg que podeu utilitzar per ajustar la configuració de xarxa.

      Activeu Permet connexions d'altres usuaris si voleu deixar entrar les sol·licituds de connexió d'altres usuaris de Biogènesi.

      Ajusteu el nombre màxim de connexions permeses i el port local per rebre connexions. Recordeu que aquest port ha d'estar obert.

    • Administra les connexions:

      Utilitzeu aquest diàleg quan volgueu establir una nova connexió a una altra instància de Biogènesi o quan volgueu tancar una connexió existent.

      Escribiu l'adreça IP i el port cap a l'altra instància del programa i cliqueu Nova connexió per establir una connexió.

      L'altre programa ha de tenir la seva opció Permet connexions d'altres usuaris activada per tal de poder establir la connexió.

      Apareixeran un parell de rectangles a posicions aleatòries en el món, un de vermell i un de blau. Els organismes que entrin al rectangle blau cauran cap a l'altra banda de la connexió. Els organismes que vinguin de l'altra instància apareixeran dins del rectangle vermell.

      Si en algun moment la connexió es tanca o es perd, els rectangles desapareixeran.

      Si voleu tancar una connexió existent, cliqueu al botó Desconnecta corresponent, al costat de la informació de la connexió.

      Nomé els codis genètics viatgen a través de la xarxa. La quantitat d'O2 i de CO2 romandran constants al vostre món.

  • Ajuda

    • Manual de l'usuari: obre el navegador web i es connecta a la pàgina web de Biogènesi, a l'apartat del manual de l'usuari.

    • Comprova l'última versió: es connecta a la web de Biogènesi per comprovar l'última versió publicada i la mostra junt amb la versió que esteu utilitzant.

    • Quant a Biogènesi: mostra la versió del programa.

El món

La part central de la finestra és la zona que representa el món, on els organismes neixen, es reprodueixen, i moren. El funcionament del món és autònom però l'usuari pot intervenir en el que hi està succeint a partir dels menús contextuals que s'invoquen fent clic amb el botó dret del ratolí sobre qualsevol element del món. A més, pot examinar amb més detall qualsevol dels organismes que hi ha, simplement fent-hi clic a sobre amb el ratolí. En aquest cas, es mostrarà la finestra d'estat de l'organisme seleccionat, que quedarà assenyalat mitjançant un rectangle taronja.

El món pot ser molt més gran que la finestra de l'aplicació. Les barres laterals permeten moure's per tota l'extensió del món.

El món es considera fluid, de manera que els organismes s'hi poden moure gràcies als seus segments cian (blau clar), que actuen com a cilis. Un coeficient de fregament que s'aplica sobre la velocitat dels organismes a cada instant assegura que es detenguin.

A la part inferior de la finestra es mostren unes estadístiques bàsiques de l'estat del món: el temps des que va començ├žar, la població que hi ha i la quantitat d'oxigen i de diòxid de carboni. Podeu obtenir més informació sobre aquests valors a l'apartat de la finestra d'estadístiques.

Interaccionar amb el món

És possible fer moltes accions directament sobre el món de joc i canviar el que hi està passant. Totes aquestes accions es poden realitzar fent clic amb el botó dret a sobre dels elements del món: éssers vius, éssers morts o espai buit. En cadascun d'aquests casos, es mostrarà un conjunt d'opcions diferents:

  • Accions sobre éssers vius:

    • Track organismSegueix/Deixa de seguir: fa que la finestra de l'aplicació es centri en l'organisme seleccionat i que el segueixi. Per deixar de seguir un ésser es pot seleccionar l'opció Deixa de seguir o seguir-ne un altre. Quan un ésser mor, es deixa de seguir automàticament.

    • Feed organismAlimenta: assigna 10 punts d'energia extra a aquest ésser. Es consumeix la quantitat equivalent de carboni de l'atmosfera.

    • Weaken organismDebilita: es sostreuen 10 punts d'energia a aquest ésser i s'allibera la mateixa quantitat de carboni a l'atmosfera, en forma de diòxid de carboni.

    • Fes que es reprodueixi: força la reproducció de l'organisme, encara que no tingui l'energia necessària per fer-ho.

    • Rejoveneix: es torna el comptador d'edat de l'ésser a 0, com si s'hagués acabat de crear.

    • Kill organismMata: mata immediatament l'organisme, deixant el seu cos inert al món.

    • Copy genetic codeCopia: guarda una còpia del codi genètic de l'ésser que es pot clonar posteriorment amb l'opció enganxa en un espai del món desocupat.

    • Exporta: permet guardar el codi genètic de l'ésser en un fitxer. Aquest fitxer es pot recuperar en el mateix món o en un altre amb l'opció importa en un espai del món desocupat. El format del fitxer segueix l'estàndard XML i es pot modificar amb qualsevol editor de textos.

    • Save an imageGuarda'n una imatge: permet guardar una imatge de l'ésser en format JPG.

  • Accions sobre éssers morts:

    • Revive organismReviu: torna a la vida l'ésser, amb l'energia que el cos tingui en aquell moment.

    • Disperse organismDispersa: torna tot el carboni de l'ésser a l'atmosfera de manera immediata. El cos desapareix.

  • Accions sobre l'espai buit:

    • Enganxa: crea un nou ésser amb el codi genètic que hàgim seleccionat anteriorment amb l'opció copia.

    • Crea aleatòriament: genera un ésser nou, amb un codi genètic creat aleatòriament.

    • Importa: crea un ésser nou amb el codi genètic recuperat d'un fitxer que s'hagi desat abans amb l'opció exporta.

La finestra d'estadístiques

La finestra d'estadístiques mostra informació general sobre el procés que s'està executant. Aquesta finestra es pot visualitzar a través del botó d'estadístiques de la finestra principal i conté la següent informació:

  • Estat actual: aquesta secció mostra informació sobre l'estat actual del món.

    • Temps: és el temps transcorregut des que els primers organismes van començar a poblar el món. Com que no tots els ordinadors poden executar el programa a la mateixa velocitat, aquest temps no es representa en hores i minuts sinó en una unitat que permet comparar els temps de diversos mons, sigui quin sigui l'ordinador que els executa. Una unitat d'aquest temps equival a 256 imatges.

    • Població actual: és la quantitat d'organismes que hi ha vius en aquell moment.

    • Restes d'éssers: és el nombre d'organismes morts (marrons) en aquest moment. Alguns organismes es poden alimentar de la matèria orgànica d'aquests cossos.

    • Oxigen: és la quantitat d'aquesta substància que hi ha dispersa a l'atmosfera. L'oxigen es produeix com a producte derivat de la fotosíntesi dels organismes que tenen segments de color verd i l'utilitzen tots els organismes en el procés de respiració.

    • Diòxid de carboni: és la quantitat d'aquesta substància que hi ha dispersa a l'atmosfera. El diòxid de carboni és la principal font de carboni dels organismes i és un factor clau en qualsevol metabolisme. Es produeix com a resultat de la respiració i es consumeix durant la fotosíntesi.

    • Proporció de colors: és una representació gràfica de la proporció de colors present als segments dels organismes vius.

  • Organismes notables: aquesta secció mostra els organismes que han assolit una fita en el món actual, bé sigui per ser el que més fills ha tingut, el que ha matat més organismes o el que n'ha infectat més.

  • Població: aquesta secció mostra informació demogràfica.

    • Gràfic de població: el gràfic mostra la població i el nombre de naixements i defuncions que han ocorregut en les últimes 100 unitats de temps.

    • Població mitjana: la població mitjana del món.

    • Natalitat mitjana: la mitjana de naixements per unitat de temps.

    • Mortalitat mitjana: la mitjana de defuncions per unitat de temps.

    • Taxa d'infeccions mitjana: les infeccions mitjanes per unitat de temps.

    • Organismes generats: el nombre total d'organismes creats des que la vida començà en aquest món.

    • Població màxima: mostra la població màxima assolida i en quin moment ho feu.

    • Població mínima: mostra la població mínima assolida i en quin moment ho feu

    • Extincions massives: el nombre d'extincions massives que han ocorregut des que el món començà. Es considera que es dóna una extinció massiva quan el nombre de defuncions per unitat de temps és superior a la mitjana de defuncions al llarg d'un període de temps.

  • Atmosfera: aquesta secció mostra informació sobre la composició de l'atmosfera.

    • Gràfic de l'atmosfera: aquest gràfic mostra la quantitat d'oxigen i diòxid de carboni present a l'atmosfera al llarg de les últimes 100 unitats de temps.

    • Diòxid de carboni màxim: la màxima quantitat de diòxid de carboni assolida i el moment en que ho feu.

    • Diòxid de carboni mínim: la mínima quantitat de diòxid de carboni assolida i el moment en que ho feu.

    • Oxigen màxim: la màxima quantitat d'oxigen assolida i el moment en que ho feu.

    • Oxigen mínim: la mínima quantitat d'oxigen assolida i el moment en que ho feu.

El panell d'estat

El panell d'estat mostra informació sobre l'organisme que s'ha seleccionat amb el ratolí i que es mostra al món envoltat amb un rectangle taronja. La informació que es mostra és la següent:

  • Identificador: és un número que identifica l'organisme de manera única en el món.

  • Generació: és la quantitat de generacions que han transcorregut en la seva línia evolutiva des que el món va començar, comptant la pròpia.

  • Edat: és el temps que porta l'organisme al món i es mesura de la mateixa manera que el temps del món. Els organismes tenen un temps de vida màxim, y moren si el sobrepassen.

  • Energia: és la quantitat d'energia que té l'organisme. L'energia es pot obtenir de diverses fonts, depenent del color dels segments de l'organisme i es consumeix per poder mantenir l'ésser en vida i durant la reproducció. Cada segment té un consum constant d'energia que depèn només de la seva longitud.

  • Fills: és la quantitat de descendents directes que ha produït aquest organisme, independentment que segueixin vius o no. La quantitat de fills que pot produir un organisme abans de la seva mort és una mesura senzilla del seu èxit biològic.

  • Víctimes: és el nombre d'organismes morts per aquest organisme

  • Infectats: és el nombre d'organismes infectats amb el codi genètic d'aquest organisme.

  • Massa: és la massa total de l'organisme.

  • Reproducció: l'energia que necessita aquest organisme per poder-se reproduir.

El botó examina els gens que apareix a continuació d'aquesta informació permet obrir el laboratori genètic per tal d'examinar amb detall el codi genètic de l'ésser seleccionat, o fer-ne version modificades.

La finestra de configuració dels paràmetres

En aquesta finestra es poden modificar els paràmetres que afecten a l'execució de l'aplicació. El botó Accepta guarda les preferències, que s'utilitzaran a partir de llavors en totes les execucions del programa que faci el mateix usuari. El botó Cancel·la anul·la els canvis que hàgim fet. El botó Valors per defecte permet assignar els valors originals que s'han assignat a aquesta versió del programa.

Com que en aquesta versió hi ha modificacions importants del programa, no es conservaran els valors dels paràmetres assignats a versions anteriors.

Tots els canvis, excepte les mides del món, tenen efecte immediat. Les mides del món, en canvi, només s'aplicaran al crear un nou món.

Qualsevol paràmetre al qual se li assigni un valor incorrecte conservarà el valor que tingués fins llavors.

El laboratori genètic

Des del laboratori genètic és possible modificar el codi genètic dels organismes o crear-ne de nous. Quan s'obre, la finestra mostra l'últim codi genètic que s'hagi copiat al porta-retalls, o un codi genètic en blanc si no se n'ha copiat cap.

La informació que es mostra en aquesta finestra és la següent:

  • Simetria: indica quantes vegades es repetirà el patró de segments. Un organisme amb simetria 4, tindrà tots els segments repetits 4 vegades i distribuïts de forma simètrica al voltant d'un punt central. Els següents organismes tenen un codi genètic molt similar, però el primer presenta una simetria de 4 i el segon de 8. Com a conseqüència d'això, el primer organisme té la mitat de segments que el segon.

Organisme amb simetria 4

Organisme amb simetria 8

Simetria 4

Simetria 8

  • Mirall: indica si l'organisme té simetria respecte a una recta que passa pel centre o no. A continuació es mostren dos organismes que tenen exactament el mateix codi genètic, amb l'excepció que el primer té mirall i el segon no:

Organisme amb mirall

Organisme sense mirall

Amb mirall

Sense mirall

  • Dispersa els fills: indica si es dotarà als descendents d'aquest organisme d'una velocitat i direcció diferents a les seves, per tal de dispersar-los al medi, o bé tindran la seva mateixa velocitat i direcció, cosa que els mantindrà més units.

  • Energia per reproduir-se: és l'energia que necessita l'organisme per poder-se reproduir. Un organisme necessita 40 punts d'energia més 3 punts per cada gen del seu codi: els organismes complexos necessiten més energia per reproduir-se que els senzills.

  • Temps de vida: és el temps que tarda l'organisme en morir de forma natural. Quan l'organisme sobrepassa aquesta edat mor i el seu cos roman al món, dispersant-se lentament a l'ambient. Tots els organismes tenen el mateix temps de vida.

A continuació es mostra una llista amb tots els segments de l'organisme. Per cada segment es mostren les seves coordenades, que indiquen direcció i longitud, i el seu color.

Utilitzant els diversos controls que apareixen, podeu canviar les característiques del codi (simetria, mirall i dispersió dels fills) i, amb els botons que hi ha a la part central, podeu afegir, suprimir o modificar els diversos segments que conformen el codi genètic.

A la part dreta de la finestra es mostra en tot moment quin aspecte tindrà un organisme amb el codi genètic que estigueu modificant.

A la part inferior, el botó Copia al porta-retalls permet guardar el codi genètic creat. Podeu crear nous éssers amb aquest codi genètic amb l'opció Enganxa a la finestra del món.

El botó Cancel·la tanca el laboratori sense desar els canvis que hàgiu fet, i el botó Neteja esborra tots els segments i us permet crear un nou codi genètic des del principi.

El botó Importa us permet carregar un organisme que tingueu desat en un fitxer al laboratori, per tal d'editar-lo o copiar-lo al porta-retalls.

Metabolisme

El metabolisme és el conjunt de processos químics que realitza un organisme i té com a objectiu principal l'obtenció d'energia a partir de les matèries que hi ha disponibles a l'ambient.

Tots els organismes necessiten energia per poder subsistir i reproduir-se. L'energia es pot obtenir del Sol en realitzar la fotosíntesi o a partir del processat de matèria orgànica. Per poder emmagatzemar l'energia que no s'ha de consumir immediatament, els organismes sintetitzen sucres, per la qual cosa necessiten carboni. El carboni es pot obtenir descomponent el diòxid de carboni dispers a l'ambient o bé amb el processat de matèria orgànica. L'energia emmagatzemada d'aquesta manera es diu energia química i per consumir-la es necessita descompondre els sucres de nou. En el procés anomenat respiració, s'absorbeix oxigen de l'ambient que s'utilitza per fer reaccionar els sucres i descompondre'ls, obtenint energia efectiva i desprenent el diòxid de carboni resultant a l'atmosfera.

Encara que a la natura existeixen molts metabolismes diferents, en aquesta versió només n'hi ha dos:

  • El metabolisme fotosintètic: el realitzen aquells organismes que tenen segments verds. Obtenen energia del Sol (fotosintètics), el carboni de l'atmosfera (autòtrofs) i el poder reductor de compostos inorgànics (litòtrofs).

  • El metabolisme quimioorganotròfic: el realitzen aquells organismes que tenen segments vermells. Obtenen energia, carboni i poder reductor a partir de matèria orgànica prèviament sintetitzada per altres organismes.

L'energia es necessita per diverses raons:

  • Cada segment té un consum contant d'energia que depèn només de la seva longitud.

  • L'energia es pot perdre pel contacte amb segments determinats dels altres organismes.

  • L'energia que un organisme té en el moment de la reproducció es reparteix entre ell i els seus descendents.

La mort d'un organisme es pot donar per diverses circumstàncies:

  • L'organisme no pot realitzar el procés de respiració, bé perquè no té prou energia química emmagatzemada o bé perquè no hi ha prou oxigen a l'ambient.

  • L'organisme ha sobrepassat el seu temps de vida. El metabolisme de l'organisme falla i aquest mor.

  • L'organisme entra en contacte amb substàncies que li resulten nocives, com els segments de color gris o vermell d'altres organismes.

Quan un organisme mor però encara conserva energia, el seu cos roman al món i es mostra de color marró. Els altres organismes poden absorbir la seva energia abans que el cos es disolgui lentament en l'ambient.

Un organisme només pot acumular el doble de l'energia que necessita per procrear, i això només pot passar si els seus intents de procreació han fracassat perquè no hi ha prou espai al seu voltant. Si un organisme té espai per reproduir-se i prou energia, sempre ho farà.

La reproducció dels organismes és sempre asexuada, de manera que els descendents d'un organisme tindran exactament el seu mateix codi genètic, exceptuant les mutacions que es produeixin.

La fotosíntesi

L'energia solar s'absorbeix en un procés anomenat fotosíntesi que requereix la presència de diòxid de carboni a l'ambient. El diòxid de carboni es transforma amb l'ajut de l'energia solar en compostos químics més complexos que emmagatzemen aquesta energia en forma química. Com a subproducte de la fotosíntesi s'allibera oxigen a l'ambient. Quan l'energia química emmagatzemada es necessita, els compostos químics anteriors es descomponen de nou, cosa que allibera l'energia que hi havia quedat emmagatzemada. L'energia solar és l'origen primer de tota l'energia dels organismes. La quantitat de diòxid de carboni present a l'atmosfera és el factor limitant al creixement del nombre d'organismes.

Els segments de color verd són els que donen la capacitat a un organisme de realitzar la fotosíntesi. La quantitat d'energia que poden obtenir és proporcional a la longitud dels segments fotosintètics.

La matèria orgànica

L'energia obtinguda a partir de matèria orgànica és elevada, però només es pot obtenir quan s'entra en contacte amb altres éssers. En comptes d'obtenir el carboni necessari per viure de l'atmosfera, els éssers que s'alimenten de matèria orgànica absorbeixen el carboni que han aconseguit altres organismes entrant-hi en contacte. Es pot prendre carboni tant d'organismes vius com morts, encara que generalment els morts són millors víctimes perquè no es poden defensar ni fugir.

El processat de matèria orgànica mai no genera més energia de la que hi havia, sinó que només causa una transferència d'energia de l'organisme depredat cap al depredador. A més, el processat de la matèria orgànica no té una efectivitat absoluta: una part de l'energia extreta no es transforma en energia directament al depredador, sinó que s'allibera en forma de diòxid de carboni un altre cop a l'atmosfera.

Els segments de color vermell poden absorbir energia d'altres éssers i sempre ho fan de forma proporcional a la seva longitud; els segments blau fort són invulnerables als efectes dels segments vermells.

La respiració

Els organismes realitzen el procés de respiració per convertir l'energia química que tenen emmagatzemada en l'energia efectiva que necessiten a cada moment. En la respiració es consumeix oxigen de l'ambient i es desprèn diòxid de carboni. Aquest procés l'han de realitzar contínuament per poder-se mantenir en vida; en cas de no poder-lo realitzar, bé per manca d'energia química o bé per manca d'oxigen, l'organisme mor.

El codi genètic

Podeu veure una explicació del funcionament del codi genètic a l'apartat el laboratori genètic.

Segments

Tots els organismes tenen un nombre de segments que va des de 4 fins a 64. El color i funcionament dels segments són els següents:

  • Verds: obtenen energia del Sol i del diòxid de carboni i desprenen oxigen. La quantitat d'energia obtinguda depèn de la quantitat de diòxid de carboni present a l'ambient i de la longitud del segment. La quantitat d'oxigen desprès és igual a la quantitat de diòxid de carboni absorbit.

  • Vermells: obtenen energia de la matèria orgànica. Roben energia d'altres organismes quan hi entren en contacte. Una part de l'energia absorbida es desprèn en forma de diòxid de carboni. Els segments vermells són efectius contra qualsevol altre segment excepte els de color blau. La quantitat d'energia absorbida és proporcional a la mida del segment. Quan un segment vermell s'activa, l'organisme es mostrarà momentàniament de color vermell i la seva víctima de color groc.

  • Blaus: són invulnerables als efectes dels segments vermells, blancs i grisos. Quan un segment blau s'activa, l'organisme es mostrarà momentàniament de color blau.

  • Cians: permeten moure's pel medi. S'activen aleatòriament i impulsen l'ésser en la direcció cap on apunta el segment a una velocitat proporcional a la seva longitud. El medi té un coeficient de fregament que disminueix la velocitat de l'ésser progressivament.

  • Blancs: infecten els organismes amb qui entren en contacte. El primer descendent de l'organisme infectat serà un membre de l'espècie que l'ha infectada en comptes de l'espècie pròpia. La injecció de gens en l'altre organisme té un cost energètic i la infecció només es donarà si l'organisme infectant té almenys aquesta energia. Cada organisme només es pot infectar un cop, de manera que si el mateix organisme és infectat per dos organismes diferents, només l'últim tindrà efecte. A més, si un organisme n'infecta un altre dues vegades consecutives, la segona no té cap efecte i no es gasta l'energia necessària per a la infecció. Els segments blancs són efectius contra qualsevol altre segment excepte els de color blau. Quan un segment blanc s'activa, l'organisme es mostrarà momentàniament de color blanc i la seva víctima de color groc.

  • Grisos: són nocius. Quan toquen un altre organisme, aquest mor. Quan un segment gris s'activa l'organisme es mostrarà momentàniament de color gris.

  • Grocs: augmenten la fertilitat. Els organismes produeixen un descendent cada cop que es reprodueixen. Per cada segment groc que tinguin produeixen un organisme més, fins a un màxim de 8 descendents. La quantitat de descendents que es produeixen sempre es veu limitada per l'espai disponible al voltant de l'ésser reproductor.

Mutacions

Hi ha un percentatge fixat de que es produeixi una mutació en cadascun dels gens cada vegada que un organisme produeix un descendent, que per defecte és d'un 5%.

Quan es crea un nou organisme es genera un nombre aleatori per cada gen i els que resulten mudats es tornen a crear de forma aleatòria. També es pot augmentar o disminuir la quantitat total de segments de l'individu.

Els paràmetres

Hi ha una colla de paràmetres que defineixen diversos aspectes del funcionament del programa i que podeu modificar al vostre gust. Tots aquests paràmetres es poden modificar a la finestra de configuració dels paràmetres, a la qual podeu accedir a través de l'opció Paràmetres del menú món.

Els aspectes que podeu modificar són els següents:

Nom

Descripció

Valors permesos

Valor per defecte

General

Idioma

L'idioma en què apareixeran tots els missatges de l'aplicació.

Anglès, castellà i català

Valor per defecte del sistema

Temps per imatge

Quantitat de mil·lisegons que transcorren entre imatge i imatge. Aquesta quantitat és bàsica per ajustar el rendiment del programa al vostre ordinador.

A partir de 1

50

Acceleració per maquinari

Si s'han d'utilitzar les OpenGL per accelerar la representació dels gràfics o no.

OpenGL o cap

Cap

Món

Amplada

Amplada en píxels del món.

A partir de 1

1000

Alçada

Alçada en píxels del món.

A partir de 1

1000

Oxigen inicial

Quantitat d'oxigen que hi ha a l'atmosfera en un món nou.

A partir de 0

0

Diòxid de carboni inicial

Quantitat de diòxid de carboni que hi ha a l'atmosfera en un món nou.

A partir de 0

5000

Coeficient de fregament

Determina la quantitat de moviment que es conserva a cada imatge del procés. Si val 1 els organismes no es paren mai, si val 0 no conserven moviment entre una imatge i la següent.

Entre 0 i 1

0,98

Coeficient d'elasticitat

Determina la quantitat de moviment que es conserva després d'un xoc. Si val 1 no es perd energia quan es produeix un xoc, si val 0 els organismes queden parats després del xoc.

Entre 0 i 1

0,8

Organismes

Nombre inicial

Quantitat d'organismes que es creen en un món nou.

A partir de 1

15

Energia inicial

Quantitat d'energia que tenen els organismes quan es creen al principi del món.

A partir de 1

50

Temps de vida

Temps màxim en què un organisme pot estar viu.

A partir de 1

30

Coeficient de mutació

Probabilitat que es produeixi una mutació al tenir un descendent en cadascuna de les seves característiques.

Entre 0 i 1

0,05 (5%)

Divisor pel cost de manteniment dels segments

Nombre pel qual es divideix la llargària dels segments per determinar la quantitat d'energia que aquest consumeix a cada imatge del procés.

A partir de 1

5000

Divisor al drenatge de substàncies

Nombre pel qual es divideix la quantitat de diòxid de carboni que hi ha al medi per determinar quina és la quantitat que els organismes poden drenar en una sola imatge del procés.

A partir de 1

5000

Energia perduda pels organismes morts

És la quantitat d'energia que perd un organisme mort en cada imatge. Aquesta energia es desprèn del cos i passa a l'atomsfera en forma de CO2.

A partir de 0

0,1

Metabolisme fotosintètic

Divisor de l'energia obtinguda

Nombre pel qual es divideix la longitud d'un segment verd per saber la quantitat d'energia solar que pot obtenir en una imatge del procés.

A partir de 1

500

Metabolisme quimioorganotròfic

Energia obtinguda

Nombre pel qual es multiplica la longitud dels segments vermells per determinar la quantitat d'energia que es roba a un altre organisme quan s'hi entra en contacte.

A partir de 0

0,5

Proporció d'energia despresa

Tant per u de l'energia orgànica obtinguda que es desprèn en forma de diòxid de carboni en comptes de passar directament a l'energia de l'organisme.

Entre 0 i 1

0,1

Gens

Probabilitat

Per cada color de segment, quina és la probabilitat que aquest color aparegui quan es produeixi una mutació o quan es crea un ésser aleatori. Les probabilitats es calculen sobre la suma de probabilitats de tots els colors (per exemple, si la suma de totes les probabilitats és 100 la probabilitat de cada segment s'està donant en tant per cent).

A partir de 0

30% pel verd, 20% pel cian i 10% per la resta.

Cost

Per cada color de segment, el cost d'energia que suposa utilitzar un segment d'aquest color. Noteu que els segments verds s'utilitzen a cada imatge i que els cian també s'utilitzen molt sovint, per tant, un petit cost en aquests segments perjudica molt als organismes que en tenen.

A partir de 0

1 pels segments blancs i grisos i 0 per la resta

Crèdits i llicència

Aquest programa és programari lliure i es distribueix sota els termes de la Llicència Pública General de GNU. Vegeu els fitxers copyright i gpl.txt per a més informació.

Vull donar les gràcies a les persones que han contribuït a aquest projecte, com a l'Álvaro Esteban i a l'Iván García per involucrar-se en el desenvolupament i proves de Biogènesi, a l'Eva Rebollo pel seu consell en temes de biologia, a l'Ananda Daydream i a en Florian Haag pels seus gràfics i a la Laura Feliu per la seva revisió d'algunes traduccions a l'anglès.

Aquest programa està basat en el programa Primordial Life d'en Jason Spofford (http://www.io.com/~spofford/). Vull agrair especialment que m'hagi concedit permís per estudiar el codi font del seu programa.

Descàrregues, errors i col·laboracions

Podeu descarregar-vos l'executable de Biogènesi o el seu codi font a la pàgina http://biogenesis.sourceforge.net. Si us plau, reporteu qualsevol error que trobeu als fòrums de Biogènesi, o envieu un correu a joanq.biogenesis a gmail.com.

Copyright © 2006-2010 Joan Queralt Molina