El programa de la comadreja o la comadreja de Dawkins es un experimento mental y una variedad de simulaciones por computadora que lo ilustran. Su objetivo es demostrar que el proceso que impulsa los sistemas evolutivos ( variación aleatoria combinada con selección acumulativa no aleatoria ) es diferente del puro azar .
El experimento mental fue formulado por Richard Dawkins , y la primera simulación escrita por él; Otras implementaciones del programa han sido escritas por otros.
En el capítulo 3 de su libro El relojero ciego , Dawkins dio la siguiente introducción al programa, haciendo referencia al conocido teorema del mono infinito :
No sé quién fue el primero en señalar que, con el tiempo suficiente, un mono golpeando al azar una máquina de escribir podría producir todas las obras de Shakespeare . Por supuesto, a la frase operativa se le da suficiente tiempo. Limitemos un poco la tarea a la que se enfrenta nuestro mono. Supongamos que tiene que escribir, no las obras completas de Shakespeare, sino sólo la breve frase "Creo que es como una comadreja ", y se lo haremos relativamente fácil dándole una máquina de escribir con un teclado restringido, uno con sólo 26 ( mayúsculas) y una barra espaciadora. ¿Cuánto tiempo le tomará escribir esta pequeña frase?
El escenario está preparado para producir una cadena de letras galimatías , asumiendo que la selección de cada letra en una secuencia de 28 caracteres será aleatoria. El número de combinaciones posibles en esta secuencia aleatoria es 27 · 28 , o aproximadamente 10 · 40 , por lo que la probabilidad de que el mono produzca una secuencia determinada es extremadamente baja. Cualquier secuencia particular de 28 caracteres podría seleccionarse como frase "objetivo", todas tan improbables como el objetivo elegido por Dawkins, "PIENSA QUE ES COMO UNA COMADREJA".
Se podría escribir un programa de ordenador para llevar a cabo las acciones del hipotético mono de Dawkins, generando continuamente combinaciones de 26 letras y espacios a gran velocidad. Incluso a un ritmo de millones de combinaciones por segundo, es poco probable, incluso teniendo en cuenta toda la vida útil del universo , que el programa produzca alguna vez la frase "PIENSA QUE ES COMO UNA COMADREJA". [1]
Dawkins pretende que este ejemplo ilustra un malentendido común sobre el cambio evolutivo , es decir, que las secuencias de ADN o compuestos orgánicos como las proteínas son el resultado de la combinación aleatoria de átomos para formar estructuras más complejas. En este tipo de cálculos, cualquier secuencia de aminoácidos en una proteína será extraordinariamente improbable (esto se conoce como falacia de Hoyle ). Más bien, la evolución se produce escalando colinas , como en los paisajes adaptativos .
Luego, Dawkins continúa demostrando que un proceso de selección acumulativa puede requerir muchos menos pasos para alcanzar un objetivo determinado. En palabras de Dawkins:
Volvemos a utilizar nuestro mono informático, pero con una diferencia crucial en su programa. De nuevo comienza eligiendo una secuencia aleatoria de 28 letras, igual que antes... la duplica repetidamente, pero con una cierta posibilidad de error aleatorio –'mutación'- en la copia. La computadora examina las frases mutantes sin sentido, la "progenie" de la frase original, y elige la que, aunque sea ligeramente, se parece más a la frase objetivo. PIENSA QUE ES COMO UNA COMADREJA.
Al repetir el procedimiento, una secuencia generada aleatoriamente de 28 letras y espacios irá cambiando gradualmente en cada generación . Las secuencias progresan a través de cada generación:
Dawkins continúa:
No importa el tiempo exacto que tarda la computadora en alcanzar el objetivo. Si quieres saberlo, completó todo el ejercicio para mí, la primera vez, mientras salía a almorzar. Tardó aproximadamente media hora. (Los entusiastas de las computadoras pueden pensar que esto es excesivamente lento. La razón es que el programa fue escrito en BASIC , una especie de lenguaje infantil de computadora. Cuando lo reescribí en Pascal , tardó 11 segundos.) Las computadoras son un poco más rápidas en este tipo de cosa que los monos, pero la diferencia realmente no es significativa. Lo que importa es la diferencia entre el tiempo que tarda la selección acumulativa y el tiempo que tardaría la misma computadora, trabajando al mismo ritmo, en alcanzar la frase objetivo si se viera obligada a utilizar el otro procedimiento de selección en un solo paso. : alrededor de un millón de millones de millones de millones de años. Esto es más de un millón de millones de veces el tiempo que ha existido el universo hasta ahora.
El programa tiene como objetivo demostrar que la preservación de pequeños cambios en una cadena de caracteres (o genes ) en evolución puede producir combinaciones significativas en un tiempo relativamente corto, siempre que exista algún mecanismo para seleccionar cambios acumulativos, ya sea que una persona identifique qué rasgos. son deseables (en el caso de la selección artificial) o un criterio de supervivencia ("fitness") impuesto por el medio ambiente (en el caso de la selección natural). Los sistemas de reproducción tienden a preservar los rasgos a través de generaciones, porque la descendencia hereda una copia de los rasgos de los padres. Son las diferencias entre la descendencia, las variaciones en la copia, las que se convierten en la base de la selección, permitiendo que las frases más cercanas al objetivo sobrevivan y las variantes restantes "mueran".
Dawkins analiza la cuestión del mecanismo de selección con respecto a su programa de "biomorfos":
El ojo humano tiene un papel activo que desempeñar en la historia. Es el agente seleccionador. Examina la camada de progenie y elige una para la reproducción. ... Nuestro modelo, en otras palabras, es estrictamente un modelo de selección artificial, no de selección natural. El criterio de "éxito" no es el criterio directo de supervivencia, como lo es en la verdadera selección natural. En la verdadera selección natural, si un cuerpo tiene lo necesario para sobrevivir, sus genes sobreviven automáticamente porque están dentro de él. De modo que los genes que sobreviven tienden a ser, automáticamente, aquellos genes que confieren a los cuerpos las cualidades que les ayudan a sobrevivir.
En cuanto a la aplicabilidad del ejemplo a la evolución biológica, tiene cuidado de señalar que tiene sus limitaciones:
Aunque el modelo del mono/Shakespeare es útil para explicar la distinción entre selección en un solo paso y selección acumulativa, es engañoso en aspectos importantes. Una de ellas es que, en cada generación de "cría" selectiva, las frases de "progenie" mutante fueron juzgadas según el criterio de semejanza con un objetivo ideal distante , la frase "PIENSA QUE ES COMO UNA COMADREJA". La vida no es así. La evolución no tiene un objetivo a largo plazo. No existe un objetivo a larga distancia, ni una perfección final que sirva como criterio de selección, aunque la vanidad humana abriga la noción absurda de que nuestra especie es el objetivo final de la evolución. En la vida real, el criterio de selección es siempre el corto plazo, ya sea la simple supervivencia o, más generalmente, el éxito reproductivo.
A), se vuelve incorrecto ( I). El programa no "bloquea" los caracteres correctos, sino que mide en cada iteración la cercanía de la cadena completa a la frase "objetivo".En The Blind Watchmaker, Dawkins proporciona un modelo gráfico de selección de genes que involucra entidades que él llama biomorfos. Se trata de conjuntos bidimensionales de segmentos de líneas que guardan relaciones entre sí, dibujados bajo el control de "genes" que determinan la apariencia del biomorfo. Al seleccionar entidades de generaciones secuenciales de biomorfos, un experimentador puede guiar la evolución de las figuras hacia formas determinadas, como biomorfos de "avión" o "pulpo".
Como simulación, los biomorfos no se acercan mucho más al comportamiento genético real de los organismos biológicos. Al igual que el programa Weasel, su desarrollo está determinado por un factor externo, en este caso las decisiones del experimentador que elige cuál de muchas formas posibles pasará a la siguiente generación. Sin embargo, sirven para ilustrar el concepto de "espacio genético", donde cada gen posible se trata como una dimensión , y los genomas reales de los organismos vivos constituyen una pequeña fracción de todas las combinaciones genéticas posibles, la mayoría de las cuales no producirán un gen viable. organismo. Como dice Dawkins, "por muchas formas que pueda haber de estar vivo, es seguro que hay muchísimas más formas de estar muerto".
En Climbing Mount Improbable , Dawkins respondió a las limitaciones del programa Weasel describiendo programas, escritos por otros partidos, que modelaban la evolución de la telaraña . Sugirió que estos programas eran modelos más realistas del proceso evolutivo, ya que no tenían otro objetivo predeterminado que crear una red que atrapara más moscas mediante un proceso de "prueba y error". Las telarañas se consideraban buenos temas para el modelado evolutivo porque eran ejemplos simples de biosistemas que se podían visualizar fácilmente; Los programas de modelado generaron con éxito una variedad de telas de araña similares a las que se encuentran en la naturaleza.
Aunque Dawkins no proporcionó el código fuente de su programa, un algoritmo estilo "Weasel" podría ejecutarse de la siguiente manera.
A estos efectos, un "carácter" es cualquier letra mayúscula o un espacio. El número de copias por generación y la posibilidad de mutación por letra no se especifican en el libro de Dawkins; 100 copias y una tasa de mutación del 5% son ejemplos. Las letras correctas no están "bloqueadas"; cada letra correcta puede volverse incorrecta en generaciones posteriores. Sin embargo, los términos del programa y la existencia de la frase objetivo significan que tales "mutaciones negativas" serán "corregidas" rápidamente.
