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プログラミング、3DCGとその他いろいろについて

遺伝子スイッチ その2 相互に抑制するタイプ

前回とは別のタイプの遺伝子スイッチです。私にとってはこのやり方のほうがわかりやすいです。


足の引っ張り合いに勝つ



操作方法

[↑]ボタン:赤い物質を少しだけ増やす。

[↓]ボタン:赤い物質を少しだけ減らす。

[↑]ボタン:青い物質を少しだけ増やす。

[↓]ボタン:青い物質を少しだけ減らす。

[リセット]ボタン:2つの物質の量を0にします。

[ランダム状態にリセット]ボタン:2つの物質の量をとても小さなランダムな値にします(小さすぎて肉眼では0と区別できません)。

解説

これは遺伝子スイッチのシミュレーションです。スイッチのように、赤遺伝子と青遺伝子のどちらかだけが発現できます。ただし、最初の設定ではどちらも完全に量が同じなので、両方とも発現できません。矢印ボタンを押してみて下さい。赤と青の均衡が崩れ、どちらかが勝者となります(発現できたのです)。

これはシミュレーションなので赤と青の量が完全に同じ状態からスタートしますが(それゆえ赤と青が完全に拮抗します)、現実世界ではノイズがあるため全く同じ量ということはありえません。そこで、[ランダム状態にリセット]ボタンの出番です。このボタンを押すと、ほとんど0(ただしわずかなランダムなノイズあり)という状態にします。自然状態はこのボタンを押した状態に近いでしょう。このボタンを押すと、赤と青が拮抗するものの、自然に勝者がどちらかに決まります。現実の生き物も、自然に2つの遺伝子のどちらかが勝者となり、発現するのです。

このシミュレーションの仕組はとてもかんたんです。赤と青が互いに阻害し合うのです。そうすると、ほんの少しでも勝っている方が最終的な勝者となります。阻害する力は自分の量に依存するからです。少しでも負ければその負けが増幅されるわけです。

時間逆転山との関係

ふざけた話ですが、これは逆再生動画の中のボールが2つの山の間にある状態に似ています(下の図)。時間が逆転していたら、ボールは2つの山のどちらかに登るかもしれません(まあずっと山の間のままという可能性もありますが、そうでない場合は2つのどちらかに登ります)。普通のボールは山から転げ落ちるので、時間逆転ボールはどちらかの時間逆転山に登るのです。

これは、遺伝子のどちらかが勝者となるこのシミュレーションに似ています。じっさい、遺伝子が発現しているときにはタンパク質が合成されるので、時間逆転みたいなもんです(普通なら、タンパク質は分解される一方です。タンパク質が現れるということは、時間が逆転しているのです)。

細かい所は少し違いますが、抽象的に考えると同じです。時間逆転ボールが山を登り始める時、ボールが2つの山の間を行ったり来たりして迷う状態が、このシミュレーションでは赤と青が共存している状態に相当するわけです。そしてある程度時間が経つと、差がハッキリとし勝者が決まるのです。

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