Modelo celular de mutabilidad y evolución de Organismos

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado presenta el desarrollo e implementación de Speciate, un modelo probabilístico diseñado para simular la evolución de organismos unicelulares a organismos más complejos a través de mutaciones aleatorias. A la hora de representar la reproducción de organismos biológicos, los modelos matemáticos y teóricos a menudo deben enfrentarse a datos que aumentan exponencialmente y altos costos computacionales. El fin principal de Speciate es abordar la complejidad de este tipo de simulaciones equilibrando la eficiencia computacional con la complejidad de los organismos digitales. En este proyecto se han unificado teorías evolutivas, incluyendo la teoría de la selección natural de Darwin, la hipótesis de Oparin sobre el origen de la vida y la hipótesis del Lucacene, que han dictado las características de los organismos de la simulación, que imitan en la medida de lo posible a los organismos más primitivos que han existido, y la manera en la que estos podían mutar. Desde el punto de vista de la ingeniería del software, la arquitectura de Speciate sigue un patrón Modelo-Vista-Controlador, que ofrece una interfaz gráfica de usuario para configurar simulaciones y visualizar resultados. El usuario puede configurar los parámetros iniciales de las simulaciones, como el número de especies, el código genético de estas, las tasas de mutación y factores ambientales como la adquisición de energía y las frecuencias de extinción, que determinarán la dirección que tomen las simulaciones. El proyecto concluye analizando los resultados obtenidos por medio de un caso de estudio en el que se contrastan las características de los organismos como la influencia de la mutabilidad, la capacidad de obtener energía y la movilidad sobre el éxito poblacional. Esta herramienta educativa pretende apoyar a profesores y alumnos en la comprensión de procesos evolutivos complejos.