RURGenetika

Návod k použití

Použití programu by mělo být víceméně intuitivní. Základní postup při práci s programem je asi takový:

1. Populace

V menu Populace nastavte Vlastnosti populace. Jednotlivé položky jsou doplněny vysvětlujícími popisy, výchozí nastavení by mělo víceméně odpovídat lidské populaci.

Výchozí a maximální počet jedinců jsou velmi důležité položky a jejich nastavení může mít na populaci zásadní vliv. Je rozumné, pokud jsou např. v poměru 1:2 – populace pak víceméně setrvává ve stálém stavu, což je u populací běžné. Pokud nastavíte maximální počet jedinců na velké číslo, budete modelovat populaci „v rozkvětu“, nebrzděnou vnějšími vlivy, progresivně se vyvíjející. Maximální počet jedinců má svůj zřetelný význam – simuluje totiž vliv prostředí, které obvykle neumožňuje populaci neomezené rozmnožování.

Časovou jednotkou modelu je rok, což se dobře hodí pro lidi i většinu jiných organismů, méně už např. pro prvoky. Pokud Vám tato jednotka nevyhovuje, prostě si pod ní představte např. den, hodinu, minutu...

Vlastnosti populace je možné měnit i za běhu modelu, je ale nutné počítat s tím, že změna ovlivní vývoj populace pouze dopředně a s určitou setrvačností. Takže např. výchozí počet jedinců nemá smysl měnit, na modelu se to neprojeví; snížení maximálního počtu jedinců pod aktuální počet jedinců nezpůsobí okamžité vymírání populace, ale pouze zastaví rozmnožování; nově nastavená délka života či dospělost se budou týkat až nově narozených jedinců, atd.

V okně Jedinci můžete sledovat jedince, kteří jsou v aktuální populaci naživu; na výběr máte několik možností, jak je zobrazit.

Volba Nová populace Vás prakticky dostane do stavu po spuštění programu.

2. Geny a znaky

Aby bylo co modelovat, je potřeba zadat do programu geny, které chcete sledovat. K tomu pochopitelně slouží volba Přidat gen. Geny, které přidáte, poté můžete vidět a upravovat přes volbu Sledované geny.

Okno Přidat gen má mnoho voleb, které jsou automaticky nastaveny na nejběžnější výchozí hodnoty. Pro přidání genu stačí vyplnit Název a alespoň jeden Projev genu (znak), ostatní položky je možné ponechat tak, jak jsou.

U některých položek se při najetí myší zobrazí stručná nápověda. Na některé z nich se podrobněji podíváme zde:

Alely – zadejte písmeno či písmena označující dominantní a recesivní alelu. Výchozí označení je podle názvu genu – např. při vyplnění názvu Krátkozrakost se alely automaticky pojmenují K a k (jak je v genetice ostatně běžné).
Projev genu (znak). Zde vyplňte, jak se u jedince projeví daný alelový pár. Např. pro gen krátkozrakost můžete vyplnit AA: vidí dobře a aa: je krátkozraký. Pokud je některá položka neaktivní, znamená to, že ze Vztahu alel tato hodnota automaticky vyplývá (je shodná s některou jinou). Uvidíte, že se položka automaticky vyplní, pokud vyplníte tu, na které je závislá. Některý projev můžete nechat i nevyplněný (tzn. daný alelový pár se nijak neprojevuje), ale je vhodnější i toto nějak slovně popsat. Pokud nevyplníte žádný projev, program Vás nenechá gen přidat (gen, který se nijak neprojevuje, nemá smysl sledovat).
Atraktivita. Na základě genetické informace má každý jedinec vypočítanou atraktivitu, která hraje roli při výběru partnera (jedinec se snaží mít co nejatraktivnějšího partnera). Jednotlivé znaky mohou atraktivitu zvyšovat či snižovat – do pole vyplňte, o kolik se atraktivita nositele znaku zvýší (či sníží, pokud vyplníte zápornou hodnotu). 0 znamená, že znak nemá na atraktivitu vliv.
Porodnost a Délka života fungují podobně jako atraktivita (mohou se zvýšit či snížit) – změna probíhá oproti hodnotě nastavené ve Vlastnostech populace. Dostatečně malými hodnotami (neboli velkými zápornými čísly) lze pak dosáhnout sterility jedince (znak znemožňující rozmnožování) nebo „spontánního potratu“ jedince s daným znakem (znak neslučitelný se životem).
Ve Výchozím rozložení genů si zvolte, jak mají vypadat jedinci, kteří budou vytvořeni po spuštění modelu (běžné znaky mívají víceméně rovnoměrné rozložení, zatímco např. u geneticky podmíněných chorob bývá obvyklé jejich malé zastoupení v populaci). Zaškrtávací políčko Vám umožní nechat hodnoty automaticky dopočítávat tak, aby byla populace v genetické rovnováze (viz Hardy-Weinbergův zákon).

Sledované geny pochopitelně nelze přidávat ani odebírat za běhu modelu.

3. Model

Když je všechno nastavenou, je na čase Spustit model. Tím dojde k vytvoření výchozího počtu jedinců, kteří se zobrazí v okně Jedinci (pokud je okno otevřeno). Zároveň se v menu aktivuje položka Krok.

Jeden krok modelu představuje jeden rok, který proběhne v populaci. Někteří jedinci se zpárují, někteří se rozejdou, někteří se narodí a někteří zemřou. Všechny tyto změny můžete sledovat v okně Jedinci, čas modelu a počet žijících jedinců se zobrazují i přímo v hlavním okně. Pokud necháte provést více kroků najednou, model zobrazí výsledek po provedení všech těchto kroků.

Také můžete Zastavit model, upravit některá nastavení (např. přidat nebo odebrat geny) a znovu jej spustit (bude spuštěn od začátku, neboli znovu bude vytvořen výchozí počet jedinců). Model můžete znovu spustit i přímo za běhu – jde o jakýsi restart modelu.

Aplikace

V menu Aplikace může být zajímavá volba Restartovat. Je to to samé jako zavřít aplikaci a znovu ji spustit. Pokud aplikace spotřebovává hodně systémových prostředků, ale je ovladatelná, je to zaručená možnost, jak je rychle uvolnit – ovšem za cenu ztráty dat modelu. Podobně funguje volba Nová populace, nicméně zde rychlost uvolnění prostředků závisí na dalších faktorech (má určitou setrvačnost).

Může se stát, že nastavíte takový model, jehož provádění bude pro Váš počítač příliš náročné. Vysoké nároky bude mít model s velkým počtem jedinců, ale např. i model, kde jedinci mají řádově vysokou porodnost, věk nebo vybíravost, případně pokud zadáte požadavek na provedení velkého počtu kroků. Uvědomte si prosím, že maximální hodnoty, které je možné nastavit, nejsou vždy fyzicky uskutečnitelné. Pokud je Vás počítač alespoň středně výkonný, mělo by být modelování běžných populací bez problémů. Pokud ale chcete zadávat výrazně ambiciózní data a nemáte zrovna nějaký superpočítač, počítejte s tím, že můžete na výsledek čekat ne milisekundy či sekundy, ale minuty, desítky minut či hodiny. To je dáno prostě a jednoduše tím, že v paměti Vašeho počítače jsou někde všichni jedinci včetně všech informací o nich a Váš procesor musí zpracovat každé narození, každé úmrtí i každé rozmnožování každého jedince. Pokud je těch jedinců třeba miliarda a každý má porodnost třeba v řádu milionů potomků, je logické, že chvilku trvá to zpracovat a že to zabere nějaké místo.

Příjemné a ničím nerušené používání programu a mnoho nových objevů Vám přeje

Rudolf Rosa, autor

Tento program je freeware a open-source, dávám plný souhlas s jeho užíváním a šířením pod každou licencí - nicméně budu rád, když mi dáte vědět na email, že program používáte (případně s ním děláte něco jiného). Tamtéž směřujte hlášení o chybách, návrhy na zlepšení, apod. Díky.

Pokud se Vám program líbí, můžete mi udělat velkou radost malou dotací (o to ochotněji Vám pak poskytnu nějakou malou technickou podporu nebo zohledním Vaše návrhy na zlepšení v nové verzi programu):