ProtoEvo Project

El Proyecto ProtoEvo desarrolla un entorno computacional donde entidades similares a protozoos evolucionan su morfología y comportamiento para sobrevivir y reproducirse. La simulación transcurre en un espacio bidimensional con física integrada. El objetivo principal es investigar la emergencia de estructuras multicelulares y la diferenciación celular, observando cómo grupos de células coordinadas obtienen ventajas adaptativas.

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• Motor físico 2D. El entorno simula colisiones, fluidos y fuerzas que afectan a los organismos. Las entidades interactúan con el medio y entre sí mediante la aplicación de principios físicos, lo que determina su capacidad de movimiento y alimentación.
• Modelo genético regulador. Cada célula contiene una red de regulación génica que controla su comportamiento. Estas redes determinan la expresión de proteínas y la respuesta a estímulos externos, permitiendo la evolución de patrones complejos de desarrollo.
• Mecanismo de reproducción sexual y asexual. Los organismos pueden reproducirse intercambiando material genético o mediante división. La recombinación genética permite la exploración del espacio de fenotipos y la herencia de rasgos adaptativos.
• Diferenciación celular programable. Las células hijas pueden especializarse en funciones como fotosensibilidad, digestión o reproducción. Esta especialización surge de la dinámica de las redes reguladoras sin intervención externa.
• Adhesión celular y formación de colonias. Las células pueden permanecer unidas tras la división formando colonias. La adhesión está mediada por moléculas simuladas y permite el desarrollo de estructuras multicelulares incipientes.
• Sistema de señalización química. Las células secretan y detectan señales difusibles en el medio. Esta comunicación química regla la coordinación entre células vecinas y puede inducir cambios en la expresión génica.
• Metabolismo energético interno. Cada célula consume energía para mantener sus funciones y puede almacenarla. La eficiencia metabólica es un rasgo evolucionable que afecta directamente la supervivencia.
• Morfología deformable. La forma de los organismos no es fija; las células pueden cambiar su geometría en respuesta a fuerzas físicas y su estado interno. Esta plasticidad morfológica es clave para la locomoción y la depredación.
• Sistema visual simplificado. Algunas células desarrollan pigmentos fotosensibles que les permiten detectar gradientes de luz. Esta capacidad orienta el movimiento hacia fuentes de energía o refugios.
• Registro filogenético completo. Cada organismo mantiene un linaje trazable hasta el ancestro común. Los árboles filogenéticos se almacenan para análisis posteriores de la historia evolutiva.
• Mutaciones puntuales y estructurales. El genoma puede sufrir mutaciones durante la replicación, incluyendo cambios en un solo nucleótido y duplicaciones génicas. Estas mutaciones son la materia prima para la innovación evolutiva.
• Depredación y competencia por recursos. Los organismos pueden consumir a otros más pequeños o débiles. La presión selectiva generada por la depredación impulsa adaptaciones defensivas y ofensivas.

El proyecto fue iniciado por Dylan Cope durante su licenciatura en 2016 y retomado en 2022 con un enfoque renovado en la regulación génica y la multicelularidad. Está escrito en el lenguaje de programación Rust, elegido por su rendimiento y seguridad en simulaciones de alta demanda computacional. Los resultados de la investigación fueron presentados en la conferencia ALIFE 2023 y publicados en las actas del congreso. El desarrollo continúa activamente con el objetivo de explorar los principios fundamentales que permitieron la transición a la vida multicelular compleja en la Tierra.

Alternatives to ProtoEvo Project:

Artificial LIfe ENvironment

Artificial Life ENvironment (ALIEN) is an artificial life simulation tool based on a 2D particle engine specialized in CUDA for soft bodies and fluids.

Price: Free   Size: 81.5 MB   Version: 4.12   OS: Windows