home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Loadstar 128 12 / q12.d81 / t.darwin's bugs < prev    next >
Text File  |  2022-08-28  |  11KB  |  215 lines

  1.                            D A R W I N 'S   B U G S
  2.  
  3.      This program demonstrates how evolution can be observed within a
  4. microscopic world, created by a computer program.   Along the way, some very
  5. interesting lessons in survival and in ecology can be learned.
  6.  
  7. THE WORLD IN A POND
  8.  
  9.      The basic idea was outlined in Scientific American magazine in May
  10. 1989.  The world consists of a pond, which is patrolled by bugs of unknown
  11. heritage.  As they swim around the murky bottom of the pond, these bugs
  12. encounter random bacteria that have fallen to the bottom.  The bugs aren't
  13. too smart, but they know they should eat the bacteria, thus gaining the
  14. energy that they need to keep swimming.  Bugs that don't eat enough will
  15. wither and die.  A bug that is more successful will eat a lot and get fat; 
  16. eventually it will split into two bugs, a process called fission.
  17.  
  18. SWIMMING AROUND
  19.  
  20.      The trick is for bugs to evolve so that they get better at finding
  21. food.  Each bug has a different movement pattern: some bugs tend to swim in
  22. straight lines, back and forth across the pond.  These bugs are called
  23. 'cruisers'.  Some bugs mostly turn in one direction, either right or left,
  24. so they swim around in circles and are called 'twirlers'.  Other bugs that
  25. often back up will tend to sit in one place and jump around; of course they
  26. are called 'jitter-bugs'.
  27.  
  28.      So here is where evolution comes into it.  At the start, the pond has
  29. many different kinds of bugs.  If a bug has a pattern that is very effective
  30. at gathering food, then it will multiply, and soon there will be lots of
  31. bugs with similar habits.  When the bug splits in two, the new bug gets a
  32. slightly different pattern (a mutation).  This allows new species of bugs to
  33. evolve and be tried out.  Eventually the most successful kinds of bugs
  34. should do best, and gradually take over the whole pond.
  35.  
  36.      By stocking the pond and letting the bugs swim around for a while, you
  37. should be able to see the slow evolution of more effective swimming
  38. patterns.
  39.  
  40. THE ECOLOGY
  41.  
  42.      So which kind of bug is most likely to succeed?  Jitter-bugs do very
  43. well at first, quickly sucking up all the food in their vicinity.  Once the
  44. area is cleaned up, however, they run out of food and usually die pretty
  45. fast, burning up all their energy dancing around (kind of like a disco). 
  46. The other kinds of bugs are more careful with their energy, gradually moving
  47. around to different parts of the pond in search of food.  Both kinds of bugs
  48. could survive.
  49.  
  50.      But there is a rule in science that only one species can survive in a
  51. single specialized ecology: eventually, all other species have to get
  52. squeezed out.  In our pond, the cruisers are usually the successful ones,
  53. because they are less likely to get trapped in an area with little food. 
  54. Over time, you will usually see the bugs evolve to this kind of pattern.
  55.  
  56. THE CAFETERIA
  57.  
  58.      There is one more complication: we can create two different ecologies
  59. in our pond!  There is one small area of the pond -- kind of like a
  60. cafeteria -- where the program arranges for much more food to be made
  61. available.  The cafeteria is a separate ecology, and it's one where just
  62. about any kind of bug could survive because there's lots of food.  The
  63. problem for the cruisers when they enter this area is that they quickly
  64. cruise out the other side, so they don't benefit too much.  Bugs that tend
  65. to stay put, either twirlers or jitterbugs, will do better in the cafeteria
  66. because their pattern allows them to stick around longer.  When they stray
  67. out of the area, however, they usually die pretty fast.
  68.  
  69.      If you choose to have these two ecological zones in your pond, then you
  70. should be able to see two different species of bugs evolve: cruisers in the
  71. main pond, and twirlers or jitterbugs in the cafeteria.  Keep in mind that
  72. this evolution is completely random -- the bugs have no brains at all, and
  73. the computer does nothing but keep score.  The results are based just on
  74. random changes and on success in finding food.  It may take a while for the
  75. evolution to take place, and it may come out differently each time the pond
  76. is stocked.  Only time will tell!
  77.  
  78.      Try turning the high-density area on or off.  Within five to ten
  79. minutes of express operation, you should see a definite change in the
  80. evolution of the bugs.
  81.  
  82. THE PROGRAM
  83.  
  84.      The program starts out with 12 bugs, and these can multiply up to a
  85. total of 64.  It uses a lot of information to keep track of all these bugs,
  86. and this is available to you to observe, or to change the living conditions
  87. in the pond.  In order to communicate the information, the program uses both
  88. the graphic screen and the 80-column (text) screen.  You can switch back and
  89. forth between the two screens by pressing the CVBS/RGB button on your
  90. monitor.
  91.  
  92.      The graphic screen is used for a visual representation of the pond: 
  93. bugs are the yellow squares that move around, while food is represented by
  94. the blue dots that don't move.  The cafeteria, if it is activated, will show
  95. up as a high-density area roughly in the middle of the pond.  If you choose,
  96. the bugs can leave grey trails as they move around, or you can erase or
  97. cancel these trails.
  98.  
  99.      The 80-column text screen is used to give details on the location,
  100. energy, and movement patterns of the bugs.  In addition, status reports can
  101. be given on all changes, if you wish.  This screen is also used to display
  102. menus, and to ask for user input.
  103.  
  104. THE MAIN MENU
  105.  
  106.      When the program first starts up, you will see the main menu on the
  107. 80-column screen, and you can come back to this menu anytime you want.  From
  108. it, you have six choices: make your choice by pressing a number key.  (You
  109. don't press RETURN after your choice).  The choices are:
  110.  
  111.   1.  Print the program controls, either on the screen or on your printer.
  112.   2.  Change the setup.  You can vary the parameters that control the
  113.       program before you start, or at any time while it is running.
  114.   3.  Print out the setup and bug data.  This will list all the factors
  115.       you can change with the setup, on your printer.  If the pond has
  116.       been stocked, it will also list the location, energy level, and
  117.       characteristics of all active bugs.
  118.   4.  Run.  This will stock the pond with new bugs, and begin their lives.
  119.       If the program has been run previously, the old bugs will be
  120.       exterminated.
  121.   5.  Resume.  Once the pond has been stocked, you can return to the menu,
  122.       and the bugs will be put on hold.  Making this choice will continue
  123.       the lives of the bugs that already exist.
  124.   6.  Quit.  End the program, drain the pond, exterminate all bugs and
  125.       return to LOADSTAR.
  126.  
  127. THE CONTROLS
  128.  
  129.      When the bugs are alive, you can alter the simulation by pressing a
  130. single letter key.  (Again, you don't press RETURN after pressing the
  131. letter).  For a complete listing of what each letter does, choose 'Program
  132. Instructions' from the main menu.
  133.  
  134.      There are several different modes of operation:
  135.  
  136.  -  In the three normal operation modes, the bugs will move about, feeding,
  137. and dying or multiplying as necessary.  You will be advised of their
  138. actions, and the table of statistics will be updated from time to time.  The
  139. 'Verbosity' function has three settings to control how many updates you get.
  140.  
  141.  -  The next mode you can select is 'Express Mode';  with this choice, you
  142. do not receive updates, and the letter keys are not active.  This enables
  143. the bugs to move much faster, about 50,000 individual moves per minute in
  144. total.  With a typical complement of 50 protozoa in the community, each bug
  145. will get to make about 1000 moves a minute (a million and a half a day).
  146.  
  147.  -  The final mode is 'Parameters';  this choice halts the bugs and displays
  148. a list of all parameter settings.  You change any you wish, then press
  149. RETURN to resume normal operation, or 'x' for express mode.
  150.  
  151. SOME DETAILS
  152.  
  153.      A bug's pattern is set by a series of eight numbers;  each number gives
  154. the chance that it will turn in a certain direction.  If the first number is
  155. large, the bug will usually go straight - a cruiser.  The next two numbers
  156. give the chance that it will turn to the right:  either a little to the
  157. right, o