The effects of low-impact mutations in digital organisms

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Avida is a computer program that performs evolution experiments with digital organisms. Previous work has used the program to study the evolutionary origin of complex features, namely logic operations, but has consistently used extremely large mutational fitness effects. The present study uses Avida to better understand the role of low-impact mutations in evolution.</p> <p>Results</p> <p>When mutational fitness effects were approximately 0.075 or less, no new logic operations evolved, and those that had previously evolved were lost. When fitness effects were approximately 0.2, only half of the operations evolved, reflecting a threshold for selection breakdown. In contrast, when Avida's default fitness effects were used, all operations routinely evolved to high frequencies and fitness increased by an average of 20 million in only 10,000 generations.</p> <p>Conclusions</p> <p>Avidian organisms evolve new logic operations only when mutations producing them are assigned high-impact fitness effects. Furthermore, purifying selection cannot protect operations with low-impact benefits from mutational deterioration. These results suggest that selection breaks down for low-impact mutations below a certain fitness effect, the <it>selection threshold</it>. Experiments using biologically relevant parameter settings show the tendency for increasing genetic load to lead to loss of biological functionality. An understanding of such genetic deterioration is relevant to human disease, and may be applicable to the control of pathogens by use of lethal mutagenesis.</p

Methodology of calculation of construction and hydrodynamic parameters of a foam layer apparatus for mass-transfer processes

Промислова реалізація методу стабілізації газорідинного шару дозволяє значно розширити галузь застосування пінних апаратів і відкриває нові можливості інтенсифікації технологічних процесів з одночасним створенням маловідходних технологій. У статті встановлені основні параметри, що впливають на гідродинаміку пінних апаратів, розглянуті основні конструкції та режими роботи пінних апаратів. Виявлено зв'язок гідродинамічних параметрів. Розглянуто гідродинамічні закономірності пінного шару. Вказані фактори, що впливають на процес масообміну, як в газовій, так і в рідкій фазах. Проведений аналіз ряду досліджень показав, що перспективним напрямком інтенсифікації процесу масообміну є розробка апаратів з трифазним псевдозрідженим шаром зрошуваної насадки складних форм із сітчастих матеріалів. Отже, необхідне проведення спеціальних досліджень гідродинамічних режимів роботи апарату з сітчастою насадкою і визначенням параметрів, що впливають на швидкість переходу насадки з одного режиму в інший.Industrial implementation of the stabilization method of the gas-liquid layer can significantly expand the field of use of foaming apparatus and opens up new opportunities for intensifying technological processes with the simultaneous creation of low-waste technologies. The article establishes the basic parameters influencing the hydrodynamics of foam apparatus, considers the basic constructions and operating modes of foam apparatus. The connection of hydrodynamic parameters is revealed. The hydrodynamic laws of the foam layer are considered. The indicated factors affecting the process of mass transfer, both in the gas and in the liquid phases. The conducted analysis of a number of studies showed that the perspective direction of intensification of the mass transfer process is the development of apparatuses with a three-phase fluidized bed of an irrigated nozzle of complex forms with mesh materials

Les populations de poissons dans le réservoir du Mirgenbach (1986-2006, CNPE Cattenom, France) : un modèle pour l'étude des effets d'un changement thermique global ?

Depuis 1986, le réservoir du Mirgenbach, mis en eau en 1985 reçoit les eaux échauffées issues de la centrale électronucléaire de Cattenom. Les conditions physicochimiques et la biomasse chlorophyllienne sont étudiées depuis cette date, les poissons étant échantillonnés selon un protocole standardisé depuis le couplage de la dernière tranche, en 1991. L'évolution thermique est décrite puis comparée à d'autres systèmes naturels ou échauffés. Dans le Mirgenbach, l'isolement des populations de poissons et le brassage de l'eau facilitent l'observation d'une incidence des rejets sur l'évolution du peuplement, l'abondance des populations et les traits biologiques individuels. Le seuil élevé de la température hivernale et son augmentation précoce déclenchent une reproduction et un développement individuels rapides. Le plan d'eau connaît un déclin régulier de la biomasse (chlorophylle et poissons) tandis que la contamination cuprique augmente. La diminution progressive pour plusieurs espèces, des effectifs, de la longévité, des longueurs maximales, de l'âge et de la taille à maturité sexuelle contribuent au déclin de la masse globale ou individuelle maximale. L'effet de ces contraintes s'observa d'abord sur les perches et gardons avant de s'étendre aux espèces thermophiles (brèmes communes et bordelières, perche soleil). D'après l'examen de la littérature, ces observations résulteraient de l'altération du développement sexuel et du défaut croissant en ressource trophique

Liveness Measurements Using Optical Flow for Biometric Person Authentication

Biometric identification systems, i.e. the systems that are able to recognize humans by analyzing their physiological or behavioral characteristics, have gained a lot of interest in recent years. They can be used to raise the security level in certain institutions or can be treated as a convenient replacement for PINs and passwords for regular users. Automatic face recognition is one of the most popular biometric technologies, widely used even by many low-end consumer devices such as netbooks. However, even the most accurate face identification algorithm would be useless if it could be cheated by presenting a photograph of a person instead of the real face. Therefore, the proper liveness measurement is extremely important. In this paper we present a method that differentiates between video sequences showing real persons and their photographs. First we calculate the optical flow of the face region using the Farnebäck algorithm. Then we convert the motion information into images and perform the initial data selection. Finally, we apply the Support Vector Machine to distinguish between real faces and photographs. The experimental results confirm that the proposed approach could be successfully applied in practice