Lycosa ArenaManualul regulilor simulării

01Pe scurt

Lycosa Arena simulează o populație de păianjeni-lup (familia Lycosidae) într-un terariu cu sol mozaicat, iarbă și pietre. Nicio regulă nu decide ce se întâmplă cu populația în ansamblu. Fiecare păianjen are gene, un corp cu masă și opt picioare, foame, răni, un creier mic și o memorie. Populația crește, scade și evoluează numai din ce fac indivizii.

• Fondatorii, adulți, coboară pe fire de mătase în arenă. Vânează insecte, mai ales în jurul smocurilor de iarbă, unde trăiește prada, și mănâncă hoituri.
• Puii cresc prin năpârliri succesive până la talia din gene. Masculii adulți caută femele receptive și le curtează, iar femela acceptă sau refuză după calitatea masculului și după gustul ei.
• Femela gestantă își țese coconul lângă o piatră sau un smoc și îl păzește. Puii ies, urcă pe spatele mamei, apoi coboară. O parte rămân în arenă, restul pleacă purtați de vânt.
• Păsările trec pe deasupra și iau păianjenii pe care îi văd. Cine se potrivește la culoare cu solul și stă nemișcat scapă mai des. Gândacii mari se pot prinde de obicei doar în doi sau trei, iar vecinii se pot avertiza prin vibrații.
• Genele, inclusiv cele ale creierului, trec la pui cu mutații. Selecția apare din cine supraviețuiește și cine se reproduce.

Un pas de simulare

Lumea avansează în pași mici de timp. În fiecare pas se execută, în această ordine, aceleași etape. Ordinea contează: de exemplu, vizibilitatea fiecărui păianjen se calculează înainte ca păsările să caute o victimă, iar luptele cu gândacii se încheie înainte ca păianjenii să decidă ce fac.

Cum se citește manualul

• Valorile din formule sunt exact cele din codul simulării (sim.js). Formulele sunt scrise în font monospațiat.
• O probabilitate dată "la fiecare decizie" se încearcă din nou la fiecare 0,18–0,32 s, cât timp condiția ei rămâne adevărată. De aceea un 8% pe decizie înseamnă mult într-o zi.
• "× impuls X" înseamnă înmulțit cu valoarea impulsului X din creier. Fără creier, sau la un creier neutru, impulsul e 1.
• Lungimile sunt în milimetri, masele în miligrame, timpul în zile simulate (o zi = 10 s la viteza 1×), dacă nu scrie altfel. "BL" înseamnă lungimea corpului păianjenului.
• Cifrele care vin din rulări de test, nu din cod, sunt marcate "în teste". Ele arată tendințe, nu reguli.
• Toate graficele sunt calculate în pagină, din aceleași formule ca simularea, sau desenate din datele rulărilor de test. Treci cu mouse-ul peste un grafic ca să vezi valorile, sau deschide "Tabelul valorilor" de sub el.

02Timpul și pasul de calcul

Simularea are un singur ceas. Mișcarea se calculează în secunde de simulare, iar biologia (vârstă, digestie, gestație, vindecare, memorie) în zile. O zi simulată durează 10 secunde la viteza 1×.

Durata unei generații vine din teste: în trei rulări de 1.100 de zile s-au succedat 8 generații, adică aproximativ 135 de zile pe generație.

Ritmurile din interiorul unui pas

Pasul de calcul

Pasul normal este 1/30 s. La viteze mari pasul crește, ca procesorul să țină ritmul. Toate regulile care depind de timp sunt scrise proporțional cu lungimea pasului, deci rezultatele rămân aceleași în medie.

• Dacă dispozitivul nu ține viteza cerută, lângă selector apare viteza efectivă, de exemplu "64× (18×)". Simularea nu sare peste pași: rulează mai încet.
• Picioarele păianjenilor mari pe ecran și ale celui selectat sunt calculate la fiecare pas. Ceilalți au mersul animat o dată pe cadru, ca să nu se piardă timp pe ce nu se vede.
• La sprint, picioarele își măresc cadența de până la 2,4 ori. Un picior care ar ajunge să fie târât face un pas rapid de recuperare, cum face un păianjen care își caută echilibrul.

Calendarul

În colțul arenei apare data simulării. Prima zi a rulării este 01 January 0001, iar fiecare zi simulată avansează data cu o zi, după calendarul gregorian, cu ani bisecți. Ziua 466 este, de exemplu, 12 April 0002.

03Arena, terenul și solul

Arena e un terariu dreptunghiular. Marginea e un perete: niciun păianjen nu se apropie de ea la mai puțin de 0,6 din lungimea lui, iar după pauze, lupte sau împingeri e readus înăuntru. La fiecare rulare nouă terenul primește pietre mari, smocuri de iarbă și pete de sol, așezate aleator. Ele rămân pe loc toată rularea și se salvează odată cu lumea.

Dincolo de perete, solul, pietrele, iarba și petele continuă pe încă 30% din latura mare a arenei, doar ca imagine: nimic din simulare nu ajunge acolo, iar petele de afară nu intră în arenă, unde solul trebuie să rămână cel după care se judecă camuflajul. Limita e o linie roșie punctată, în zigzag neregulat, desenată la 6–20 mm în afara peretelui real, ca niciun păianjen să nu pară că o atinge. Terenul de afară e puțin mai întunecat și se pierde treptat în fundal. Pasărea vine și pleacă peste el, iar umbra ei se stinge treptat spre margine. Puii care pleacă pe fire trec și ei peste el.

Mozaicul solului

Peste solul gol se întind pete mari de humus, nisip, frunze uscate și pietriș, cu raza de 70–190 mm, contur neregulat (trei armonici de 2, 3 și 5 ori pe circumferință) și margine moale de 16 mm. Petele se pot suprapune, iar smocurile de iarbă stau deasupra lor. Simularea ține o hartă a solului în celule de 6 mm: în fiecare celulă, luminozitatea, nuanța și textura sunt amestecate după cât de adânc e celula în fiecare pată. Desenul folosește exact aceleași contururi, deci ce se vede pe ecran e ce văd păianjenii și păsările.

Luminozitatea e pe scara 0 (negru) … 1 (alb), calculată ca în modelul de culoare HSL. Textura spune cât de pestriț e solul: nisipul e neted, frunzele și pietrișul sunt foarte pestrițe. Proporțiile diferă de la o rulare la alta. O lume salvată de o versiune mai veche primește mozaicul la prima încărcare, generat mereu la fel pentru aceeași lume.

Pietrele

• 70% sunt bolovani cu raza de 26–64 mm, restul pietre de 12–24 mm. Forma e ovală și neregulată, cu lățimea de 55–88% din lungime. Sunt de trei feluri, granit, gresie și bazalt, unele cu licheni.
• Sunt obstacole solide. Cine ajunge pe conturul lor e împins afară și pierde viteza spre piatră, iar toți le ocolesc din timp, de la 2,2 × lungimea proprie.
• Prada nu apare și nu rămâne pe o piatră. Plimbările își aleg ținte în afara pietrelor.

Smocurile de iarbă

• Fiecare smoc are raza de 20–52 mm și o proporție proprie de fire uscate. Firele se apleacă în rafalele vântului, în direcția în care pleacă puii cu mătasea. Mișcarea ierbii e doar vizuală.
• Iarba e locul unde trăiește prada: 70% din colembolele noi și 40% din celelalte insecte apar într-un smoc.
• O insectă din iarbă e observată doar de aproape, sub 45% din raza vizuală, și e mai greu de prins: șansa loviturii scade cu 15 puncte procentuale.
• Păianjenii de 6 mm sau mai mari ocolesc iarba deasă, în afară de cazul în care urmăresc o pradă aflată chiar în smocul acela. Prin iarbă merg cu 50% din viteză, cei sub 6 mm cu 85%.

La ce folosesc iarba și pietrele

Frunzele uscate, crenguțele și pietricelele mici sunt doar decor, iar păianjenii merg peste ele. Fondatorii coboară doar pe teren liber, între 12% și 88% din lungimea și lățimea arenei, la cel puțin 20 mm de pietre și în afara ierbii.

04Ciclul de viață

Creșterea prin năpârlire

Puiul pornește la 17% din talia adultă din gene, cel puțin 1,4 mm, cu condiția 1,15 (rezerva de vitelus). La gena de 14 mm are 2,4 mm. Năpârlește doar dacă are condiția de cel puțin 1,33 și a trecut un interval de la năpârlirea anterioară:

• La fiecare năpârlire talia crește de 1,22 ori. Masa rămâne aceeași, deci condiția scade de 1,22³ ≈ 1,82 ori și puiul trebuie să mănânce din nou până la 1,33.
• Năpârlirea durează 0,35 zile. Păianjenul stă pe loc și e vulnerabil: un canibal îl prinde cu +40 puncte procentuale. Exuvia rămâne vizibilă 2,5 zile.
• Năpârlirea finală vine când talia următoare ar atinge 95% din ținta genetică. Talia adultă e plafonată la 106% din țintă. La gena de 14 mm sunt necesare 9 năpârliri.
• Maturizare precoce: un pui mai bătrân de 1,6 × gena de maturizare și cu cel puțin 55% din talia țintă se maturizează la năpârlirea următoare, mai mic (×1,12 în loc de ×1,22). E efectul hranei puține.
• După maturizare, femela are 2 zile până devine receptivă. Masculul caută femele imediat.

Durata vieții și bătrânețea

Durata vieții vine din gena Lifespan: medie 260 de zile, abatere 22, limite 110–520. Masculii trăiesc 72% din valoarea genei, în medie 187 de zile. Vârsta se numără de la coborârea de pe spatele mamei. De la 75% din durata vieții, un factor de vârstă scade liniar până la cel mult 0,45 și se aplică mobilității, forței și vindecării. De la 80% apare un risc zilnic de moarte:

05Corp, condiție și metabolism

Un adult de 14 mm are masa structurală 137 mg. Condiția 1 înseamnă greutate normală, peste 1,5 un păianjen gras, sub 0,7 unul înfometat. Condiția e numărul central al fiziologiei: de ea depind foamea, viteza, forța, vindecarea și moartea de foame.

Pragul de vânătoare se mută cu impulsul Hunting din creier: prag × (1 + 0,16 × ln impuls), adică cu cel mult ±19% la cogniția maximă. Sub condiția 0,62 orice păianjen vânează.

Consumul de energie

La valorile medii ale fondatorilor, costul creierului e 1,02 și costul ochilor 1. În teste, adulții au parcurs în medie 2–8 lungimi de corp pe zi, deci mersul adaugă 0,1–0,3% pe zi la cele 2,2% de bază. Sprinturile costă de câteva ori mai mult pe lungime de corp.

Grăsimea și foamea încetinesc

Foamea și moartea de foame

• Sub condiția 0,7 sănătatea scade zilnic cu (0,7 − condiție) × 0,9, iar rănile nu se mai vindecă.
• Păianjenul moare de foame sub condiția 0,36 sau când sănătatea ajunge la 0, dacă slăbirea a venit din foame. Dacă sănătatea a scăzut din luptă și condiția era peste 0,56, cauza e "Injuries".

Abdomenul se desenează mai lat cu condiția, iar la femelele gestante se umflă treptat.

06Hrană și vânătoare

Prăzile

• Masa unei prăzi este 0,06 × lungime³. Ponderile se împart la suma lor: cu gândacii activi, colembolele sunt 52%, gândacii 4,8%.
• Gândacii apar doar cu opțiunea "Big prey and signals" și sunt cel mult 2 + suprafața / 0,14 m² în același timp (9 în arena M). Când limita e atinsă, prada nouă e aleasă dintre celelalte tipuri.
• Prăzile noi apar cu rata "New prey per day": 70% din colembole și 40% din celelalte într-un smoc de iarbă, restul oriunde în afara pietrelor. Stocul e plafonat la cea mai mare valoare dintre numărul inițial, 4,5 zile de prăzi noi și 40.
• Prăzile se mișcă singure la 1–7 secunde: merg, sar sau zboară. Mor de bătrânețe după durata lor de viață, dacă nu sunt mâncate.

Găsirea prăzii

• Un păianjen ia în calcul doar prăzi de cel mult 1,1 × lungimea lui și de cel puțin 0,15% din masa lui. Alege prada cu cel mai mic distanță / masă^0,25, deci preferă o pradă mai mare dacă nu e mult mai departe.
• O insectă care se mișcă e văzută în toată raza vizuală. Una nemișcată e observată doar până la (0,6 + 0,6 × vedere de contrast) × raza vizuală. Una din iarbă doar sub 0,45 × raza vizuală.
• Prada aflată în zbor sau în salt (peste 2 mm deasupra solului) nu e luată în calcul.

Apropierea și atacul

Păianjenul se apropie încet până la distanța de atac, lungime × (1,1 + 0,45 × gena picioare) + jumătate din pradă, apoi atacă în sprint 0,6 secunde. În timpul apropierii, prada poate observa vânătorul și fugi:

• Penalizarea pentru picioarele din față: −10 puncte pentru fiecare picior I tăiat de la tibie în sus, −4 pentru un vârf lipsă.
• Dacă atacul ratează, prada fuge, iar păianjenul face o pauză scurtă și câștigă puțină agilitate.
• Masa: păianjenul câștigă 65% din masa prăzii, fără să depășească condiția maximă. Masa durează 0,04 + 0,5 × √(masă pradă / masă păianjen) zile, limitată la 0,04–0,5. Un adult de 14 mm stă cu un greier mare aproape jumătate de zi.
• Gândacii de sol nu pot fi prinși dintr-o mișcare: atacul pornește o luptă de 4 secunde în care se pot alătura și alții (capitolul 10).

07Mișcare și agilitate

Agilitatea se antrenează

• Pornește la 80–90% din potențialul genetic. Plafonul este 1,15 × potențialul.
• Fiecare lungime de corp parcursă o apropie de plafon cu 0,09% din distanța rămasă. Fiecare atac ratat adaugă 0,4% din distanța rămasă.
• În repaus scade cu 1,2% pe zi spre 0,62 × potențialul. Un păianjen care stă mult pe loc devine treptat mai lent.

Mersul

• Mers intermitent, ca la păianjenii-lup reali: o fugă scurtă de 2–7 lungimi de corp (puii de 1,5 ori mai mult), apoi o pauză de 0,6–4,5 s (la pui × 0,6).
• După fiecare fugă, șansa de pauză pornește de la 55%, crește cu grăsimea și bătrânețea și scade cu foamea. Impulsul Rest o modifică, între 20% și 90%.
• Prin iarbă merge mai încet (capitolul 3). Rotirea se face pe loc dacă direcția nouă diferă mult.
• Picioarele merg în tetrapod alternant: L1 R2 L3 R4, apoi R1 L2 R3 L4. Ating solul între 38% și 93% din lungimea piciorului, iar corpul înaintează numai cât îl lasă tălpile sprijinite. Cu picioare lipsă pe o parte, corpul stă mai jos, pașii sunt mai lenți, iar drumul șerpuiește (capitolul 19).
• Proporțiile picioarelor, ca la Lycosidae: perechea I 1,38, II 1,27, III 1,2, IV 1,72 × lungimea corpului × gena picioare.

08Simțurile și ordinea deciziilor

Ce simte un păianjen

Ordinea deciziilor

Fiecare păianjen decide la 0,18–0,32 s, cu excepția celor ocupați cu ceva ce nu poate fi întrerupt: masa, năpârlirea, ouatul, curtea, împerecherea, lupta, amenințarea, mâncatul ouălor, lupta cu un gândac și coborârea pe fir. Regulile se verifică în ordinea de mai jos. Prima care se aplică decide. Impulsul din paranteză înmulțește probabilitatea respectivă.

1. Pericol (Fear). Se uită doar la cei aflați la cel mult 0,75 × raza vizuală și doar la cei pe care îi vede. Dacă cineva îl urmărește ca pradă, fuge cu probabilitatea (0,35 + 0,5 × (1 − curaj)) × impuls^0,7, limitată la 25–97%. Fuge și dintr-un păianjen flămând (condiția sub 1) de peste 1,9 ori mai mare, cu (1 − curaj) × 12% × impuls. Fuga durează 0,8–1,6 s, în sprint, circa 9 lungimi. Puii sub 6 mm fug spre cel mai apropiat smoc. Locul devine o amintire de pericol (tărie +0,1). Cât timp fuge, nu ia alte decizii.
2. După o alarmă. Dacă a bătut alarma și a ales fuga, acum pornește spre adăpost.
3. Nemișcare (Freezing). Cât timp a înghețat la trecerea unei păsări sau bate alarma, nu face nimic altceva.
4. Năpârlire, pentru puii cu condiția de cel puțin 1,33 și intervalul trecut.
5. Puii urcă pe mamă: mama stă pe loc lângă coconul deschis.
6. Paza coconului (Maternal care): alungă intrușii, vânează aproape, iar când e flămândă pleacă mai departe după hrană. Detaliile sunt în capitolul 17.
7. Ajutor la un gândac (Joining a group hunt). Un gândac cu care alții se luptă deja, la cel mult 1,1 × raza vizuală, atrage păianjenii de cel puțin 6 mm cu condiția sub 1,8, chiar dacă erau pe altă urmă.
8. Continuă ce a început: drumul spre un hoit bun sau urmărirea unei prăzi vii, cât timp prada nu e deja în gura altcuiva.
9. Teritoriu (Territoriality). Provoacă intrușii de talie apropiată pe care îi vede în teritoriul lui, dacă nu par prea puternici și nu sunt rude tolerate (capitolul 18).
10. Masculi adulți (Mate seeking, Egg-sac raiding), cu condiția peste 0,5: lupta cu un rival la aceeași femelă, căutarea femelelor receptive, atacarea coconilor altor masculi.
11. Coconi nepăziți (Egg-sac raiding): păianjenii flămânzi (condiția sub 0,9) de peste 6 mm îi caută cu probabilitatea canibalism × 8% × impuls.
12. Vânătoare, doar dacă e flămând. În ordine: canibalism asupra unui păianjen mic pe care îl vede (Cannibalism), un gândac mare (Joining a group hunt), un hoit sau resturile unui gândac dacă sunt cel mult de 1,5 × impuls Scavenging ori mai departe decât cea mai bună pradă, alegerea pândei la începutul unei căutări (Ambush), apoi atacul asupra unei insecte.
13. Plimbare și pauze (Rest, Exploration, Matching ground): așteptarea la pândă, mutarea pe un sol care i se potrivește mai bine la culoare, odihna, drumul spre adăpost înainte de ouat, întoarcerea la un loc cu hrană ținut minte, ocolirea unui loc periculos, apoi pași aleatori, ținându-se în teritoriul propriu.

Pânda

• La începutul unei căutări de hrană, cel mult o dată la jumătate de zi, un adult flămând alege pânda cu probabilitatea min(85%; 30% × impuls Ambush × e^{−0,7 × eșecuri}). Femelele gestante și cele cu cocon nu stau la pândă.
• Merge la marginea celui mai apropiat smoc, la cel mult 2 raze vizuale. Dacă acolo stau deja doi păianjeni de 6 mm sau mai mari, renunță.
• La pândă stă nemișcat și atacă doar prada care ajunge la jumătate din raza lui vizuală. Atacul din pândă primește bonusul de surpriză (capitolul 6).
• După 0,8 zile fără nicio pradă renunță, iar eșecul intră în memorie (capitolul 14).

09Vederea, camuflajul și păsările

Culoarea unui păianjen contează doar dacă cineva o vede. De aceea simularea are trei piese care lucrează împreună: un sol variat, ochi care văd mișcarea și contrastul, și consecințe reale: păsări care iau păianjenii pe care îi văd, insecte care fug de un vânător vizibil, canibali care găsesc puii care ies în evidență. Nicio regulă nu spune ce culoare e bună. Culoarea potrivită depinde de solul pe care trăiește păianjenul.

Cum arată un păianjen

Un fondator obișnuit are luminozitatea 0,21, un maro închis. Cu o alelă Pale ajunge la 0,32, cu două la 0,43. Un melanic are 0,10. Gena Tone poate duce corpul până la 0,48, iar împreună cu două alele Pale până la 0,92. Aceleași formule stabilesc culorile desenate pe ecran.

Cât de vizibil e

Contează mai ales luminozitatea: o diferență de 0,1 adaugă 0,24 la nepotrivire, pe când o diferență de nuanță de 30° adaugă doar 0,06. Un desen contrastant rupe conturul pe un sol pestriț, cum sunt frunzele și pietrișul, dar se vede mai bine pe nisip neted. Cifrele de mai jos sunt vizibilitatea unui păianjen nemișcat:

* în iarbă, cu acoperirea firelor (× 0,4). Solul gol acoperă mai mult de jumătate din arenă, iar acolo un fondator obișnuit e foarte vizibil. Pe humus e aproape invizibil. De aici vine presiunea spre culori mai deschise.

Ochii

Ochii buni costă energie, ca orice țesut nervos. Vederea de contrast costă cel mai mult. Astfel apare o cursă: o pradă mai bine camuflată avantajează ochii mai buni, iar ochii buni avantajează un camuflaj mai bun. Nu toți își permit ochii cei mai buni.

Când vede un păianjen pe altul

• Vederea decide: fuga de un atacator, alegerea victimei unui canibal, provocarea unui intrus și intrările creierului despre păianjeni mai mari, mai mici, de talie apropiată sau răniți.
• Nu depind de vedere: găsirea partenerei (după miros), recunoașterea rudelor (atingere și miros), vibrațiile de alarmă și chemările la vânătoare.
• Zarul fix timp de 2 secunde face ca un păianjen ascuns să nu "pâlpâie" între văzut și nevăzut la fiecare decizie.

Păsările

O pasăre trece din când în când peste arenă, cu 280 mm/s ± 15%. Vine de dincolo de terenul desenat în jurul arenei, la 30% din latura mare plus 130 mm de perete, se îndreaptă spre un punct din zona centrală, apoi zboară mai departe și iese tot pe acolo. Nu merge în linie dreaptă: rata de viraj se schimbă la fiecare 0,8–2,2 s, cu cel mult ±0,28 rad/s, așa că drumul șerpuiește ușor, iar după ce trece de punctul ales nu se mai întoarce spre arenă. Viteza variază cu ±7%, după cum bate din aripi sau planează. La fiecare sfert de secundă se uită într-un cerc de 120 mm, la 50 mm în fața ei, și alege candidatul cu cel mai mare scor. Păianjenii sub 3 mm nu o interesează.

Picajul durează 0,7 s și urmează o curbă netedă (un polinom Hermite cubic în timp): pornește cu o parte din avântul zborului, se rotește spre păianjen dacă e prea aproape, încetinește și coboară, iar în momentul loviturii ajunge exact deasupra lui, chiar dacă păianjenul a fugit între timp. După lovitură pleacă încet, accelerează până la 1,25 din viteza ei, urcă și se îndepărtează tot șerpuit.

Umbra e o singură siluetă estompată: cu cât pasărea e mai sus, cu atât e mai difuză și mai deschisă, iar în picaj devine clară și întunecată. Deasupra terenului de dincolo de perete umbra se estompează și se stinge treptat, deci pasărea apare și dispare fără salt. Aripile planează cel mai mult timp, cu rafale scurte de bătăi, se strâng în picaj, se desfac larg la frânare și bat repede la urcare.

• Pasărea ia prada cu ea, deci nu rămâne hoit. După lovitură, reușită sau nu, pleacă.
• Un păianjen în iarbă are scorul înmulțit cu 0,35, iar vizibilitatea și mișcarea lui sunt deja reduse la 40% de fire. În total, pasărea îl vede de circa 7 ori mai slab.

Cum reacționează păianjenii

• Fără simțul pentru umbră, un păianjen observă pasărea abia când umbra e la mai puțin de 68 mm, cu probabilitatea vedere mișcare × 50% la fiecare sfert de secundă. Cu simțul pentru umbră o observă din timp, de la 190 mm, cu 85%.
• Cine observă pasărea îngheață cu probabilitatea 0,35 × impulsul Freezing (4–96%), timp de 2,5–4 s. Altfel fuge în sprint spre cea mai apropiată piatră sau smoc, la cel mult 10 lungimi. Dacă nu are unde fugi sau e deja în iarbă, îngheață. Dacă a bătut alarma, fuga începe după cele 1,2 s de bătăi.
• Ce e mai bine depinde de propria culoare: unul care se potrivește cu solul scapă stând pe loc, unul care iese în evidență are mai mult de câștigat fugind spre adăpost. Un creier care combină umbra cu propria vizibilitate poate învăța diferența.
• Cine scapă de o lovitură învață: Fear +0,3, Freezing +0,4 dacă stătea nemișcat sau +0,15 dacă fugea, Matching ground +0,25 dacă are simțul pentru propria vizibilitate. Locul devine periculos în memorie (tărie +0,32). Cei aflați la cel mult 140 mm au văzut atacul și învață și ei: Fear +0,1 × cogniție, Freezing +0,08 × cogniție.

Alegerea locului

Un păianjen cu simțul pentru propria vizibilitate (câștigat prin mutație, capitolul 15) își poate alege solul:

• Înainte de o pauză, dacă vizibilitatea lui depășește 0,45, cu probabilitatea 0,3 × impulsul Matching ground (cel mult 90%) încearcă 6 locuri la 3–8 lungimi de corp și se mută în cel mai potrivit, dacă e mai bun cu cel puțin 0,12.
• La alegerea unui drum nou, cu probabilitatea 0,15 × impulsul Matching ground (cel mult 60%) compară încă 3 direcții și o ia pe cea cu solul cel mai potrivit.
• Centrul teritoriului se mută încet după păianjen, deci cu timpul și teritoriul ajunge pe solul potrivit.

Gustul femelelor

Gena "Preference for showy males" (medie 0,15) face femela să prefere masculii cu desen puternic: dungă, picioare inelate, contrast mare. Același desen îl face pe mascul mai ușor de văzut pe un sol neted, iar în timpul curtării mișcarea lui e cel puțin 0,8. Rezultatul depinde de balanța dintre cele două presiuni. Rezultatele testelor sunt în capitolul 25.

10Viața în grup

Păianjenii-lup sunt solitari și canibali. În natură, cooperarea a apărut doar la câteva specii de păianjeni, aproape mereu între rude. Simularea nu impune echipe: creează situații în care cooperarea poate aduce un câștig și lasă selecția să decidă. Toate tendințele de mai jos pornesc aproape de zero la fondatori.

Toleranța față de rude

• Rude înseamnă aici mama, puii și frații (aceeași mamă). Tatăl nu e recunoscut. Un păianjen le recunoaște doar dacă are simțul pentru rude.
• Cu simțul acesta, cruță o rudă cu probabilitatea min(97%; gena Kin tolerance × impulsul Tolerance of kin × 2,5), la canibalism și la provocările teritoriale. Decizia față de aceeași rudă ține o zi întreagă.
• Gena are media 0,1 la fondatori, deci la început cruță aproximativ o rudă din patru.
• Independent de simț, un rezident nu-și provoacă niciodată mama sau puii proprii la teritoriu, iar o mamă nu-și vânează puii în primele 6 zile de la coborâre.

Alarma prin vibrații

• Când observă o pasăre, un păianjen bate cu picioarele în sol cu probabilitatea min(95%; gena Alarm calling × impulsul Alarm calling × 2), dacă n-a mai început o alarmă în ultimele 3 secunde.
• Costul îl plătește cel care dă alarma: stă pe loc 1,2 secunde și bate din picioare (mișcarea contează cel puțin 1,2), deci o pasăre îl vede mai ușor. Abia apoi îngheață sau fuge spre adăpost. Inspectorul scrie "Drumming an alarm".
• Vibrațiile ajung până la 70 + 6 × lungimea lui (154 mm la 14 mm). Vecinii care au simțul pentru alarmă reacționează ca și cum ar fi văzut pasărea: îngheață sau fug, și pot da la rândul lor alarma. Fără simț, vibrațiile nu le folosesc la nimic.
• E un gest altruist. Poate evolua doar dacă vecinii care profită sunt de obicei rude, adică purtători ai acelorași gene (regula lui Hamilton, capitolul 24).
• Pe ecran, cu butonul "Vibrations" apăsat, alarma se vede ca inele galbene care pornesc din păianjen. Inelele durează 1,6 s în timp real, deci se văd la orice viteză.

Vânătoarea în grup

Gândacii de sol sunt prada mare: 13–22 mm și până la 640 mg, de 2–5 ori masa unui adult. Mandibulele lor rănesc. Singur, un păianjen îi ține rar.

• Un păianjen flămând de cel puțin 6 mm, fără pui pe spate, care vede un gândac de cel mult două ori lungimea lui, îl atacă cu probabilitatea min(90%; gena Cooperative hunting × impulsul Joining a group hunt × 2,5) × 25% la fiecare decizie. Un gândac nemișcat e observat la fel ca o insectă nemișcată.
• Un gândac cu care alții se luptă deja atrage privirea: un păianjen de cel puțin 6 mm, cu condiția sub 1,8, aflat la cel mult 1,1 × raza vizuală, vine să ajute cu probabilitatea min(90%; gena × impuls × 6) × 25% la fiecare decizie, chiar dacă era pe altă urmă.
• Primul păianjen care se prinde de gândac cheamă alții, o singură dată, cu probabilitatea min(95%; gena Cooperative hunting × 4). Chemarea se vede ca inele verzi.
• Vecinii care au simțul pentru chemări, au cel puțin 6 mm, condiția sub 1,8 și nu păzesc un cocon, nu poartă pui, nu fug și nu stau înghețați, vin cu probabilitatea min(95%; max(2%; gena × impuls × 4)).
• Atacatorii se prind de gândac 4 s. Oricine mai ajunge în acest timp se alătură. La final se decide:

• Reușită: 60% din masa gândacului e hrană, împărțită egal între atacatori. Fiecare mănâncă cât îi trebuie până la condiția maximă. La o vânătoare de cel puțin doi, fiecare primește Joining a group hunt +0,5, iar jurnalul o notează.
• Eșec: gândacul scapă. Cel care a încercat singur primește Joining a group hunt −0,3, cei din grup −0,1.
• Ce rămâne din gândac poate fi mâncat timp de 3 zile de oricine vine, inclusiv de cei care n-au ajutat. Profitorii sunt riscul real al cooperării: dacă ei câștigă, cooperarea dispare.

Cooperarea aici e un câștig imediat pentru fiecare participant, fiecare având o șansă mult mai mare să mănânce. Rezultatul depinde de câți gândaci sunt, de răni și de profitori, deci nu e garantat. Rezultatele testelor sunt în capitolul 25.

11Arhitectura creierului

Fiecare păianjen are un creier mic, codat în genom. Creierul nu mișcă picioarele și nu inventează comportamente noi. Decide cât de puternic e fiecare dintre cele 16 impulsuri ale instinctului: cât de ușor fuge, vânează, se luptă, caută parteneri, stă la pândă, se odihnește, îngheață sau cooperează. Fiecare impuls e un multiplicator aplicat unei probabilități sau unui prag din regulile de instinct.

Nu toți păianjenii sunt la fel de deștepți. Gena de cogniție stabilește cât se poate abate creierul de la instinct, cât de precise sunt deciziile și cât ține memoria. Gena de învățare stabilește cât de repede contează experiența. Amândouă costă energie, deci selecția decide dacă inteligența merită.

Calculul, pas cu pas

La fiecare 0,6–0,9 s, creierul fiecărui păianjen face același calcul:

1. Citește cele 29 de intrări x_i, toate între −1 și 1 (tabelul de mai jos). Intrările unui simț necâștigat sunt 0.
2. Pentru fiecare neuron ascuns h: a_h = tanh(Σ_i w_hi × x_i). Intrarea constantă x₀ = 1 joacă rolul pragului neuronului.
3. Pentru fiecare impuls k: ieșire_k = b_k + Σ_h v_hk × a_h.
4. Se adună corecția învățată L_k (capitolul 13) și un zgomot normal cu abaterea 0,6 × (1 − cogniție).
5. Rezultatul trece prin tanh, apoi prin exponențiala limitată de cogniție.

Un păianjen cu cogniție slabă rămâne aproape de instinct și ia decizii mai haotice, pentru că zgomotul e mare față de ce poate schimba. Unul cu cogniție mare poate deveni mult mai prudent sau mult mai îndrăzneț decât instinctul, după cum l-au format genele și experiența.

Intrările

"Văzut" înseamnă că intră numai ce a trecut testul de vedere din capitolul 9. Proximitatea c este 1 − distanță / rază vizuală, deci 1 lângă păianjen și 0 la marginea razei.

Ponderile

• Fiecare pondere e stocată în genom ca un număr întreg q între −127 și 127, iar valoarea ei este q / 32, deci între −3,97 și 3,97.
• Un neuron are 29 de ponderi de intrare și 16 de ieșire, 45 în total. Pe lângă neuroni, fiecare copie a creierului are 16 praguri b_k, câte unul pe impuls.
• Păianjenul are două copii ale creierului. Creierul exprimat le combină neuron cu neuron, după identitate (capitolul 15): ponderile de intrare sunt media celor două copii, ponderile de ieșire și pragurile sunt media cu zero acolo unde un neuron lipsește dintr-o copie.
• Fondatorii au ponderi mici, cu abaterea 0,125 × diversitatea fondatorilor. Prima generație se comportă aproape ca instinctul, iar diferențele apar treptat.

Avantaje directe ale inteligenței

• Evaluarea adversarului. Înainte să provoace un intrus sau să atace un rival la o femelă, păianjenul estimează raportul de forță cu o eroare de × e^{N(0; 0,5 × (1 − cogniție))}. Dacă adversarul pare de peste 1,15 ori mai puternic (1,25 la rivali), renunță. Unul deștept evită luptele pierdute, unul slab la minte le evaluează greșit.
• Îndemânarea la vânătoare: până la +8 puncte la prinderea insectelor, după numărul de prăzi prinse și gena de învățare (capitolul 6).
• Memoria durează mai mult la cogniție mare, iar întoarcerea la locul cu hrană și ocolirea locului periculos sunt mai probabile (capitolul 14).

Modul "Instinct only"

Din condițiile de start se pot opri creierele. Atunci toate impulsurile rămân 1, nu se învață nimic, nu se formează amintiri, simțurile câștigate nu au efect, iar avantajele directe și costul creierului dispar. Genele de cogniție, învățare, neuronii și simțurile se moștenesc mai departe, nefolosite. Două rulări cu același seed, una în fiecare mod, arată ce aduce creierul (capitolul 25).

Diversitatea creierelor

Tab-ul Run afișează o măsură a diversității: pentru 40 de perechi alese la întâmplare, media diferenței absolute dintre ponderile exprimate, cu neuronii aliniați după identitate. Un neuron care există doar la unul din cei doi contează cu toate ponderile lui. O valoare care scade arată o populație care converge spre același creier, una stabilă sau în creștere arată că se păstrează strategii diferite.

12Impulsurile

Tabelul arată exact unde intră fiecare impuls, notat aici cu i. Limitele fixe nu pot fi depășite oricât de mare ar fi impulsul, ceea ce împiedică strategiile degenerate: un creier nu poate opri complet un comportament vital și nici nu-l poate împinge la nesfârșit.

Alte protecții împotriva strategiilor degenerate

• Instincte fixe, independente de creier: un păianjen înfometat vânează, fuga dintr-un atac are o probabilitate minimă, masculii caută mereu femele, mama nu-și vânează puii mici, abandonarea coconului are limite strânse.
• Strategiile se autolimitează: o pândă eșuată descurajează pânda, iar un smoc deja păzit de doi păianjeni e ocolit.
• Ce a învățat se stinge în timp, deci un singur noroc sau ghinion nu fixează un comportament pe viață.
• Zgomotul din decizii, mutațiile și moștenirea pe neuroni păstrează diversitatea.

13Învățarea

Creierul moștenit e același toată viața. Ce se schimbă cu experiența sunt 16 corecții învățate L_k, câte una pentru fiecare impuls. Corecția se adună la ieșirea rețelei înainte de tanh, deci are exact același efect ca o schimbare a pragului b_k: împinge impulsul spre mai mult sau mai puțin, în limitele date de cogniție.

Ce se învață din ce

Impulsul care a dus într-o luptă depinde de tipul ei: Territoriality la lupta teritorială, Mate seeking la rivali, Maternal care pentru mama care își apără coconul și Egg-sac raiding pentru cel care atacă un cocon, Cannibalism pentru prădător și Fear pentru victima lui. Luptele de la curte nu învață nimic.

Ce înseamnă o corecție pentru comportament

Valorile sunt pentru o rețea moștenită neutră (ieșire 0) și fără zgomot. La o rețea care împinge deja în aceeași direcție, efectul unei corecții e mai mic, pentru că tanh se aplatizează.

De ce nu se moștenește

Corecțiile nu trec la pui: fiecare pui pornește cu toate corecțiile 0. Ce poate evolua e gena de învățare (cât de repede se învață) și rețeaua moștenită (de unde pornește impulsul). Dacă un comportament învățat ajută mereu, selecția poate favoriza în timp rețelele care îl produc direct, fără învățare. În biologie, fenomenul se numește efectul Baldwin. Aici el e posibil, dar lent.

14Memoria

Un păianjen cu creier ține minte câteva lucruri despre propria viață: unde a mâncat ultima dată, unde a pățit ceva rău, cât a trecut de la ultima masă și câte pânde i-au ieșit prost. Memoria nu e o hartă. Pentru fiecare tip de amintire există un singur punct și o tărie între 0 și 1. Tăria crește la fiecare întâmplare și scade exponențial în timp, mai repede la un păianjen cu cogniție mică.

Capitolul descrie ce se scrie, cum se șterge și cine citește fiecare amintire. Toate formulele sunt cele din sim.js.

Cele patru feluri de memorie

Mai există două urme de scurtă durată care funcționează și fără creier: masculul respins evită femela care l-a refuzat o zi întreagă, iar centrul teritoriului se mută încet spre locurile unde stă păianjenul (secțiunea de la final).

Drumul unei amintiri

Scrierea: cât adaugă fiecare întâmplare

Memoria hranei se scrie cu fw ← min(1, fw + 0,35 × s), iar cea a pericolului cu dw ← min(1, dw + 0,4 × s), unde s e intensitatea întâmplării. Aceeași funcție notează și ziua ultimei mese.

O singură masă la un hoit nu ajunge pentru o amintire folosibilă de regulile de comportament. Două mese apropiate, sau o masă peste o amintire veche, ajung. La pericol, o luptă pierdută sau o pasăre scăpată ajung singure, o fugă izolată nu. Trei fugi în aceeași zi, din același loc, ajung.

Unde e locul ținut minte

Locul nu e ultimul punct, ci o medie care se mută spre fiecare punct nou. Dacă tăria era sub 0,05 (locul practic uitat), noul punct ia locul vechiului. Altfel, punctul memorat face 40% din drum spre locul mesei noi (50% la pericol):

Media are un efect practic: o masă întâmplătoare departe de zona obișnuită mută punctul doar parțial. Pericolul folosește 50%, deci un loc periculos nou contează mai repede decât unul de hrană nou.

Uitarea

O dată pe pas de simulare, ambele tării se înmulțesc cu același factor:

Uitarea e continuă: tăria nu scade în trepte la miezul nopții, ci puțin la fiecare pas. Cogniția schimbă rata de opt ori între capete: k = 1,6 pe zi la cogniția 0 și 0,2 pe zi la cogniția 1. Pragul de folosire e 0,25. Sub 0,05 locul e considerat uitat și următoarea întâmplare îl înlocuiește complet.

Amintirile reale sunt rareori pline. După o singură întâmplare, tăria e mult sub 1, iar timpul în care rămâne folosibilă e scurt:

Timpul în care o amintire nouă, pornită de la 0, rămâne peste pragul 0,25: ln(adaos / 0,25) / k.

Acumularea: de ce contează cât de des mănâncă

Un păianjen care prinde ceva în fiecare zi adaugă 0,35 o dată pe zi și pierde între două mese fracția 1 − e^−k. Tăria ajunge repede la un echilibru în dinți de fierăstrău: urcă la fiecare masă și coboară până la următoarea. Valoarea de dinaintea mesei se calculează direct:

Consecința: un păianjen mai puțin deștept are o memorie utilă doar când găsește hrană des, adică exact când n-are nevoie de ea. Un păianjen deștept își amintește un loc bun și după câteva zile slabe. Asta e partea din avantajul cogniției care se plătește prin costul energetic al creierului (capitolul 15).

Citirea 1: întoarcerea la locul de vânătoare

Regula se verifică de fiecare dată când un păianjen care hoinărește își alege o țintă nouă (a ajuns la cea veche sau a expirat timpul ei). Toate condițiile trebuie îndeplinite:

• creierele sunt pornite în setări;
• păianjenul e flămând (condiția sub pragul de vânătoare, mutat de impulsul Hunting, sau sub 0,62);
• tăria fw e peste 0,25;
• locul memorat e la mai mult de 4 lungimi de corp;
• zarul trece: P = cogniție × fw × 0,8 / √(impuls Exploration).

Dacă zarul trece, ținta devine un punct ales la întâmplare într-un pătrat de ±3 lungimi de corp în jurul locului memorat, iar păianjenul pornește cu pas de căutare (0,3). Dacă punctul cade pe o piatră, încercarea se abandonează și păianjenul hoinărește normal. Motivul afișat devine Hunting.

Citirea 2: ocolirea locului periculos

Tot la alegerea unei ținte noi, dacă tăria dw e peste 0,25 și păianjenul se află la mai puțin de 10 lungimi de corp de locul periculos, cu probabilitatea 0,3 + 0,7 × cogniție direcția nouă devine cea opusă locului, cu o abatere normală de 0,5 radiani (circa 29°). Altfel, păianjenul ia direcția obișnuită de hoinăreală.

Ocolirea se aplică înaintea regulii de teritoriu. Un păianjen de cel puțin 7 mm cu teritoriu, ajuns la peste 70% din rază față de centru, e tras înapoi spre centru chiar dacă pericolul e acolo. Teritoriul bate memoria.

Citirea 3: creierul și simțurile

Creierul primește la fiecare calcul x₁₅ = fw și x₁₆ = dw, fără prag. Cu ponderile potrivite, o rețea poate de exemplu să crească Fear sau Freezing când dw e mare, sau Rest când fw e mare (păianjenul știe unde e hrana, deci nu mai caută). Ce face concret depinde de ponderile moștenite.

Doi dintre simțurile care se pot câștiga prin mutație citesc tot memoria:

• Direcția locului de vânătoare: cos(unghiul dintre direcția de mers și direcția spre locul memorat) × min(1, 2 × fw), doar dacă fw > 0,05. Valoarea e 1 când merge drept spre loc, −1 când merge în direcția opusă, 0 lateral.
• Timpul de la ultima masă: min(1, (zi − ultima masă) / 3). Crește liniar și se saturează după 3 zile.

Fără simțul direcției, creierul știe doar cât de puternică e amintirea, nu încotro e. Cu el, poate de exemplu să mărească impulsul Hunting când merge spre loc și să-l scadă când se îndepărtează.

Memoria pândei

Un adult care pornește la vânătoare alege, cel mult o dată la jumătate de zi, între căutarea activă și pânda la marginea unui smoc de iarbă. Pânda e posibilă dacă terenul are smocuri, femela nu e gestantă și nu poartă cocon, iar pe smocul cel mai apropiat (în raza de 2 × raza simțurilor) nu stau deja doi păianjeni. Probabilitatea de a alege pânda:

O pândă se încheie fără masă după 0,8 zile (sau imediat ce femela devine gestantă). Dacă de la începutul pândei n-a mâncat nimic, numărătoarea crește cu 1 și corecția învățată Ambush scade cu 0,15 × 0,35 × învățare. Numărătoarea scade apoi cu 0,5 pe zi. O prindere din pândă o readuce la 0.

În biologie, regula corespunde unui timp de renunțare: animalul schimbă strategia când una nu mai aduce hrană. Aici ea are două niveluri: numărătoarea, care acționează imediat, și corecția învățată, care se adună încet și ține mai mult (timp de înjumătățire 17 zile).

Fără creiere, numărătoarea pândelor ratate crește la fel, dar nu scade cu timpul. Se resetează doar la o prindere din pândă. Un păianjen cu două-trei eșecuri timpurii ajunge astfel să pândească rar tot restul vieții.

Exersarea

Cu creierele pornite, fiecare insectă prinsă îmbunătățește ușor lovitura următoare:

Bonusul crește liniar până la 40 de insecte și apoi rămâne fix. Cu învățarea 0,4 (media fondatorilor) ajunge la +7,2 puncte procentuale, cu învățarea 1 la +12. Exersarea nu se uită și nu trece la pui. Pentru comparație, un picior din față tăiat scade șansa cu 10 puncte (capitolul 6).

Urme scurte, fără creier

• Femela care l-a respins. Un mascul respins nu mai curtează aceeași femelă o zi întreagă și își caută alta. Cu creier, corecția Mate seeking scade și ea puțin (−0,08).
• Centrul teritoriului. La fiecare decizie (circa 40 pe zi) centrul se mută cu 0,4% din distanța până la păianjen. Dacă stă mereu în același loc nou, centrul ajunge la jumătatea drumului în circa 4 zile. După o luptă teritorială, câștigătorul păstrează sau preia teritoriul, iar centrul învinsului se mută în locul spre care fuge.

Ce nu ține minte

• Nu recunoaște indivizi, cu excepția femelei care tocmai l-a respins. Rudele le recunoaște după mamă, nu din memorie (capitolul 10).
• Nu are o hartă: un al doilea loc bun nu e reținut separat, ci se amestecă în medie cu primul.
• Memoria nu se moștenește. Puiul pornește cu toate tăriile 0 și ultima masă în ziua nașterii.
• Fără creiere (setarea "Instinct only"), locurile de hrană și de pericol nu se formează deloc.

Memoria se salvează cu lumea și se reia exact la încărcare.

15Creierul care crește și simțurile

Rețeaua nu are o mărime fixă. Fiecare neuron e o genă separată, care poate fi copiată, inventată sau pierdută la reproducere. Fondatorii pornesc cu 8 neuroni și niciun simț câștigat. Mutațiile nu mai adaugă neuroni unui cromozom care are deja 24. Un păianjen poate purta totuși mai mulți neuroni distincți, când cei doi cromozomi ai lui diferă, fiecare purtat o singură dată lucrând la jumătate de forță. Simțurile câștigate sunt cel mult 11. Între ele decide selecția, pentru că fiecare neuron și fiecare simț costă energie.

Cum arată un cromozom al creierului

Fiecare păianjen are doi cromozomi ai creierului, unul de la mamă și unul de la tată. Un cromozom conține:

• 16 praguri ale impulsurilor (b_k), câte unul pe impuls;
• o listă de gene-neuron. O genă-neuron are 46 de numere: un identificator, 29 de ponderi de intrare și 16 ponderi de ieșire.

Ponderile se păstrează ca numere întregi între −127 și 127, iar valoarea folosită e întregul împărțit la 32. O pondere poate fi deci între −3,97 și +3,97, în pași de 0,031. Identificatorul se dă la nașterea neuronului și nu se mai schimbă: neuronii fondatorilor au 1–8, fiecare neuron nou primește următorul număr liber din lume. Datorită lui, două copii ale aceluiași neuron se recunosc chiar dacă între timp s-au adăugat sau pierdut alți neuroni.

Creierul exprimat

Din cei doi cromozomi se construiește rețeaua care decide efectiv. Pentru fiecare identificator:

• Ponderi de intrare: media celor două copii, dacă există ambele, altfel ponderile singurei copii, întregi.
• Ponderi de ieșire: suma copiilor împărțită la 2. Un neuron cu o singură copie are deci ieșirea pe jumătate.
• Pragurile impulsurilor: media celor doi cromozomi.
• Simțurile: un simț e prezent dacă e pe cel puțin unul dintre cromozomi (dominant).

Regula dozei are un rost: un neuron nou apare pe un singur cromozom, deci în primul purtător lucrează la jumătate. Dacă e util, se răspândește și în cele din urmă un descendent îl moștenește de la ambii părinți, cu forță întreagă. Dacă e dăunător, efectul lui e mic de la început.

Gametul: ce transmite un părinte

Fiecare părinte face un singur cromozom al creierului pentru pui, din cei doi pe care îi are, în cinci pași:

1. Recombinare pe neuroni. Neuronii celor doi cromozomi se aliniază după identificator. Un neuron prezent pe ambii trece sigur, cu copia luată la întâmplare de pe unul dintre ei. Un neuron prezent pe unul singur trece cu probabilitatea 50%. Dacă din întâmplare nu trece niciunul, se păstrează primul neuron al primului cromozom.
2. Pragurile. Fiecare dintre cele 16 praguri se ia la întâmplare de pe unul dintre cromozomi.
3. Mutații punctuale. Fiecare pondere și fiecare prag se schimbă independent cu probabilitatea "rata mutațiilor ÷ 2". Schimbarea e un întreg din N(0; 6), adică ±0,19 tipic; în 5% din cazuri din N(0; 24), adică ±0,75.
4. Un neuron în plus. Cu probabilitatea 2% × k, un neuron ales la întâmplare se dublează. Altfel, cu 0,4% × k, apare un neuron nou din nimic. Niciunul dacă gametul are deja 24.
5. Un neuron în minus. Independent, cu probabilitatea 1,2% × k, un neuron ales la întâmplare dispare, dacă gametul are mai mult de 2.

k e raportul dintre rata aleasă a mutațiilor și cea normală (0,03): ⅓ la Low, 1 la Normal, 2,67 la High.

Dublarea, în detaliu

Copia primește un identificator nou. Ponderile ei de intrare sunt cele ale originalului plus un zgomot N(0; 5) pe scara întreagă (±0,16). Ieșirile se împart: originalul păstrează jumătate din fiecare pondere de ieșire, copia primește cealaltă jumătate plus un zgomot N(0; 2) (±0,06).

Cum intrările sunt aproape aceleași, cei doi neuroni răspund aproape la fel, iar ieșirile lor se adună la cea veche. Creierul imediat după dublare se comportă practic ca înainte, deci dublarea nu strică nimic. Diferența apare în generațiile următoare: mutațiile pot specializa cele două copii pe situații diferite. Biologia cunoaște același mecanism la gene, sub numele de duplicare urmată de divergență.

Neuronul nou din nimic

Toate cele 45 de ponderi vin din N(0; 3), adică ±0,09. Neuronul e slab și aproape aleatoriu. Rareori ajută direct, dar dă mutațiilor ulterioare material nou.

Ratele, pe niveluri de mutație

Deriva mărimii, fără selecție

Mărimea medie a gametului e egală cu mărimea părintelui numărată după doză (neuronii dubli trec sigur, cei simpli în jumătate din cazuri). Mutațiile adaugă în medie 0,02k + 0,004k(1 − 0,02k) − 0,012k neuroni pe gamet. Mărimea unui pui e media celor doi gameți, deci aceeași derivă se aplică pe generație.

Simțurile

Fiecare cromozom poartă o mască de 11 biți, câte unul pe simț. Un părinte transmite masca unuia dintre cromozomii săi, ales la întâmplare, apoi fiecare bit poate muta: un bit 0 devine 1 cu 0,4% × k, un bit 1 devine 0 cu 0,2% × k. Simțul e dominant: e prezent dacă una dintre cele două măști are bitul 1.

Fără selecție, frecvența alelei urcă spre echilibrul p = câștig / (câștig + pierdere) = ⅔, iar purtătorii (cel puțin o alelă) spre 1 − (1 − ⅔)² = 89%. Apropierea e lentă: frecvența după t generații e p(t) = ⅔ × (1 − (1 − 0,006k)^t).

Ponderile de intrare ale simțurilor există de la început în fiecare neuron, inclusiv la fondatori. Cât timp simțul lipsește, intrarea e 0 și ponderile n-au niciun efect, dar mută liber prin mutații. Când un simț apare, el se leagă imediat de rețea prin ponderile acumulate până atunci, care sunt aleatorii. De aceea un simț nou poate să nu ajute la început: abia selecția pe ponderile lui îl face util.

Costurile

Cu creierele pornite, metabolismul de bază se înmulțește cu:

Fondatorul tipic (cogniție 0,5, învățare 0,4, 8 neuroni, fără simțuri) are multiplicatorul 1,022, aproape cât un păianjen fără creier (1). Ochii au costul lor separat (capitolul 9).

Ce poate și ce nu poate evolua

• Pot evolua: ponderile, pragurile, numărul de neuroni (cel puțin 2, cel mult 24 adăugați prin mutație pe un cromozom), simțurile, cogniția și învățarea.
• Nu pot evolua: lista intrărilor (cele 29 sunt fixe), lista impulsurilor (16), forma rețelei (un singur strat ascuns, fără bucle) și regulile de instinct pe care impulsurile le înmulțesc.
• Rețeaua n-are memorie proprie. Tot ce ține de trecut intră prin intrări: tăriile memoriei, corecțiile învățate, timpul de la ultima masă.

Diversitatea creierelor

Statistica "Brain diversity" compară 40 de perechi alese la întâmplare din populația vie. Pentru fiecare pereche, neuronii se aliniază după identificator și se face media diferențelor absolute dintre toate ponderile și pragurile. Un neuron care lipsește într-unul dintre creiere contează cu toate ponderile lui. Rezultatul e media pe perechi. În teste a stat între 0,088 și 0,102: populația păstrează variație, dar nu se împrăștie.

Lumi salvate de versiunile vechi

O lume salvată de versiunile 2.1–2.3 avea un bloc fix de 8 neuroni, 18 intrări și 11 impulsuri. La încărcare, fiecare neuron devine o genă-neuron cu identificatorul 1–8. Ponderile vechi se păstrează, intrările noi primesc ponderi slabe din N(0; 4), iar ieșirile spre impulsurile noi din N(0; 2). Lumile din 3.0 (24 de intrări, 11 impulsuri) se completează la fel. Simțurile pornesc de la zero.

16Reproducerea

Se împerechează doar adulții: un mascul care nu e în refracție și o femelă receptivă, adică negestantă, fără cocon, fără pui pe spate și fără perioadă de refacere. Femela devine receptivă la 2 zile după maturizare.

Căutarea

• Masculul caută femele într-o rază de 2,2 × raza simțurilor, înmulțită cu √(impuls Mate seeking) limitat la 0,6–1,6, și cel mult 420 mm. Femelele se găsesc după mirosul firelor de mătase, deci nu trebuie văzute.
• Merge spre cea mai apropiată, cu pas 0,35. Când ajunge aproape, o curtează 1,5–3 s cu palpii și picioarele din față ridicate. Femela stă pe loc.
• Doi masculi care curtează aceeași femelă, aflați la mai puțin de 1,4 × suma lungimilor lor, se luptă cu probabilitatea (agresivitate₁ + agresivitate₂) × 0,3 × √(impuls Mate seeking) la fiecare decizie. Cu creierele pornite, cel care își estimează adversarul de peste 1,25 ori mai puternic nu pornește lupta.

Decizia femelei

Femela judecă masculul după o calitate între 0 și 1, la care se adaugă gustul ei pentru masculii cu model contrastant:

Modelul (pattern) vine din contrastul desenului, dunga dorsală și picioarele inelate (capitolul 23). Același model care o atrage pe femelă îl face pe mascul mai ușor de văzut de o pasăre. Gena de preferință pornește de la 0,15, deci la început bonusul e de câteva sutimi. Dacă preferința crește, apare o selecție sexuală care împinge spre masculi mai vizibili, plătită cu mai multe atacuri de pasăre.

După decizie

• Canibalism înainte de împerechere. Înainte de decizie, o femelă cu condiția sub 0,8 atacă un mascul mai mic decât 0,95 din talia ei cu probabilitatea canibalism × 0,55 × (1,2 − condiție). Urmează o luptă la curtare.
• Respins, masculul nu mai încearcă la aceeași femelă o zi (capitolul 14).
• Împerecherea durează 0,25 zile. Masculul stă pe spatele femelei, orientat invers.
• Canibalism după împerechere. O femelă cu condiția sub 0,95 îl mănâncă pe mascul cu probabilitatea canibalism × 12%. Altfel masculul se îndepărtează 6 lungimi.
• Masculul intră în refracție 1,5 zile. Femela devine gestantă pentru 7–11 zile și păstrează genele masculului.

Numărul de ouă

• În două rulări de test de 1.100 de zile, un cocon a avut în medie 39–49 de ouă. 10% dintre coconi au avut sub 11–16 ouă, iar 10% peste 67–85.
• Rata de eclozare: 0,62 + 0,25 × min(1, condiția mamei la depunere), limitată la 60–93%, înmulțită la eclozare cu un factor aleator 0,9–1,05.
• Al doilea cocon. După plecarea puilor, o femelă care a păstrat sperma și are condiția peste 1,05 rămâne gestantă din nou, fără împerechere, cu 60% șanse. A doua gestație durează 8–12 zile. E posibilă o singură dată pe împerechere.
• Altfel femela are 2–4 zile de refacere, apoi redevine receptivă.

17Coconul și puii

Coconul e cea mai vulnerabilă etapă: în 14–18 zile de incubație îl pot mânca masculii care vor să devină tații următoarei ponte, canibalii flămânzi sau, dacă mama îl abandonează, orice păianjen mai mare de 6 mm.

Paza

• Raza de pază e de 3 × lungimea mamei. Mama stă în ea și se mișcă puțin în jurul coconului.
• Interceptează orice mascul adult care se apropie de cocon la 1,2 × raza de pază fără să o curteze, precum și pe cei care merg țintit spre cocon, de la 4 × raza de pază. Pe cel care a început deja să mănânce ouăle îl atacă direct.
• În lupta de apărare are forța × 1,45 și rezistă mai mult: pragul de fugă e mai mic cu 0,15.

Foamea mamei

Pragurile mutate: plecare la 0,78 − 0,1 × ln(impuls), abandon la 0,5 − 0,06 × ln(impuls). O mamă cu impulsul ×2 pleacă abia la 0,71 și abandonează la 0,46.

Infanticidul și coconii abandonați

• Un mascul adult cu condiția peste 0,5 pornește spre coconul altui mascul cu probabilitatea gena Egg-sac raiding × 8% × impuls la fiecare decizie, dacă îl simte în 1,6 × raza simțurilor. Coconii cu propria paternitate nu îi atacă. Un cocon adăpostit lângă o piatră sau în iarbă e reperat doar de la jumătate din distanță.
• Dacă mama e aproape, urmează lupta de apărare. Dacă e plecată, masculul mănâncă ouăle 0,4 zile și câștigă 60% din masa lor.
• Mama care și-a pierdut ouăle își pierde și sperma. După 1,5 zile e din nou receptivă, deci masculul care i-a mâncat ouăle poate deveni tatăl următoarei ponte. Așa se explică evolutiv infanticidul la păianjeni.
• Coconii fără mamă pot fi mâncați de păianjeni flămânzi (condiția sub 0,9) mai mari de 6 mm, cu probabilitatea canibalism × 8% × impuls Egg-sac raiding.

Eclozarea și dispersarea

• Puii ies pe parcursul a 0,8 zile. Dacă mama e lângă cocon, urcă pe spatele ei, altfel ies direct în arenă.
• După 6–8 zile coboară de pe mamă, toți în circa 0,3 zile.
• La coborâre, fiecare pui pleacă purtat de vânt cu probabilitatea "Spiderlings ballooning away" (implicit 55%), sau sigur dacă populația a atins maximul. Restul rămân ca juvenili.
• Puii care pleacă urcă pe un fir de mătase și zboară în direcția vântului până ies din arenă. Sunt numărați ca emigrați, nu ca morți.
• Dacă mama moare cu puii pe spate, aceștia se împrăștie imediat după aceeași regulă.
• O mamă nu își vânează puii în primele 6 zile de la coborârea lor.

18Teritoriul și luptele

• Au teritoriu păianjenii de cel puțin 7 mm. Centrul teritoriului se mută încet spre locul unde stă păianjenul (capitolul 14).
• Hoinăreala îl ține în teritoriu: dincolo de 70% din rază se întoarce spre centru.
• Un intrus de talie 0,65–1,5 × a rezidentului, aflat în teritoriu și văzut, e provocat cu probabilitatea agresivitate × 22% × factor foame × impuls Territoriality la fiecare decizie (juvenilii la jumătate). Cu creierele pornite, rezidentul nu provoacă un intrus pe care îl estimează de peste 1,15 ori mai puternic.
• Sunt tolerați adulții de sex opus, mama și puii proprii. Cu simțul rudelor câștigat, și alte rude, zilnic, cu probabilitatea toleranță × impuls × 2,5 (cel mult 97%).
• Nu provoacă cei care au pui pe spate, cei cu condiția sub 0,6 sau cu sănătatea sub 40%.

Amenințarea

Amândoi ridică picioarele din față 0,7–1,4 s. Apoi intrusul se retrage, sau urmează lupta:

Forța

Lupta

• Tipuri: teritorială, apărarea coconului, rivali la o femelă, atac de prădare, atacul femelei la curtare.
• Prima rundă după 0,2 s, apoi o rundă la fiecare 0,28 s, cel mult 3,6 s (13 runde). Fiecare lovește o dată pe rundă, cel care a atacat primul.
• Șansa de lovitură: 0,45 × √((mobilitate proprie + 0,05) / (mobilitate adversar + 0,05)), între 12% și 85%.
• Sănătatea pierdută la o lovitură: 0,16 × (raport de forță)^0,8 × aleator(0,5…1,3). Fiecare lovitură primită lasă și o amintire de pericol.
• La fiecare lovitură, șansa de a pierde un picior e 13% × min(2, √raport de forță).
• După fiecare rundă, fuge cel cu sănătatea sub 0,55 − 0,35 × curaj (cu 0,15 mai puțin pentru o mamă cu cocon). Mai poate fugi cel mult mai slab (raport sub 0,45, 35% pe rundă) și cel care poartă pui (40% pe rundă).
• Învinsul fuge circa 10 lungimi de corp. Cine ajunge la sănătatea 0 moare. Dacă după 3,6 s nu a fugit nimeni, lupta se încheie fără învingător.
• Învingătorul își mănâncă adversarul ucis dacă lupta a fost un atac de prădare sau la curtare, pornit de el. În celelalte cazuri îl mănâncă doar dacă e flămând (condiția sub 1), cu probabilitatea canibalism + 20%.

19Răni, picioare și vindecare

Un picior fără vârf contează 0,75 picioare funcționale, unul tăiat de la tibie în sus nu mai contează. Factorul de picioare din mobilitate are două părți: numărul de picioare funcționale și felul în care sunt împărțite pe cele două părți ale corpului.

După număr

Pentru picioare împărțite egal pe cele două părți, cu interpolare între valori:

• Picioarele lipsă scad și forța: 0,5 + 0,5 × picioare funcționale / 8. Un picior din față tăiat scade șansa de a prinde o insectă cu 10 puncte, unul fără vârf cu 4.
• Ciotul rămâne vizibil, cu capătul cicatrizat închis la culoare, și e ținut ridicat. Cu mai puține picioare, păianjenul ridică mai puține deodată în mers: picioare funcționale − 4, între 1 și 4.
• Adulții nu mai năpârlesc, deci pierderile sunt definitive.
• Juvenilii își regenerează picioarele la năpârlirea următoare. Piciorul nou e mai scurt (86%) și mai subțire, iar la fiecare năpârlire ulterioară redevine normal cu 50% șanse.

Echilibrul: pe ce parte lipsesc

Același număr de picioare pierdute costă mult mai mult când sunt pe aceeași parte. Mersul în tetrapod alternant are nevoie de sprijin pe ambele părți: fără picioare pe o parte, corpul se lasă pe acea parte și nu mai poate fi purtat. Observațiile de teren merg în aceeași direcție. Păianjenii-lup Pardosa cu câte un picior lipsă pe fiecare parte (unul din față, unul din spate) aleargă la fel de repede ca cei întregi, doar cu mersul schimbat. Opilionii cu două picioare pierdute pe aceeași parte sunt cu circa 43% mai lenți, merg mai aplecați și pe un drum mai șerpuit. Simularea nu reproduce adaptarea rapidă a opilionilor, care își recuperează viteza în câteva ore: la un adult, handicapul e permanent.

• Sprintul se reduce și el: multiplicatorul de sprint devine 1 + 5,5 × factor de echilibru în loc de 6,5. Un păianjen cu 4/2 sprintează cu 55% din viteza unuia întreg, unul cu 4/0 practic nu mai poate fugi.
• Drumul șerpuiește. Partea întreagă împinge mai tare, deci corpul deviază mereu spre partea slabă și trebuie corectat. Direcția dorită e rotită spre partea slabă cu (stânga − dreapta) / 4 × (0,35 + 0,45 × sin(2,3 × t + faza proprie)) radiani. La 4/0, abaterea ajunge până la 46°.
• Postura. Pe ecran, corpul coboară cu până la 55% la un handicap mare, iar pașii devin de până la două ori mai lenți.
• Toate efectele mobilității scad odată cu viteza: prinderea prăzii, loviturile în luptă, fuga. În inspector, rândul Legs spune pe ce parte șchiopătează păianjenul.

Vindecarea

20Prădare și canibalism

Păianjenii au doi prădători: păsările (capitolul 9) și alți păianjeni. Canibalismul e o sursă reală de hrană: în teste a produs 9–10% din morți.

Când vânează alt păianjen

• Doar un păianjen flămând, cu condiția sub 0,95, la fiecare decizie de vânătoare, cu probabilitatea canibalism × (1,05 − condiție) × 0,6 × impuls Cannibalism.
• Victima are cel mult 0,62 × talia lui, nu se împerechează și trebuie văzută. Un pui nemișcat, potrivit la culoare cu solul sau ascuns în iarbă, poate scăpa neobservat.
• O mamă nu își vânează puii în primele 6 zile de la coborâre. O rudă poate fi tolerată (capitolul 10).

Atacul

• Dacă victima are sub jumătate din talia atacatorului, e prinsă dintr-o mișcare cu șansa 0,35 + 0,4 × mobilitate atacator − 0,3 × mobilitate victimă, cu +40 puncte dacă năpârlește, între 10% și 92%. Ratată, victima fuge 8 lungimi.
• Altfel urmează o luptă de prădare (capitolul 18). Victima se poate apăra și, uneori, câștigă.
• Atacatorul mănâncă cât îi trebuie, iar restul rămâne hoit pentru alții.

Frica de cei mari

• Un păianjen atins de unul de peste 1,43 ori mai mare se sperie și fuge 7 lungimi de corp cu probabilitatea (1 − curaj) × 50%.
• Un păianjen care vede că un canibal îl urmărește, sau vede unul flămând de peste 1,9 ori mai mare, fuge 9 lungimi după regula fricii din capitolul 8 și ține minte locul prădătorului (+0,1 la memoria pericolului). Un pui sub 6 mm fuge în cel mai apropiat smoc de iarbă, dacă e la cel mult 14 lungimi.

21Moartea și hoiturile

Hoitul

• La moarte, corpul rămâne pe teren cu 85% din masă, cu picioarele strânse sub corp.
• Primele 4 zile e hrană, cât timp mai are peste 8% din masa inițială. Păianjenii flămânzi de cel puțin 20% din talia hoitului îl mănâncă pe rând, fiecare cât îi trebuie până la condiția maximă, cel puțin 5% din propria masă.
• Câștigul de masă: 70% × prospețime, cu prospețimea 1 − vârsta hoitului / 5 zile, limitată la 0,35–1.
• Abdomenul se golește vizibil pe măsură ce e mâncat.

22Genetica

Fiecare păianjen e diploid: are două copii ale fiecărei gene, una de la mamă și una de la tată. Genomul are patru părți, care se moștenesc după reguli diferite:

Meioza: ce primește un pui

• Fiecare pui primește la întâmplare una din cele două alele ale mamei și una din cele două ale tatălui, independent pentru fiecare genă. Sexul se trage la întâmplare, 50/50.
• Tatăl e masculul cu care s-a împerecheat mama. Femela păstrează genele lui pentru ambii coconi ai aceleiași împerecheri, deci frații dintr-un cocon sunt frați buni.
• Valoarea exprimată a unei gene cantitative e media alelelor. Talia adultă reală depinde însă și de hrană (capitolul 4): gena dă doar ținta.
• Fiecare pui primește linia mamei, deci liniile urmăresc descendența pe linie maternă de la fiecare fondatoare.
• Generația unui pui e cea mai mare dintre generațiile părinților, plus 1. Numărul de generații afișat e deci cel al liniei celei mai rapide.

Mutațiile

La Normal, un pui are în medie 1,6 mutații în genele cantitative (26 de gene × 2 alele × 3%), circa 11 mutații în ponderile creierului (două gameți cu câte 376 de numere) și o mutație de culoare la circa 40 de pui. Majoritatea mutațiilor cantitative sunt mici: 0,7 abateri ale genei înseamnă ±1 mm la talie, ±0,1 la cogniție.

Diversitatea fondatorilor

Alelele fondatorilor se trag din distribuția normală a fiecărei gene, cu abaterea înmulțită cu 0,5 (Low), 1 (Normal) sau 1,6 (High). Aceeași scară se aplică ponderilor creierului fondatorilor, N(0; 4 × scară) pe scara întreagă. Alelele de culoare se trag cu frecvențele din capitolul 23. Fondatorii pornesc cu neuronii 1–8 pe ambii cromozomi și fără simțuri.

Genele cantitative

• Fiecare mutație de culoare nouă și fiecare morf apărut prima oară se notează în jurnal, ca și primul purtător al fiecărui simț și fiecare record de mărime a creierului.
• O lume salvată înainte de apariția unor gene noi le primește la încărcare cu valori de fondator.

23Culori și morfuri

Culoarea de bază e un maro de păianjen-lup (nuanța 29°), modificat de genele Hue, Tone și Pattern contrast. Melanicul are prioritate față de Pale. Purtătorii de alele recesive arată normal, dar în inspector apar ca "carrier". Cu frecvența 12%, circa 23% dintre fondatori poartă cel puțin o alelă Pale, dar doar 1,4% au două.

De ce contează luminozitatea

Vizibilitatea unui păianjen nemișcat depinde mai ales de diferența de luminozitate dintre corp și sol, înmulțită cu 2,4 (capitolul 9). Pentru fiecare sol există o luminozitate a corpului la care diferența e zero. Graficul arată această componentă pentru patru soluri:

Selecția pe culoare apare din trei direcții: păsările iau mai ușor păianjenii vizibili, canibalii găsesc mai ușor puii vizibili, iar insectele fug mai devreme de un vânător vizibil. Pe un sol mozaicat, culoarea bună diferă de la o zonă la alta. Un păianjen care se plimbă pe toate solurile e selectat pentru o medie ponderată cu timpul petrecut pe fiecare, iar media favorizează corpurile mai deschise decât fondatorii. Doar alegerea locului (impulsul Matching ground și simțul vizibilității) ar putea menține morfuri diferite pe soluri diferite.

Desenul

Modelul are două efecte opuse. Pe un sol cu textură puternică (frunze, pietriș, iarbă), un desen contrastant rupe conturul și scade nepotrivirea cu până la 45%. Pe un sol neted (nisip, sol gol), îl face mai vizibil, cu până la 35%. La curtare, femelele cu preferință mare aleg masculii cu model puternic (capitolul 16), deci desenul poate fi favorizat la masculi și defavorizat de păsări în același timp.

24Evoluția: mecanismele

Nicio regulă din simulare nu spune "cei rapizi câștigă" sau "culoarea deschisă e bună". Simularea aplică regulile de viață, iar frecvențele alelelor se schimbă din patru motive: selecție, derivă, mutație și plecarea puilor. Capitolul explică fiecare mecanism, cu ordinele de mărime pentru o populație ca a arenei.

Ce se moștenește și ce nu

Se moștenesc doar genele. Corecțiile învățate, memoria, exersarea, rănile și condiția nu trec la pui. Evoluția schimbă deci instinctul, ochii, culoarea, corpul și creierul cu care se naște un pui, nu ce a învățat părintele.

Selecția naturală

Succesul unui genotip se măsoară în puii lui care ajung să se reproducă. Pe drum sunt trei filtre: supraviețuirea până la maturitate (aici moare marea majoritate), succesul la împerechere și numărul de ouă. O genă e selectată dacă își ajută purtătorii la oricare dintre ele mai mult decât costă la celelalte.

Cât de repede lucrează selecția

Fie o alelă care dă purtătorului un avantaj relativ s pe generație. În modelul cel mai simplu, frecvența ei p crește după:

Un exemplu din teste. Alela Pale a crescut în toate trei rulările de test. Din proporția purtătorilor se poate estima frecvența alelei (presupunând împerecheri la întâmplare): de la circa 11% la fondatori la 48% în rularea A, 61% în B și 93% în C (fără creiere), în 8 generații. Asta înseamnă o creștere a logitului de 0,25, 0,32 și 0,58 pe generație, adică un avantaj s de circa 0,28, 0,37 și 0,78 în modelul de mai sus (capitolul 25 arată traiectoriile). Estimarea e aproximativă: generațiile se suprapun, iar numărul de generații afișat e al liniei celei mai rapide. Ordinul de mărime e însă clar: o selecție atât de puternică se vede în câteva generații.

De ce mai puternică fără creiere? O explicație plauzibilă, neverificată separat: fără creier, un păianjen nu poate compensa vizibilitatea prin comportament (înghețare mai lungă, alegerea solului, frica învățată), deci culoarea rămâne singura apărare.

Deriva genetică

Chiar fără selecție, frecvențele se schimbă la întâmplare: cine are noroc lasă mai mulți pui. Abaterea așteptată a frecvenței unei alele neutre crește cu timpul și e cu atât mai mare cu cât populația efectivă N_e e mai mică:

Populația efectivă. N_e e mai mic decât numărul de păianjeni vii, din trei motive: majoritatea mor ca pui, deci doar o parte se reproduc; unii părinți lasă mult mai mulți pui decât alții; populația fluctuează (100–320), iar N_e pe termen lung e apropiat de media armonică, dominată de perioadele mici. N-am măsurat N_e în simulare. Un ordin de mărime: în teste s-au țesut circa 340–380 de coconi în 1.100 de zile, adică 40–50 pe generație, de la și mai puține femele. N_e e probabil de ordinul zecilor. Rularea pornește în plus de la doar 14 fondatori, deci primele generații trec printr-un efect de fondator puternic.

Consecința practică: o trăsătură cu efect mic asupra supraviețuirii (s mult sub 1/N_e, adică sub câteva procente) e dominată de derivă. Diferențele mici între rulări, la astfel de trăsături, nu înseamnă selecție.

Mutația

Mutația aduce variație nouă: fără ea, selecția ar consuma variația fondatorilor și s-ar opri. Pe lângă asta, unele mutații au o direcție:

• Simțurile: câștigul (0,4%) e de două ori mai probabil decât pierderea (0,2%). Fără selecție, fiecare simț ar ajunge la 89% purtători, dar abia după sute de generații (capitolul 15).
• Neuronii: dublarea (2%) și apariția (0,4%) sunt mai probabile decât pierderea (1,2%), deci mărimea creierului ar crește încet, +0,012 neuroni pe generație la Normal.
• Culorile: alelele mutante apar de 3,3 ori mai des decât dispar.

Aceste presiuni sunt mici. O alelă care costă s pe generație și apare prin mutație cu rata u rămâne la un echilibru de circa u / s (pentru o alelă dominantă). Un simț inutil (u = 0,4%) cu un cost de 2% pe generație rămâne la circa 20% purtători, unul cu cost de 10% la circa 4%. Fiecare simț costă 0,4% din metabolismul de bază, iar costul real în supraviețuire nu e cunoscut exact. Pentru aceeași rată, un simț util se răspândește mult mai repede decât prin mutație.

Plecarea puilor

Puii care pleacă cu vântul sunt aleși la întâmplare, deci plecarea nu e selecție. Ea micșorează însă numărul de pui care rămân și concurează, deci schimbă intensitatea selecției: cu procentul la 0, concurența și canibalismul între pui sunt mult mai dure. Nu există imigrare: nicio genă nu intră din afară.

Selecția sexuală

Două gene ale femelei decid alegerea: selectivitatea (cât contează calitatea masculului) și preferința pentru model. Calitatea depinde de talie, condiție, picioare și sănătate, deci selectivitatea favorizează masculii mari și sănătoși. Preferința pentru model e mai interesantă: masculii cu model puternic sunt acceptați mai des, dar se văd mai bine. Dacă preferința crește, fiii femelelor cu preferință moștenesc modelul și sunt aleși mai des, iar fiicele moștenesc preferința. Mecanismul se numește selecție fisheriană și poate duce la masculi tot mai vizibili, până când costul la păsări îl oprește. Cu preferința de pornire 0,15, efectul e slab.

Rudenie și cooperare

Alarma și vânătoarea în grup ajută pe alții. O astfel de genă se poate răspândi doar dacă beneficiul ajunge la purtători ai aceleiași gene. Regula lui Hamilton spune că un act altruist e favorizat când

În arenă, rudele se împrăștie: 55% dintre pui pleacă cu vântul, iar restul se îndepărtează de mamă. Un păianjen care tobează alarma are rar rude în jur, deci beneficiul ajunge mai ales la străini, iar costul (mișcarea care îl face vizibil) îl plătește singur. Teoria prezice deci o scădere a genei de alarmă. Testele n-o confirmă încă: în rularea A gena a scăzut de la 0,056 la 0,007, în B a rămas aproape neschimbată, iar în C, fără creiere, a crescut la 0,081 (capitolul 25). În 8 generații, deriva e cel puțin la fel de mare ca efectul selecției. Vânătoarea în grup are o altă problemă: cei care vin doar la masă câștigă fără risc. Toleranța față de rude cere în plus simțul rudelor, câștigat prin mutație.

Învățare și evoluție

Învățarea nu se moștenește, dar schimbă selecția. Un păianjen care învață repede supraviețuiește chiar cu un instinct prost reglat, deci selecția pe instinct e mai slabă. Pe termen lung, dacă un comportament învățat ajută mereu, rețelele care îl produc din naștere pot câștiga, pentru că economisesc timpul de învățare (efectul Baldwin, capitolul 13).

Cum vezi evoluția în aplicație

• Tab-ul Run arată media fiecărei trăsături față de fondatori și frecvențele morfurilor.
• Graficele arată populația, trăsăturile și camuflajul în timp.
• Jurnalul notează primul purtător al fiecărei mutații de culoare, al fiecărui simț și fiecare record de mărime a creierului.
• O generație durează circa 135–140 de zile simulate, deci o schimbare vizibilă cere de obicei zeci de generații. Excepție fac trăsăturile cu selecție foarte puternică, ca alela Pale.

25Ce arată rulările de test

Capitolul arată ce s-a întâmplat efectiv în trei rulări de 1.100 de zile, fără interfață, cu versiunea 3.1.1 și parametrii impliciți. Rulările sunt puține și scurte (8 generații), deci arată tendințe, nu legi. Regula de citire: o schimbare care merge în aceeași direcție în toate trei rulările, mai repede decât poate explica deriva, e probabil selecție. Restul poate fi noroc.

Parametri: 14 fondatori, 120 de prăzi la start și 70 pe zi, arena M, populația maximă 320, 55% dintre pui pleacă, mutații Normal, păsări Normal, gândaci și semnale pornite. Valorile sunt eșantionate la fiecare 20 de zile.

Populația

Culoarea: selecție clară

Trei rulări, aceeași direcție, o creștere de la 11% la 48–93% a frecvenței alelei în 8 generații: e selecție, nu derivă (estimarea avantajului e în capitolul 24). Selecția e cea mai puternică fără creiere (o explicație posibilă e în capitolul 24).

Talia

Mintea: aici domină deriva

Mărimea creierului a crescut cu 0,09–0,16 neuroni, cât prezice singură înclinația mutațiilor (+0,012 pe generație, capitolul 15). Nimic nu indică deocamdată că selecția preferă creierele mai mari sau mai mici.

Genele sociale: neconcludent

Gena de vânătoare în grup a scăzut puțin în toate trei rulările (0,079–0,091 → 0,053–0,084), iar toleranța față de rude a rămas în jur de 0,05–0,10. Gândacii au fost prinși în grup de 79–88 de ori și singur de 46–62 de ori, iar alți 117–165 au scăpat.

Păsările

Creier sau doar instinct: A față de C

A și C au același teren și aceiași fondatori. Diferă doar creierele.

Cu creiere, adulții petrec mai puțin timp în conflicte, iar evaluarea adversarului oprește dinainte o parte din luptele pierdute. Canibalismul e însă mai frecvent. O explicație posibilă, netestată: corecția Cannibalism crește la cei care reușesc (capitolul 13). Populația medie e aceeași, pentru că e limitată de pradă și de păsări.

Toate cifrele

"Morți sub 60 de zile" se referă la vârsta de la coborârea de pe mamă. Pentru 8 generații, aceste cifre sunt tendințe. O rulare mai lungă pe server, cu sute de generații, poate arăta altceva.

26Ce schimbă o rulare deschisă

O rulare deschisă ("Evolution: Open" la start) păstrează lumea, prăzile, păsările și instinctele, dar scoate din lista fixă trei lucruri: culoarea și modelul corpului, planul corpului și o parte din comportament. Ce era un interval fix devine un cost. O rulare realistă nu atinge nimic din aceste reguli și se joacă exact ca înainte, bit cu bit.

• Pornirea: Run → Start conditions → Evolution → Open, apoi "Start new run". Pe server, aceeași opțiune apare în fereastra Admin, la repornirea arenei. O lume salvată își păstrează modul.
• Fondatorii arată ca păianjenii realiști: maro închis, cu dungi deschise pe cefalotorace și abdomen și cu inele pe picioare. Diferențele dintre ei vin din variația inițială (Founder diversity).
• Costul de calcul pe păianjen e aproape același: 7,7 µs pe păianjen și pas față de 7,3 µs în rularea realistă, măsurat pe aceeași mașină cu versiunea 3.4. Creierul lucrează de trei ori mai des, dar rămâne o parte mică din calcul. Viața socială din 3.5 adaugă 12–14% (capitolul 31).
• Ritmul: o generație durează 100–150 de zile, adică 17–25 de minute la 1×. Schimbările de culoare și de corp se văd după sute sau mii de zile, iar un comportament nou are nevoie de multe generații de selecție.

27Culoarea și modelul

Pigmenții

Fiecare parte a corpului (cefalotorace, abdomen, picioare) are trei gene de pigment, fiecare cu două alele aditive. Reflectanța pe canalele roșu, verde, albastru se calculează din ele:

Melanina (mel) întunecă tot, puțin mai mult spre albastru. Feomelanina (phe) absoarbe mai ales verdele și albastrul, deci înroșește. Guanina (gua) e un strat alb care deschide culoarea. Fondatorii au mel 1,06, phe 0,30 și gua 0,03 pe corp (#4f3b27, maro închis), iar pe picioare mel 1,32.

Culoarea structurală (gena Structural colour, cu nuanța ei, Hue of the structural colour) e o reflexie de film subțire: o singură nuanță, la orice unghi de pe cerc. E singura cale spre albastru, verde sau violet, pe care pigmenții nu le pot da. Pe ecran apare și ca o strălucire care vine și pleacă după cum e întors corpul. Fondatorii pornesc aproape de 0. Exemple pe corpul unui fondator (nuanță, intensitate):

Gene doar la masculi. Patru gene (Extra dark, red, white pigment și Extra structural colour in males) se adună la pigmenții masculilor și nu se văd la femele, deși femelele le poartă și le transmit. Așa poate apărea dimorfismul sexual: masculi colorați altfel decât femelele.

Straturile de model

Semnele corpului cresc dintr-un automat activator-inhibitor (modelul discret al lui D. A. Young pentru modelele Turing). Pe o grilă de 24 × 16 celule (abdomen și cefalotorace) sau de 16 celule (picioare) se pun întâi semne la întâmplare, cu densitatea d și dintr-o sămânță moștenită. Apoi, de 7 ori, fiecare celulă adună celulele marcate din jur: +1 pentru cele mai apropiate de raza a, −i pentru cele dintre a și a · r. Celula rămâne marcată dacă suma e pozitivă. Anizotropia (an) alungește vecinătatea pe o direcție, iar gradientul (g) favorizează semnele în față sau în spate. Grila e simetrică stânga-dreapta, ca la un păianjen.

Exemplele sunt calculate cu funcția din simulare, pe abdomen (fața la dreapta). f e partea din abdomen acoperită de semne.

• Un strat are 13 gene: zona, a, r, i, an, unghiul, d, g, sămânța și culoarea semnelor, dată ca pigmenți adăugați la pigmenții zonei (mel, phe, gua, culoare structurală).
• Straturile se moștenesc ca neuronii: aliniate după identitate, câte unul din cele două copii. Un strat moștenit de la un singur părinte lucrează la jumătate: semnele lui sunt pe jumătate transparente.
• Fiecare parametru mută cu probabilitatea ratei de mutație. La 15% din aceste mutații sămânța se schimbă și semnele pornesc din alt aranjament. La 4%, stratul trece pe altă parte a corpului.
• Un strat se dublează cu 1% × k pe gamet și se pierde cu 0,6% × k. Unul nou, slab, apare din nimic cu 0,3% × k. Cel mult 8 pe cromozom.
• Fondatorii au trei straturi: dungi deschise pe abdomen, o dungă deschisă pe cefalotorace și inele pe picioare. Firele de păr au culoarea semnului de sub ele, deci modelul se vede și la zoom mare.

Ce văd păsările și femelele

Din culorile corpului se calculează patru trăsături: luminozitatea L a culorii medii a spatelui (abdomenul 58%, cefalotoracele 42%), roșul a = R − V, galbenul b = (R + V)/2 − A și contrastul semnelor P. Contrastul crește cu diferența de luminozitate dintre semne și fond, cu acoperirea (maxim la jumătate) și cu finețea semnelor.

• Camuflajul (capitolul 9) folosește L, nuanța și P ca la păianjenii realiști. Se adaugă saturația: o culoare vie iese în evidență pe solul mat cu 1,2 × diferența de saturație, iar nuanța unui corp aproape gri nu mai contează.
• Imaginea de căutare. La fiecare păianjen prins, pasărea își mută imaginea cu 25% spre trăsăturile prăzii. Scorul cu care alege ținta se înmulțește cu 1 + 0,9 × asemănarea cu imaginea. Forma comună e vânată cel mai tare, iar o formă rară scapă mai ușor: selecție dependentă de frecvență, care păstrează diversitatea.
• Toxicitatea (gena Toxicity) costă 0,15 × tox din metabolism. O pasăre care prinde un păianjen toxic ține minte forma lui cu greutatea 0,8 × tox²/(tox² + 0,05) și îl scapă cu probabilitatea tox²/(tox² + 0,15). O urmă de otravă (fondatorii au 0,02) nu face aproape nimic: la 0,1 pasărea scapă 6% dintre păianjeni, la 0,3 cam 38%, la 1 cam 87%. Păianjenul scăpat pierde 0,35 din sănătate, dar trăiește. Scorul formelor ținute minte scade cu 1 − greutatea × asemănarea. Amintirea se stinge în circa o lună, cu cel mult 6 forme ținute minte. Așa pot apărea culorile de avertizare și, la păianjenii netoxici care seamănă cu cei toxici, mimetismul.
• Gustul femelelor. Patru gene descriu masculul preferat (L, a, b, P), iar gena Preference for showy males dă tăria gustului. La curtare, calitatea masculului crește cu tăria × (asemănarea − 0,45) × 1,2. Masculii poartă și ei genele gustului și le transmit fiicelor, așa că gustul și culoarea preferată se pot întări una pe alta din generație în generație (selecția fugitivă descrisă de Fisher), frânate doar de păsări.
• Asemănarea dintre două forme e e^{−Σ((Δ/s)²)}, cu s = (0,08; 0,06; 0,06; 0,25) pentru păsări și (0,1; 0,08; 0,08; 0,3) pentru femele.

28Corpul modular și limitele

Perechile de picioare

Picioarele sunt module, ca neuronii: fiecare pereche are o identitate, o poziție pe corp, o lungime și o grosime, moștenite pe doi cromozomi. Se exprimă perechile prezente pe cel puțin un cromozom, în ordinea poziției, cel mult 6 (12 picioare). Cele în plus rămân în genom fără să se vadă și se pot transmite. Un pui cu mai puțin de 2 perechi nu se dezvoltă și e numărat ca malformat.

• O pereche se dublează cu 0,15% × k pe gamet (copia stă lângă original) și se pierde cu 0,12% × k. Lungimea și grosimea mută cu jumătate din rata obișnuită.
• Alergarea: mobilitatea se înmulțește cu (lungimea medie a jumătății din spate / 1,46)^0,4 × (perechi / 4)^0,12.
• Atingerea: distanța de la care sare pe pradă se înmulțește cu √(lungimea primei perechi / 1,38).
• Prinderea: grosimea medie × (lungimea primei perechi / 1,38)^0,3 intră în forța din lupte și în reușita la prindere.
• Greutatea: masa structurală crește cu 6% × (masa picioarelor / 5,57 − 1), unde masa picioarelor e Σ lungime × grosime².
• Pierderea unui picior se calculează pe aceeași curbă ca la 8 picioare, după partea de picioare rămase.

Chelicerele, ochii din spate, mătasea

• Chelicerele (gena Chelicerae): forța în lupte se înmulțește cu √(prindere × chelicere), reușita la prinderea unei insecte crește cu 0,12 × (chelicere − 1), masa cu 3% × (chelicere³ − 1). Se văd sub marginea din față a cefalotoracelui.
• Ochii orientați înapoi (Rear-facing eyes): ce e în spatele păianjenului (peste 100° de direcția capului) se vede cu factorul 0,25 + 1,2 × gena. Fondatorii au 0,3, deci văd în spate cu 61% din cât văd în față. Gena ajută și la observarea păsărilor (+0,4 × gena). Ochii laterali din spate se desenează mai mari sau mai mici după ea.
• Glandele de mătase (Silk glands) dau cantitatea de mătase pe care o poate toarce ieșirea "Spin silk" a creierului (capitolul 29).
• Talia: peste 14 mm, mobilitatea se înmulțește cu (14 / talie)^0,35. Forța crește cu pătratul taliei, greutatea cu cubul, deci un păianjen uriaș devine lent.

Prețul în energie

Metabolismul bazal se înmulțește cu 1 + Σ costuri, fiecare măsurat față de un fondator mediu (deci un fondator plătește 1), cu minimul 0,6:

Creierul și ochii plătesc ca în rularea realistă (capitolul 15).

Limitele care rămân

Genele clasice nu mai au intervalele realiste. Rămân limite naturale (o probabilitate stă între 0 și 1, un pigment nu poate fi negativ, cogniția nu trece de 1 pentru că memoria s-ar amplifica în loc să se stingă) și limite largi de siguranță, care țin numerele în zona în care fizica simulării lucrează corect. Bug-ul de calcul din versiunea 3.3 a arătat ce se întâmplă când un număr scapă.

Gena ratei de mutație (Mutation rate, pe scară logaritmică) înmulțește cu e^gena (între 0,05 și 20) toate mutațiile din gameții acelui părinte: gene clasice, gene deschise, creier, simțuri, straturi și picioare. De obicei selecția o împinge în jos, pentru că majoritatea mutațiilor strică. Când mediul se schimbă, o rată mai mare poate fi un avantaj.

29Comportament nescris în cod

Instinctele rămân lista din capitolul 8. Peste ele, creierul deschis are ieșiri care nu au nicio sarcină prestabilită. Un comportament nou e o folosire a acestor ieșiri care s-a dovedit utilă și s-a răspândit. Nicio regulă din cod nu spune "urmează-ți ruda" sau "semnalul A înseamnă pradă".

Ce află creierul în plus

Ce poate face în plus

Ieșirile libere au zgomotul creierului pe jumătate. Creierul deschis se recalculează la 0,25–0,4 s, ca ieșirile să poată conduce mersul.

Mătasea pe sol

• Arena e împărțită în celule de 12 mm. Fiecare ține cantitatea de mătase (0–1) și pe cel care a tors-o ultimul. Mătasea se degradează cu constanta de timp de 2,5 zile.
• O insectă care aterizează pe mătase se încurcă cu probabilitatea 0,7 × cantitatea, pentru 3–7 s × (0,5 + cantitatea). Nu poate fugi, se zbate, iar reușita prinderii ei crește cu 0,3. Păianjenul care a tors mătasea o simte ca vibrație, și insecta încurcată e simțită chiar dacă nu se vede.
• Un păianjen care calcă pe mătasea altuia o face să vibreze: cel care a tors-o simte, dacă e la cel mult 25 de lungimi de corp.
• Un păianjen nemișcat pe mătasea lui (peste 0,3) e mai greu de văzut de sus: scorul păsării scade cu 0,45 × cantitatea. E un adăpost căptușit cu mătase.
• Din aceste reguli pot apărea capcane, fire de alarmă în jurul locului de pândă sau adăposturi. Niciuna nu e scrisă ca atare: depinde dacă și unde ajunge creierul să toarcă.

Cum se recunoaște un comportament nou

Pentru fiecare păianjen se ține o medie mobilă (cam o zi) a 11 măsuri simple (15 din versiunea 3.5, capitolul 31): viteza și timpul de pauză ale unui păianjen hrănit care se plimbă fără țintă, cât merge spre alți păianjeni, cât merge în aceeași direcție cu vecinul, cât se apropie de păianjenii mai mari, cât bate fiecare tobă, cât toarce, cât cotește, cât se depărtează de casă și cât merge spre tobele auzite. Viteza, pauzele și cotiturile se măsoară doar într-o singură situație, ca foamea și aglomerația să nu treacă drept comportament nou.

• Referința e generația fondatorilor, adulți, din ziua 25. O măsură care încă n-are destui păianjeni o capătă mai târziu.
• Zilnic, pentru adulți: dacă cel puțin 20% (și cel puțin 6, din cel puțin 15 măsurați) se abat cu peste 2 abateri standard în aceeași direcție trei zile la rând, jurnalul anunță "New behaviour spreading". Comportamentul dispare din listă după cinci zile la rând sub 10%. Două abateri purtate de aceiași păianjeni (peste 12%) se anunță împreună.
• Sensul semnalelor. La fiecare tobă se notează situația: pradă în vedere, un păianjen mai mare aproape, o pasăre deasupra, un partener posibil, rude, niciun păianjen în vedere, foame, pe mătasea proprie, mătasea vibrând. Aceleași situații se eșantionează la întâmplare la toți păianjenii. Când o situație e de cel puțin 2 ori mai frecventă la tobă decât la întâmplare (pe ultima săptămână, cu cel puțin 15 bătăi), jurnalul spune că semnalul "e bătut mai ales când" e acea situație și ce fac cei care îl aud.

Unde se vede

• Run: "Open evolution: looks and body" (mediile culorii, modelului, corpului și costurilor față de fondatori), "Behaviours that evolved", "Drum signals A and B", "Social life" (capitolul 31), "What the birds have learned". În locul morfurilor fixe, lista "Colour morphs" numără cuvintele care descriu păianjenii vii (dark, red, iridescent, toxic, 10 legs etc.).
• Spider: secțiunea "Looks and body" (culorile fiecărei părți, straturile de model desenate, perechile de picioare, chelicerele, ochii, mătasea, toxicitatea, costul corpului, gustul în materie de masculi), în "Behaviour" ieșirile libere și abaterea de la fondatori, în "Brain" intrările și ieșirile noi cu albastru, în "Genes" genele deschise pe grupuri.
• Log, filtrul Social și Mutation: primele semnale, comportamentele care se răspândesc, sensul semnalelor, primul păianjen cu alt număr de picioare, primul iridescent, primul toxic, prima pasăre care scapă un păianjen toxic.
• Find a spider, grupul "Open evolution": Most legs, Fewest legs, Darkest, Palest, Most iridescent, Most pattern layers, Most toxic, Biggest fangs, Spun most silk, Drums signal A, Drums signal B.

30Viața socială: recunoaștere, prieteni și dușmani

Din versiunea 3.5, într-o rulare deschisă fiecare păianjen își poate aminti de alți păianjeni ca indivizi: pe cine a bătut, cine l-a bătut, cu cine a vânat, cine l-a atacat și a cui tobă a însemnat ceva. Codul nu spune ce să facă cu aceste amintiri. Creierul primește patru intrări despre păianjenul la care e atent și are trei ieșiri noi, iar restul îl hotărăște evoluția. O rulare realistă nu are nimic din acest capitol.

Mirosul fiecăruia

• Trei gene (Scent signature 1, 2, 3), cu câte două alele aditive, dau semnătura de miros a fiecărui păianjen: trei numere, media celor două alele. Fondatorii au alelele în jurul lui 0, cu abaterea 0,5 × Founder diversity. Se moștenesc și mută ca orice genă deschisă, deci rudele miros asemănător.
• Mirosul altuia e perceput cu o eroare pe fiecare axă, cu abaterea σ = 0,12 / (0,15 + acuitate). Gena Recognition acuity pornește de la 1 la fondatori (σ = 0,10). Pentru aceeași pereche de păianjeni, eroarea rămâne aceeași timp de 3 s, ca recunoașterea să nu pâlpâie.
• O amintire se potrivește cu un miros perceput dacă distanța dintre ele e sub 2 × √3 × σ (0,36 la fondatori). Dintre amintirile care se potrivesc o alege pe cea mai apropiată, cu siguranța 1 − distanța / prag.

Cât de des se potrivește o amintire, calculat cu funcțiile simulării pe 4.000 de perechi pentru fiecare caz:

Fiecare procent e pentru o singură amintire și o singură întâlnire. Un păianjen care ține minte mai mulți frați îi încurcă des între ei. O acuitate mai mare îi deosebește mai bine, dar costă energie.

Memoria indivizilor

• Gena Memory of individuals, rotunjită, dă numărul de locuri: între 0 și 16. Fondatorii au 3. Cu 0 locuri, păianjenul nu ține minte pe nimeni.
• O amintire ține mirosul perceput, păianjenul despre care a fost făcută, rangul (de la −1, "m-a bătut", la +1, "l-am bătut"), prieten sau dușman (de la −1 la +1), încrederea în tobele lui (de la −1 la +1), tăria amintirii și ziua ultimei întâlniri.
• Un eveniment între doi păianjeni (tabelul de mai jos) se scrie în amintirea care se potrivește. Dacă niciuna nu se potrivește, ia un loc nou, iar când locurile sunt pline îl înlocuiește pe cel cu amintirea cea mai slabă. Tăria crește cu 0,15 + 0,5 × mărimea schimbării.
• Un străin la mai puțin de 0,6 din raza vizuală, la care e atent, primește un loc doar dacă există unul liber, cu tăria 0,12.
• La fiecare decizie în care e atent la un păianjen pe care îl recunoaște, tăria crește cu 0,01. Dacă nu i-a făcut rău (prieten sau dușman peste −0,2), devine încet prieten: +0,002 pe decizie, până la +0,5. O prietenie mai puternică cere ceva făcut împreună. E echivalentul efectului "dear enemy" de la animalele teritoriale: vecinii cunoscuți sunt tolerați.
• Zilnic, tăria se înmulțește cu 0,9, iar rangul, prieten sau dușman și încrederea cu 0,97. O amintire sub 0,04 e uitată. Un păianjen neîntâlnit timp de o săptămână e uitat de obicei.
• O amintire rămâne despre păianjenul despre care a fost făcută. Dacă alt păianjen se potrivește cu ea, e luat drept el, iar ce s-a notat se aplică greșit. Inspectorul scrie atunci "lately took X for it". Dacă păianjenul din amintire a murit, un frate care miroase la fel îi poate moșteni prietenia sau dușmănia.

Tobele care au însemnat ceva

• Când aude o tobă (alarma, chemarea la gândac sau semnalele A și B), păianjenul o leagă de cel care a bătut-o, recunoscut ca orice alt păianjen. Ține minte o singură tobă o dată.
• Dacă în 6 s mănâncă sau observă o pasăre, toba a însemnat ceva: încrederea în cel care a bătut-o crește cu 0,3. Dacă nu se întâmplă nimic, scade cu 0,15. Așa poate apărea ignorarea celor care bat toba degeaba.

Atenția și ce află creierul

• Intrările "spider:" (capitolul 29) descriu păianjenul la care e atent. Implicit e cel mai apropiat păianjen văzut. Pentru fiecare păianjen văzut (cel mult 12) se calculează 1 − d/rază + 1,5 × (ff × max(0; a) + fe × max(0; −a)), unde a = prieten sau dușman × siguranța recunoașterii, iar ff și fe sunt ieșirile "Attend to friends" și "Attend to enemies" de la calculul anterior. Câștigă scorul cel mai mare.
• Patru intrări noi spun ce își amintește despre el: spider: known = siguranța × (0,4 + 0,6 × tăria), spider: rank = rangul × siguranța, spider: friend = prieten sau dușman × siguranța, spider: trusted = încrederea × siguranța. Pentru un păianjen nerecunoscut toate sunt 0.
• Provocarea teritorială și canibalismul îl verifică întâi pe păianjenul la care e atent. Dacă el se potrivește, devine ținta, chiar dacă altul e mai aproape. Așa, atenția la dușmani poate duce la răzbunare, iar impulsurile calculate pentru un păianjen care l-a bătut pot duce la cedare.

Ajutorul într-o luptă și coalițiile

• Când un prieten (prieten × siguranță ≥ 0,25) se luptă în raza vizuală, iar adversarul nu e și el prieten, păianjenul decide o singură dată pentru acea luptă. Trebuie să aibă locuri de memorie, să nu fugă, să nu poarte pui sau sac și să aibă cel puțin 0,4 din talia adversarului.
• Probabilitatea vine din ieșirea "Help a friend in a fight" (o): 0,5 × ((1 + o) / 2)³. Asta înseamnă 1% la −0,5, 6% la 0, 21% la +0,5 și 50% la +1. Fondatorii pornesc cu deplasarea −0,5, deci ajută rar. Evoluția poate face ajutorul obișnuit sau îl poate elimina.
• Ajutorul aleargă spre luptă (activitatea "Running to help a friend", cel mult 4 s) și intră la sosire, de partea prietenului. Dacă lupta s-a terminat între timp, renunță.
• Într-o luptă cu ajutoare, la fiecare rundă cei doi din centru lovesc fiecare fie adversarul, fie un ajutor al lui (șansa n / (n + 1) pentru cei n ajutori), iar fiecare ajutor îl lovește pe cel împotriva căruia a venit. Forța unei părți e forța celui din centru plus 0,8 × forța fiecărui ajutor. Partea cedează după regulile din capitolul 18, cu forțele părților în loc de forțele individuale.
• Un ajutor cu sănătatea sub 0,4 − 0,25 × Boldness renunță și fuge. A pierdut în fața celui cu care s-a luptat și notează asta. Un ajutor ucis iese din luptă, iar lupta continuă.
• La final, fiecare notează despre fiecare: învinsul despre ajutoarele câștigătorului (rang −0,4, dușman −0,3), ajutoarele despre învins (+0,3, −0,2), cel ajutat despre ajutoare (prieten +0,5), ajutoarele despre cel ajutat (+0,2). Ajutoarele părții învinse fug și ele.
• O luptă câștigată de o parte cu ajutoare e o victorie a unei coaliții. Dacă cel învins era, când a intrat primul ajutor, mai puternic decât fiecare membru al coaliției (cu peste 5%), victoria e numărată separat. Jurnalul anunță prima coaliție, prima victorie a unei coaliții, prima victorie împotriva unuia mai puternic și primul caz în care unul dintre învingători fusese bătut înainte de cel învins. E cel mai apropiat lucru de o revoltă pe care îl permite simularea.

31Învățarea de la alții și tradițiile

Ce învață un păianjen în viața lui (capitolele 13 și 14: impulsurile întărite sau slăbite de experiență, locul cu hrană, locul periculos) dispărea până acum odată cu el. Într-o rulare deschisă se poate transmite: prin observarea altora, prin copierea majorității și de la mamă la pui. Cât de mult copiază e o genă, deci și asta evoluează.

Copierea celor care reușesc

• Când un păianjen prinde o pradă, doboară un gândac în grup, scapă de lovitura unei păsări sau câștigă o luptă teritorială, între rivali sau pentru sac, cel mult 6 păianjeni aflați la cel mult 220 mm, care îl văd (testul de vedere din capitolul 9, în raza lor), pot copia de la el.
• Cât copiază: a = Learning from others × (1 dacă pare rudă, altfel 1 − Learns only from relatives). Pare rudă dacă e mama lui sau dacă mirosul perceput e la mai puțin de 0,5 de mirosul propriu.
• Fiecare dintre cele 16 ajustări învățate se apropie de a modelului: L += a × 0,5 × (L_model − L).
• La o pradă, locul ei intră în memoria locului cu hrană, cu greutatea 0,35 × a, fără să conteze ca masă. La o pasăre evitată, locul intră în memoria pericolului cu tăria a.
• Ia și reputațiile: cele mai puternice două prietenii sau dușmănii ale modelului (cel puțin 0,3) se adaugă la amintirea potrivită cu 0,5 × a din valoare. Dacă nu are o astfel de amintire și are un loc liber, își face una nouă, cu tăria 0,1, marcată "knows of it from".

Copierea majorității și moștenirea de la mamă

• La fiecare decizie, cu probabilitatea 0,15 × Copies the majority, dacă vede cel puțin 3 păianjeni, își apropie ajustările de media lor (cel mult 6): L += Learning from others × Copies the majority × 0,5 × (media − L).
• Un pui care pleacă de pe spatele mamei pornește cu min(1; 2 × Learning from others) × 0,5 din ajustările ei și o ține minte ca prieten. Puii dintr-un sac nepăzit nu primesc nimic.
• Ponderea învățată de la alții (inspectorul, "Learned from others") crește cu a × 0,5 × (1 − ponderea) la fiecare copiere și scade când păianjenul învață singur, proporțional cu cât schimbă acea învățare.

Costul

Viața socială intră în costul corpului (capitolul 28), față de un fondator mediu: 0,012 × locuri + 0,03 × acuitate + 0,04 × Learning from others + 0,02 × Copies the majority. Fiecare loc de memorie în plus scumpește metabolismul cu 1,2%. Fondatorii au Learning from others 0,05, Learns only from relatives 0,3 și Copies the majority 0,05.

Tradițiile

• Zilnic, pentru fiecare linie maternă cu cel puțin 6 adulți (și cel puțin 20 de adulți în arenă): dacă media ponderii învățate de la alții în linie e cel puțin 0,3, iar pentru un impuls media ajustării diferă de media populației cu cel puțin 0,3 și cel puțin 60% din adulții liniei se abat cu peste 0,15 în aceeași direcție, e o tradiție posibilă.
• Jurnalul o anunță după trei zile la rând, de exemplu "A tradition in the maternal line of F-0012: 9 of its 12 adults hunt more readily, a habit learned and passed on by watching one another rather than inherited". O tradiție dispare după cinci zile la rând fără ea.

Măsurile noi de comportament

Detectorul din capitolul 29 are acum 15 măsuri. Cele patru noi se iau doar față de păianjenii recunoscuți și au nevoie de mai puține eșantioane:

Într-o lume salvată de versiunea 3.4, aceste patru măsuri primesc referința de la populația din momentul încărcării, nu de la fondatori.

Unde se vede

• Run, blocul "Social life": mediile genelor sociale, câți păianjeni ține minte fiecare, câți prieteni și câți dușmani, ponderea învățată de la alții, ce s-a întâmplat în ultima zi (ajutoare, victorii ale coalițiilor, lecții prin observare, confuzii de identitate), totalurile și tradițiile active.
• Spider, secțiunea "Social life": păianjenii pe care îi ține minte, cu bara prieten sau dușman, tăria amintirii, ultima întâlnire și notele (l-a bătut, a pierdut în fața lui, toba lui a însemnat ceva, de la cine știe de el, pe cine a luat drept el), apoi genele sociale, cât a învățat de la alții, de la cine a învățat ultima dată și la cine e atent acum. În "Behaviour", noile ieșiri ale creierului. În "Brain", intrările și ieșirile noi, tot cu albastru.
• Find a spider, grupul "Social life": Knows most spiders, Most friends, Most enemies, Helped in most fights, Helping a friend now, Learned most from others, Behaviour most learned from others, Largest memory of individuals, Sharpest nose for individuals.
• Log, filtrul Living together: primul păianjen care învață privind, prima coaliție, primele victorii ale coalițiilor, tradițiile care apar și dispar. Filtrul Mutations: primul păianjen cu 8 locuri de memorie, primul care învață ușor de la alții, primul cu acuitate 2.

Ce s-a văzut în teste

Rulări fără interfață, arena L, cu 400 de păianjeni cel mult. Sunt câteva rulări, deci arată ce se poate întâmpla, nu o regulă.

• De la fondatori, fără nimic forțat (450 de zile, 4 generații, Founder diversity High, rata de mutație 0,08): Learning from others a urcat de la 0,055 la 0,072, locurile de memorie au scăzut de la 2,7 la 2,5 (memoria costă și aduce încă puțin), acuitatea a rămas în jur de 1. Fiecare păianjen ținea minte 2,4 păianjeni, dintre care 0,4–1,1 prieteni și 0,1 dușmani. Ponderea învățată de la alții a ajuns la 0,44, cu aproximativ 220 de lecții prin observare pe zi. Niciun ajutor într-o luptă și nicio tradiție: într-o populație tânără luptele sunt rare, iar fondatorii ajută cam o dată din o sută de ocazii.
• Lumea deschisă de pe Mac (salvată de 3.4.0 în ziua 67.489, 400 de păianjeni), încărcată de 3.5 și rulată 60 de zile cu valorile de fondator ale genelor noi: 7,5 lupte pe zi, 4 ajutoare, 3 victorii ale unei coaliții, niciuna împotriva unuia mai puternic. Câte 2,5 prieteni pe păianjen, mai ales vecini cunoscuți, ponderea învățată de la alții 0,47, aproximativ 600 de lecții pe zi. Cam 1,7 confuzii de identitate pe păianjen și zi, mai ales între frați.
• Cu viața socială forțată (Learning from others 0,6, Copies the majority 0,3, 8 locuri, ajutor cu probabilitatea 47%), 300 de zile de la fondatori: 17 ajutoare, 12 victorii ale coalițiilor, 2 împotriva unuia mai puternic, ponderea învățată de la alții 0,89. Nicio tradiție: copierea majorității îi face pe toți să semene, iar liniile nu se mai deosebesc. Pe lumea de pe Mac, cu toți gata să ajute, în 25 de zile: 79 de ajutoare, 54 de victorii ale coalițiilor, 8 împotriva unuia mai puternic, până la 4 ajutoare într-o luptă.
• Detectorul de tradiții, încercat pe un caz construit: o linie de 30 de adulți care vânează mai mult, învățat de la alții, e anunțată după 3 zile și scoasă din listă la 5 zile după ce adulții ei uită.
• O rulare realistă dă exact aceleași poziții ca în 3.4.0 după 30, 60 și 150 de zile. Lumile salvate de versiunile 2.x–3.4 se încarcă și merg mai departe, iar o luptă cu ajutoare salvată la jumătate se reia cu ajutoarele la locul lor.

Costul de calcul

Pe aceleași lumi deschise cu 400 de păianjeni, salvate de 3.4.0 și încărcate de ambele versiuni, un pas durează cu 12–14% mai mult în 3.5.0: 6,2 ms față de 5,5 ms pe lumea de pe Mac și 5,5 ms față de 4,9 ms pe o lume de test (media a trei măsurători). Recunoașterea și învățarea de la alții iau împreună 3–4% din calcul, creierul cu intrările și ieșirile noi încă 1–2%. Restul nu are o cauză unică măsurată: după încărcare, aceeași lume nu mai evoluează identic în cele două versiuni. Dacă memoria indivizilor ajunge să conteze, evoluția poate mări creierul, iar creierul costă proporțional cu numărul de neuroni.

32Fizica dintre păianjeni

• Fiecare corp e un cerc centrat ușor în spatele cefalotoracelui, la 0,29 din lungime. Două corpuri nu se pot apropia sub 0,44 × suma lungimilor.
• La suprapunere sunt împinși după masă (lungime³). Cel care mănâncă, năpârlește sau se luptă e de 6 ori mai greu de mișcat.
• Păianjenii ocolesc din timp pe cine au în față, pe o distanță de 1,8 × lungimea proprie + 0,7 × lungimea celuilalt.
• Excepții: perechea care se împerechează și cei doi care se luptă. Picioarele se pot intercala.
• Pietrele sunt solide pentru toți. Cine ajunge pe ele e împins în afară, iar viteza spre piatră se anulează.

33Parametrii de start

34Interfața

Auto view

• Dacă un minut nu se mișcă mouse-ul și nu se apasă nimic, camera alege singură un păianjen și se apropie lin de el, cu un cerc punctat discret în jurul lui. Jos, la mijloc, scrie pe cine urmărește și ce face.
• Alegerea preferă adulții, păianjenii mari și pe cei ocupați cu ceva de privit (vânătoare, luptă, curtare, împerechere, paza coconului), de preferat aproape de imaginea de atunci, cu o parte de hazard.
• Pe un drum lung camera se depărtează puțin și apoi se apropie din nou. Dacă păianjenul urmărit moare, imaginea rămâne pe loc circa 2 secunde, apoi alunecă spre altul. După 2,5 minute pe același păianjen trece la altul, dar numai când cel urmărit nu e în mijlocul unei acțiuni.
• La orice mișcare de mouse, atingere, tastă sau scroll, camera revine lin, în circa o secundă, la imaginea de dinainte. Dacă tragi de arenă sau dai zoom în timpul revenirii, preiei controlul pe loc.
• Nu pornește cât urmărești tu un păianjen ("Follow" sau "Through its eyes"), cât e deschisă o fereastră (Admin, alegerea arenei), cât scrii într-un câmp, cât e pauză în rularea locală sau dacă sistemul cere animații reduse.

Meniul Find a spider

Butonul din colțul stânga sus al arenei deschide o listă de criterii. La alegerea unuia, păianjenul de pe primul loc e selectat, imaginea se apropie de el și camera îl urmărește. Sub buton apare o bară cu criteriul, numele, valoarea și locul în clasament ("1 of 214"). Săgețile din bară trec la următorul sau la precedentul, iar × închide bara. Clasamentul se recalculează la fiecare apăsare, deci urmărește populația de acum. În arena live se calculează pe server.

"Random adult" alege un adult la întâmplare, tot cu apropiere și urmărire. Dacă niciun păianjen nu se potrivește criteriului în acel moment, de exemplu nimeni nu stă la pândă, apare un mesaj și selecția rămâne neschimbată.

Secțiunile tab-ului Spider

Fiecare secțiune se deschide sau se închide din titlul ei. Închisă, arată pe același rând un rezumat, de exemplu "balance −4.1 mg a day" la Energy sau "led by ambush" la Behaviour. Ce deschizi sau închizi rămâne așa pentru orice păianjen selectat și, dacă browserul permite stocarea, și la următoarea vizită. O secțiune închisă nu se recalculează.

Prin ochii lui (secțiunea Senses)

Harta din secțiunea Senses arată ce percepe acum păianjenul selectat, cu aceleași reguli pe care le folosește când decide (capitolele 6, 8 și 9). Nu e o ilustrație: un obiect apare ca perceput doar dacă păianjenul ar putea reacționa la el în acel moment.

• În centru e păianjenul, cu o linie scurtă în direcția în care e întors. Cercul punctat e raza vizuală, iar nordul e sus, ca în arenă. Solul e desenat în celulele de 6 mm după care păianjenii și păsările judecă camuflajul, pietrele cu gri, smocurile de iarbă cu verde punctat.
• Fiecare păianjen și fiecare insectă din rază primesc un inel după canalul prin care sunt percepute: mișcare, contrast (un obiect nemișcat, văzut după culoare), atingere sau vibrații, mirosul firului de mătase al unui partener. Ce nu e perceput apare estompat, cu un cerc alb punctat. Butonul "Show what it misses" ascunde sau arată aceste obiecte.
• Un alt păianjen e perceput prin atingere când distanța e sub 0,9 × suma lungimilor. Altfel trebuie să treacă testul de vedere din capitolul 9. Dacă îl vede, canalul e mișcarea când vedere mișcare × mișcarea lui × 1,3 ≥ vedere contrast × vizibilitatea lui × 1,6, altfel contrastul.
• Insectele urmează regulile vânătorii: una din iarbă se pierde dincolo de 0,45 × raza vizuală, una care se mișcă se vede în toată raza, una nemișcată doar până la raza vizuală × (0,6 + 0,6 × vedere contrast). O insectă văzută care nu e hrană pentru el (prea mare, prea mică sau în zbor) are inelul subțire și palid.
• Rudele recunoscute cu simțul pentru rude sunt marcate "kin". O linie albă punctată duce la ținta curentă.
• Un mascul adult simte firul unei femele receptive de mai departe decât vede, până la min(420 mm; 2,2 × raza vizuală × √impulsul Mate seeking), cu radicalul limitat la 0,6–1,6. O femelă aflată dincolo de rază apare ca o săgeată pe margine, cu distanța.
• Sub hartă, un rând rezumă ce observă: câți păianjeni și câte insecte din rază, câte îi scapă și câte dintre ele sunt ascunse în iarbă, câți parteneri receptivi miroase, câte rude recunoaște, dacă a văzut pasărea care trece. Urmează vizibilitatea lui pe solul de acum, mișcarea, șansa unei lovituri dacă o pasăre ar ataca în acel moment (formula din capitolul 9) și șansa dacă ar rămâne nemișcat. Sub 3 mm, păsările nu îl iau în seamă.

Butonul "Through its eyes", din secțiunea Controls sau din bara arenei, aplică aceleași reguli pe arena mare. Imaginea se apropie astfel încât raza vizuală să ocupe cam 85% din latura mică a ecranului, camera îl urmărește, iar tot ce e în afara razei se întunecă. Ce nu percepe e acoperit cu culoarea solului de sub el: cu "Show what it misses" acoperirea e parțială și marcată cu un cerc punctat, fără, obiectul aproape dispare. Mai apar pasărea ("bird: seen" sau "bird: not seen"), vibrațiile auzite și urma de miros spre o femelă de dincolo de rază. Modul se oprește când păianjenul moare sau e deselectat. Pe ecrane mici, legenda devine o bandă de două rânduri, ca să rămână arena vizibilă.

În două rulări de test de 120 de zile, un păianjen observa în medie 78–82% dintre păianjenii aflați în raza lui și 63–66% dintre insecte. Dintre insectele ratate, cam jumătate erau ascunse în iarbă, restul stăteau nemișcate prea departe pentru vederea de contrast.

Secțiunea Behaviour

• Primul rând arată cogniția, învățarea și intervalul în care se pot mișca impulsurile păianjenului.
• "Last choice" arată impulsul care a condus ultima decizie și valoarea lui față de instinct.
• Fiecare impuls are o bară: în stânga centrului e mai slab decât instinctul, în dreapta mai puternic. Cifra mică din dreapta e ce a adăugat experiența, cu verde când a crescut și roșu când a scăzut.
• Rândul de memorie spune unde e locul cu hrană ținut minte, unde e locul periculos și dacă e descurajat de pânde fără rezultat (capitolul 14).

De ce face asta

Sub barele impulsurilor, "Why it acts as it does" ia cele trei impulsuri cele mai depărtate de instinct, plus impulsul ultimei decizii, și arată pentru fiecare multiplicatorul și până la patru motive, cu semn. Impulsurile aflate la mai puțin de 5% de instinct sunt lăsate deoparte, iar dacă toate sunt așa, secțiunea o spune.

Motivele vin din descompunerea calculului din capitolul 11. Neuronul ascuns h are suma s_h = Σ_i w_hi × x_i și activarea tanh(s_h). Activarea se împarte între intrări proporțional cu termenii w_hi × x_i, deci partea intrării i în impulsul k este:

• Suma părților c_ik e exact ieșirea rețelei, deci nicio parte nu e inventată. "constant" e partea pragurilor neuronilor (intrarea 0).
• Lângă intrări apar trei termeni: "inborn tendency" e pragul b_k al impulsului, "experience" e corecția învățată L_k (capitolul 13), iar "chance" e restul până la valoarea reală a impulsului, adică zgomotul ultimei decizii. La cogniție mică, zgomotul poate muta un impuls mai mult decât genele sau experiența.
• Se afișează doar părțile de cel puțin 0,03. Un + împinge impulsul în sus, un − în jos. Pentru că suma trece apoi prin tanh și prin câștigul G, părțile nu se adună direct în multiplicator, dar ordinea și semnul lor arată ce a contat.
• Calculul folosește intrările din momentul afișării, iar decizia a fost luată cu cel mult o secundă înainte. Diferența mică dintre ele intră tot la "chance".

Alegerile recente

"Recent choices" listează ultimele 8 decizii, cu cea mai nouă sus, cât timp a trecut de la fiecare în ore simulate și impulsul care a condus-o. O intrare nouă apare când se schimbă activitatea sau, la plimbare și odihnă, impulsul din spatele ei: pânda la iarbă, întoarcerea la locul cu hrană, mutarea pe un sol mai potrivit, înghețarea sub pasăre, alarma, ocolirea pericolului. Atacurile repetate asupra aceleiași prăzi se numără în intrarea de pândire ("Stalked a cricket, 3 lunges"). Se păstrează ultimele 12 intrări. Jurnalul nu se salvează, deci după o repornire a serverului începe gol. Cu creierele oprite, intrările apar fără impuls.

Secțiunea Brain

• Primul rând arată câți neuroni are păianjenul, câți au apărut prin mutație după fondatori, câți sunt pe un singur cromozom și ce simțuri a câștigat.
• Schema are în stânga intrările folosite, în mijloc neuronii și în dreapta cele 16 impulsuri. Neuronii fondatorilor sunt gri, cei apăruți ulterior portocalii, iar cei purtați pe un singur cromozom sunt goi pe dinăuntru. Simțurile câștigate sunt scrise cu portocaliu.
• Liniile verzi întăresc, cele roșii slăbesc. Se desenează cele mai puternice 40 de legături dinspre intrări spre neuroni și cele mai puternice 20 dinspre neuroni spre impulsuri, alese separat. Cele două părți au scări diferite: greutățile de intrare tind să crească mult prin mutații, iar un neuron purtat pe un singur cromozom are ieșirile la jumătate. Grosimea fiecărei linii e relativă la cea mai puternică legătură din partea ei. Intrările unui neuron purtat o singură dată contează la jumătate în clasament.
• În tab-ul Run, rândurile "Brain neurons" și "Gained senses" arată media populației în timp, față de fondatori.
• Într-o rulare deschisă, intrările și ieșirile adăugate (capitolul 29) sunt scrise cu albastru, iar diagrama desenează 50 de legături dinspre intrări și 28 spre ieșiri.

Secțiunea Energy

Bilanțul păianjenului în aproximativ ultima zi simulată, în miligrame din masa corpului. Fiecare valoare e o medie mobilă cu fereastra de circa o zi, deci o masă recentă se vede încă o zi.

• "Food" e masa câștigată efectiv din prăzi, hoituri și ouă, după limita de îngrășare.
• "Spent" are cinci părți: corpul (metabolismul de bază, cu gena de metabolism și costul ochilor), creierul (partea din metabolism peste 0,9 a factorului de creier, adică cogniția, învățarea, neuronii în plus și simțurile câștigate, capitolul 15), mersul, sprintul și ouăle, cu mătasea coconului.
• Sub bare sunt bilanțul net, cât schimbă ochii metabolismul față de un păianjen cu gene medii și o prognoză: dacă nu mai găsește nimic, în câte zile începe să piardă sănătate (când condiția coboară sub 0,7) și în câte zile moare, cu regulile din capitolul 5 și cu ritmul de cheltuială de acum, fără ouă.

În aceleași rulări de test, la adulți corpul lua circa 80% din cheltuială, creierul 10%, mersul 8% și sprintul 1–2%. La pui, mersul ajungea la 23%, pentru că se deplasează mult față de masa lor.

Secțiunea Life

Sub părinți și statistici e axa vieții păianjenului, cu vârsta în zile. Pe banda de sus sunt evenimentele: năpârlirile, maturizarea, împerecherile, coconii, puii ieșiți, picioarele pierdute, păsările de care a scăpat, păianjenii uciși, ouăle mâncate dintr-un cocon străin și gândacii doborâți, singur sau în grup. Când două semne se suprapun, al doilea trece pe un rând separat. Peste fiecare semn apar ziua, vârsta și detaliul, de exemplu "Moulted to 9.4 mm" sau "Escaped a bird by keeping still". Legenda arată doar tipurile care apar.

Sub bandă sunt două grafice cu scări proprii: condiția (0–2,4, cu linia de foame 0,7) și sănătatea (0–1). Ultimul punct e valoarea de acum.

• Condiția și sănătatea se notează la fiecare jumătate de zi. Când se adună 64 de valori, fiecare pereche vecină e înlocuită cu media ei și intervalul se dublează. Un păianjen de 100 de zile are câte un punct la 2 zile, unul de 300 de zile la 8 zile.
• Se păstrează cel mult 60 de evenimente. La depășire se șterge cel mai vechi, dar maturizarea rămâne.
• Istoricul se salvează cu lumea și ocupă în medie circa 370 de octeți pe păianjen.
• Fondatorii au istoric din momentul în care coboară în arenă. Păianjenii dintr-o lume salvată de o versiune mai veche îl primesc de la prima încărcare cu versiunea 3.2, iar sub grafic scrie din ce zi începe. Ce s-a întâmplat înainte nu poate fi reconstituit.

Graficele Camouflage și Birds and cooperation

• Camouflage: pentru fiecare tip de sol, linia plină e luminozitatea medie a păianjenilor care stau pe el, iar linia punctată e luminozitatea solului. Când culorile se potrivesc tot mai bine, liniile pline se apropie de cele punctate. Un tip de sol apare doar când stau pe el cel puțin 3 păianjeni.
• Birds and cooperation: pe zi, ca medie pe 10 zile, câți păianjeni au luat păsările, câte lovituri au fost ratate, câte alarme s-au dat și câte vânători în grup au reușit.
• Jurnalul are filtrele "Birds" și "Living together". Primul păianjen care dă o alarmă și prima vânătoare în grup sunt notate separat.

Secțiunea Adult behaviour

Arată cum își împart adulții timpul în ultima zi: vânătoare (pândit, atac, masă, hoituri), pândă, odihnă, explorare, conflict (amenințări, lupte, fugă, raiduri), curtare și grijă (paza coconului, puii pe spate). Linia punctată e media primelor zile, iar cifra din dreapta e schimbarea în puncte procentuale. Puii sunt lăsați deoparte, pentru că ei vânează și se ascund aproape tot timpul și ar masca schimbările adulților.

35Arena live de pe server

• Pe Synology, serverul rulează arena continuu, implicit la 1×. Toți cei care deschid pagina văd aceeași populație.
• La deschidere poți alege: Watch the live arena, Start a new local run sau Copy the live arena locally. Copia locală continuă din starea serverului fără să o modifice.
• Admin (utilizator și parolă): viteza între 0,25× și 8×, pauză, ce se întâmplă la extincție (repornire manuală sau automată după 0–100 de zile simulate), câte zile se păstrează istoricul (1–30), păsările și gândacii cu semnale (se schimbă pe loc, fără repornire), repornirea arenei cu condițiile din tab-ul Run, inclusiv "Spider brains" și "Evolution".
• Lumea se salvează la fiecare 2 minute și la oprirea containerului, iar după o repornire continuă de unde a rămas. O lume salvată de o versiune mai veche primește la încărcare ce îi lipsește: iarbă, pietre, mozaicul solului, genele noi cu valori de fondator, intrările și impulsurile noi ale creierului, istoricul vieții (începând de la încărcare).
• Istoric: păianjenii morți și jurnalul se păstrează pe disc cât e setat (implicit 7 zile), apoi se șterg. În memorie stau doar ultimele 24 de ore, suficient pentru arborii familiali ai păianjenilor vii.
• Graficele: serverul păstrează câte un punct pe zi simulată pentru ultimele 1.500 de zile, unul la 10 zile până la 15.000 și unul la 100 de zile mai departe. Un vizitator nou primește cel mult 900 de puncte, dese pentru trecutul recent și tot mai rare spre început.
• Într-o rulare deschisă, serverul trimite și mătasea de pe sol, cel mult o dată la 3 secunde și doar când s-a schimbat, ca listă a celulelor care au mătase.
• Cât timp privești arena live, ponderile creierelor rămân pe server. Browserul le primește doar pentru păianjenul inspectat, împreună cu impulsurile și memoria lui. Tot pentru el, serverul calculează de două ori pe secundă percepția, explicația impulsurilor, alegerile recente, bugetul de energie și istoricul vieții, cu aceleași reguli ca simularea, în circa 3,5 KB. "Copy the live arena locally" descarcă lumea întreagă, cu toate creierele, ca să poată continua în browser.
• Serverul trimite pozițiile de 10 ori pe secundă. Browserul desenează arena puțin în urma serverului, între poziții reale primite, nu ghicind înainte. Întârzierea se reglează singură, între 0,2 și 0,8 s, după cât de neregulat sosesc cadrele pe rețea, iar ceasul afișării merge în ritmul măsurat al serverului. Astfel mișcarea nu se oprește nici când cadrele întârzie.
• Corpul urmează o curbă netedă prin pozițiile primite, deci viteza crește și scade treptat. Pentru că știe deja unde va fi corpul în următoarea fracțiune de secundă, browserul își plasează pașii din timp, iar un picior rămas în urmă face un pas rapid de recuperare în loc să fie târât.

36Întrebări frecvente

De ce dispar unii pui chiar când coboară de pe mamă?

Pleacă pe fire de mătase cu vântul, ca în natură. Proporția se setează din "Spiderlings ballooning away", iar la populația maximă pleacă toți. Sunt numărați ca emigrați, nu ca morți (capitolul 17).

De ce mor atâția păianjeni de foame?

Puii mici au rezerve puține, iar prada e limitată de rata "New prey per day". Foamea e principala presiune de selecție. Cu mai multă pradă, populația crește și concurența se mută spre canibalism și teritoriu.

De ce stă un păianjen nemișcat lângă iarbă?

E la pândă. Așteaptă prada care iese din smoc și renunță după cel mult 0,8 zile fără rezultat. Inspectorul scrie "Waiting in ambush".

Cum găsesc cel mai mare, cel mai bătrân sau cel mai bun vânător?

Din meniul "Find a spider" din colțul arenei. Săgețile din bara de sub meniu trec prin clasament, de la primul la ultimul.

Cum văd dacă un păianjen e deștept?

Cu "Find a spider" → Smartest, sau în tab-ul Spider, la gena Cognition din secțiunea Genes și în secțiunea Behaviour. Cu cogniție mare, barele impulsurilor se pot îndepărta mult de centru, iar memoria ține mai mult.

De ce nu se vede evoluția creierelor după câteva zile?

O generație durează aproximativ 135–140 de zile simulate, iar comportamentul se schimbă vizibil după zeci de generații. La 1× pe server o generație durează circa 22 de minute, deci zeci de generații înseamnă câteva ore până la o zi. Local, la 64×, o generație durează circa 21 de secunde dacă dispozitivul ține viteza, deci câteva minute până la o oră.

De ce dispare brusc un păianjen, fără hoit?

L-a luat o pasăre. În jurnal apare la "Birds", iar în statistici la "Taken by a bird".

De ce stau unii păianjeni nemișcați când trece o umbră?

Au văzut pasărea și au înghețat. Cei care se potrivesc cu solul scapă mai des așa. Alții fug spre o piatră sau spre iarbă. Inspectorul scrie "Keeping still: a bird is overhead".

Ce sunt inelele colorate de pe sol?

Vibrații, desenate doar cât butonul "Vibrations" e apăsat. Galben: un păianjen dă alarma la trecerea unei păsări. Verde: un păianjen cheamă alții la un gândac mare. Pe acestea le folosesc doar vecinii care au simțul potrivit. În evoluția deschisă apar și inele mov (semnalul A) și roz (semnalul B), cele două tobe fără înțeles prestabilit, pe care le aude orice vecin din rază (capitolul 29).

Când văd camuflajul evoluând?

Graficul Camouflage și butonul "Bird's-eye" arată potrivirea de acum. O schimbare a culorii medii cere câteva generații, iar o potrivire pe fiecare tip de sol cere mai multe, pentru că depinde și de alegerea locului, care are nevoie de un simț câștigat prin mutație.

De ce nu se întoarce un păianjen la locul unde a mâncat ieri?

O singură insectă prinsă dă memoriei tăria 0,35, iar regula de întoarcere cere peste 0,25. La cogniția 0,5, amintirea coboară sub prag în circa 9 ore. Doar un păianjen deștept sau unul care mănâncă des în același loc își amintește zile întregi (capitolul 14).

Moștenesc puii ce a învățat mama?

Nu. Memoria, corecțiile învățate și exersarea pornesc de la zero la fiecare pui. Se moștenesc doar genele: rețeaua, cogniția, învățarea, simțurile (capitolele 13 și 24).

De ce nu cresc creierele mai repede?

Mutațiile adaugă în medie doar 0,012 neuroni pe generație, iar fiecare neuron costă 0,6% din metabolism și încetinește puțin dezvoltarea. Un creier mai mare se impune doar dacă decide vizibil mai bine (capitolul 15).

Două rulări cu aceleași setări au evoluat diferit. De ce?

Deriva genetică și mutațiile sunt aleatoare, iar rularea pornește de la 14 fondatori. Trăsăturile cu selecție slabă diferă mult între rulări. Cele cu selecție puternică, cum e alela Pale, merg în aceeași direcție (capitolele 24 și 25).

De ce abia se mișcă un păianjen fără picioarele de pe o parte?

Fără sprijin pe o parte, corpul nu mai poate fi purtat în mersul alternant: se lasă pe partea goală și se târăște, cu circa 8% din viteză, pe un drum șerpuit. Același număr de picioare pierdute pe ambele părți lasă 55% din viteză (capitolul 19).

De ce trece un păianjen pe lângă o insectă fără s-o atace?

Poate nu o vede: una nemișcată se vede doar cu vederea de contrast și numai în partea apropiată a razei, iar una din iarbă se pierde dincolo de 0,45 din rază. Poate o vede, dar nu e hrană pentru el. Butonul "Through its eyes" arată care e cazul: un inel colorat înseamnă că a perceput-o, unul palid că nu e hrană, iar cercul alb punctat că i-a scăpat.

Ce înseamnă "chance" la "Why it acts as it does"?

Zgomotul ultimei decizii. La cogniție mică e mare și poate muta un impuls mai mult decât genele sau experiența. La cogniția 1 zgomotul dispare.

De ce se mișcă singură camera?

E "Auto view": după un minut fără nicio atingere, camera urmărește singură un păianjen. Orice mișcare de mouse, atingere sau tastă o readuce la imaginea de dinainte.

De ce stă un pui nemișcat de la naștere, fără să crească?

Era o eroare a versiunilor până la 3.3, vizibilă după sute de generații cu mutații mari: când cei doi cromozomi purtau împreună peste 24 de neuroni distincți, creierul calcula valori invalide și puiul rămânea blocat. Din versiunea 3.3.1 calculul e corect, iar păianjenii deja blocați sunt repuși pe picioare la încărcarea lumii: într-un loc liber, hrăniți, cu impulsurile la nivelul instinctului.

Populația s-a stins. Ce fac?

Local, pornește o rulare nouă din tab-ul Run. Pe server, adminul o repornește sau setează repornirea automată la extincție.

Ce înseamnă data din colțul arenei?

E calendarul simulării: prima zi a rulării e 01 January 0001, apoi data avansează cu fiecare zi simulată. Într-o rulare nouă, data pornește din nou de la început.

Rezultatele mele diferă de cifrele din manual. E o greșeală?

Nu neapărat. Regulile sunt exacte, dar rezultatele unei rulări depind de hazard. Cifrele marcate "în teste" vin din câteva rulări și arată o tendință.

Cum pornesc o rulare deschisă pe server?

Admin, apoi alegi "Evolution: Open" în condițiile de start și repornești arena. Lumea realistă de până atunci se pierde, deci pe un al doilea server merită păstrată cea realistă și pornită acolo cea deschisă.

Am pornit o rulare deschisă și păianjenii arată la fel. De ce?

Fondatorii arată intenționat ca păianjenii realiști, iar o generație durează 100–150 de zile. Culorile și corpul se schimbă după sute sau mii de zile, cum s-a schimbat și culoarea în rulările de test (capitolul 25). Graficul "Open evolution: looks and body" arată schimbările mici înainte să se vadă cu ochiul.

Poate apărea un păianjen albastru sau verde?

Da, numai prin culoarea structurală: pigmenții dau doar negru, maro, roșcat, galben pal și alb. Culoarea structurală pornește aproape de zero și costă energie, deci se răspândește doar dacă aduce ceva, de exemplu preferința femelelor.

De unde știe simularea că un comportament e nou?

Nu știe ce e. Măsoară cincisprezece lucruri simple pe care le fac adulții și le compară cu generația fondatorilor. Când o abatere mare e purtată de cel puțin o cincime dintre adulți, o anunță, cu numele măsurii (capitolele 29 și 31).

Ce înseamnă "lately took X for it" la un păianjen ținut minte?

Că păianjenul selectat l-a luat pe X drept cel din amintire, pentru că miros asemănător, de obicei fiind frați. Ce își amintește (prieten, dușman, rang) se aplică atunci lui X. O acuitate mai mare face confuziile mai rare (capitolul 30).

De ce nu văd coaliții sau tradiții?

Pentru că trebuie să evolueze. Fondatorii ajută un prieten într-o luptă cam o dată din o sută de ocazii, iar ocaziile sunt rare: o luptă a unui prieten, în raza vizuală. Tradițiile cer ca o linie maternă să învețe mult de la alții, iar fondatorii au gena Learning from others mică (0,05). Blocul "Social life" din tab-ul Run arată dacă aceste gene cresc (capitolul 31).

Rulează pe server o lume deschisă salvată de versiunea 3.4. Ce se întâmplă la actualizare?

Se încarcă și merge mai departe. Fiecare păianjen primește genele sociale cu valori de fondator, un carnet gol, iar creierul primește intrările noi fără legături și ieșirile noi cu valorile de pornire ale fondatorilor. Nu e nevoie de o rulare nouă, dar referința pentru cele patru măsuri noi de comportament se ia la încărcare.