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4.5
Genetisches Modell
Die Evolution als Ganzes kann als ein Optimierungsprozess verstanden werden, um die
Überlebensfähigkeit einzelner Organismen in einer sich dynamisch ändernden Umwelt
und im Kampf um begrenzte Ressourcen zu verbessern. Es wird die Annahme vertreten,
dass die am besten angepassten Individuen mit höherer Wahrscheinlichkeit überleben,
sich häufiger fortpflanzen (reproduzieren), um dabei vorteilhafte Eigenschaften an ihre
Nachkommen weiterzugeben. Auf der individuellen Ebene findet ein Ausleseprozess statt
(survival of the fittest). Zusätzlich unterliegt die Reproduktion zufälligen Einflüssen (Mu-
tation), die das Erbgut nachhaltig verändern und so die Diversität des Genpools langfristig
erhöhen. Inspiriert durch das Evolutionsprinzip wurden verschiedene Metaheuristiken für
Suchprobleme entwickelt, die unter dem Oberbegriff
Evolutionäre Algorithmen
(EA) zu-
sammengefasst werden. Eine dieser Heuristiken bilden die
genetischen Algorithmen
, die
die genetische Evolution als Vorbild haben bzw. diese Evolution algorithmisch abbilden.
4.5.1
Konzept
In diesem Abschnitt sollen die wichtigsten Begriffe aus der Molekular-und Evolutionsge-
netik erläutert werden, da sie für das Verständnis der genetischen Algorithmen wichtig und
für die anschließende Modellierung von Bedeutung sind.
Die Grundbausteine des Lebens sind die Zellen und ihre Bestandteile (Abb.
4.19
).
Abb. 4.19
Schematische Darstellung einer Zelle
