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Evolution@home (Yoyo@home)

Détails
Catégorie parente: Les Projets BOINC
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Comprendre l'origine et l'évolution de la vie sur la Terre.

Etudier les processus qui amènent à l'extinction des espèces

INSCRIPTION

Télécharger Boinc (tutorial)

URL du projet : http://www.rechenkraft.net/yoyo

Application : Windows

Choix de l'Application (OGR-25 ou evolution@home)

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L'Alliance Francophone
Statistiques

 

Evolution@home est un projet l'Institut de biologie de l'évolution (Université d'Édimbourg, Ecosse).

Sur yoyo@home, vous avez le choix entre 3 projets : OGR-25 (Cruncher - optimal golumb ruler) evolution@home et muon. Si vous ne voulez participer qu'au projet evolution@home, il faut se rendre sur votre compte dans la rubrique yoyo@home preferences, appuyer sur Edit yoyo@home preferences puis faire votre choix en cochant ou décochant à souhait.

 

SOMMAIRE :

 

L'adaptation du projet evolution@home à BOINC via yoyo@home

La limitation technique du projet Evolution@home tient dans le fait que les participants doivent télécharger manuellement les travaux à effectuer depuis la page d'accueil du projet puis soumettre les résultats aux scientifiques du projet par email.

L'adaptation d'Evolution@home à Boinc via yoyo@home permet de régler ce problème. Le responsable du projet, yoyo, s'occupe de tous les travaux manuels (téléchargement d'une grande quantité de travaux, insertion de ces travaux dans le serveur de yoyo@home, puis renvois par email d'une grande quantité de résultats). Les participants n'ont plus qu'à participer comme sur n'importe quel autre projet BOINC, tout se passe automatiquement.

 

Historique du modèle d'évolution

C'est le premier projet de calcul partagé destiné à comprendre l'évolution (le processus par lequel les populations d'êtres vivants se modifient au cours du temps et donnent naissance à de nouvelles espèces).

Le premier modèle s'intéresse à l'accumulation des mutations chez les populations asexuées. L'application Evolution@home n'est pas le pionnier dans ce domaine, mais les précédentes simulations étaient limitées par le manque de mémoire (nécessaire pour s'intéresser à une large population) et le manque de puissance de calcul (nécessaire pour observer une évolution modélisée sur le long terme et avec différentes combinaisons de paramètres)

 

Simulator005

Les simulations evolution@home s'intéressent aux conséquences des mutations spontanées faiblement délétères (Lynch et al., 1999; Drake et al., 1998). Lorsque la sélection n'est pas assez intense pour les éliminer, ces mutations peuvent se cumuler dans une population au cours de l'évolution. Si cette accumulation n'est pas stoppée d'une certaine manière, ces mutations mèneront l'espèce à son extinction (ceci revêt donc un intérêt considérable dans le domaine de la biologie de la conservation). Cependant, il existe plusieurs processus qui peuvent prévenir l'extinction d'une espèce. En plus d'estimer dans quelle mesure ces processus endommagent le génome, le prochain simulateur ciblera ces processus et aidera à estimer leur force pour éviter l'extinction de la population simulée.

S005 simule le "cliquet de Müller" dans une population asexuée pour déterminer la vitesse de dégradation du génome en faisant varier plusieurs paramètres : le taux de mutation, le coefficient de sélection et la taille de la population.

Sur le long terme, l'attaque continuelle de légères mutations délétères peuvent être une cause majeure de l'extinction des espèces. Ce simulateur permet de découvrir la véritable ampleur du problème pour les génomes asexués. Les résultats ont des implications pour tous les génomes non recombinants telles que l'ADN mitochondrial chez l'homme ou chez d'autres organismes. Ils peuvent également aider à estimer l'importance du transfert horizontal des gènes à des bactéries, et approfondir notre compréhension de l'importance du sexe (qui permet une recombinaison régulière du matériel génétique), pour la survie à long terme des organismes. Ainsi, dans un sens plus large, les résultats calculés par ce simulateur aideront à mieux comprendre l'origine et l'évolution de la vie sur notre belle planète Terre.

Nous voudrions vous inviter à prendre part à l'une des aventures les plus fascinante, la quête des origines.

 

L'Ecran de veille

 

 

Comment le simulateur d'évolution modèlise t'il le monde avec evolution@home

Le monde est extrêmement complexe. Le cerveau humain n'a donc aucune chance de le comprendre dans sa globalité. C'est pourquoi les scientifiques construisent des modèles. Chaque modèle est une simplification de la réalité et tente de capter l'essentiel des facteurs les plus importants en ignorant les détails que l'on pense sans importance.

Cela signifie que les même réalités biologiques peuvent être décrites par de multiples modèles. Bien que vous puissiez tester la qualité des modèles, vous ne pourrez jamais les prouver. En fin de compte, ces modèles sont réussis lorsqu'il est extrêmement difficile de les réfuter avec des données empiriques. Pour connaître leur degré de réalisme, les modèles pertinents doivent être testés.

C'est un travail complexe. C'est pourquoi chaque modèle décrivant un monde évolutionniste a son propre simulateur pour faciliter le calcul des prédictions du modèle. Pour faire court :

  • 1 simulateur x =
  • 1 modèle biologique x =
  • 1 programme exécutable x

fonctionnant pour :

  • de nombreuses "clés" =
  • de nombreuses séries de calcul =
  • de nombreux paramètres =
  • de nombreuses "questions scientifiques élémentaires de type x" =
  • de nombreuses commandes pour la simulation encadré par des & et des # dans un fichier de fonctionnement

Chacun de ces modèles comporte plusieurs paramètres qui régissent la destinée du modèle du monde lorsque les résultats sont observés. Un modèle avec seulement quelques paramètres demande un nombre énorme de simulations pour se faire une idée de la structuration multidimensionnelle de l'espace des paramètres de ce modèle. Ce travail surpasse très largement la puissance d'un simple ordinateur. C'est pourquoi le travail est distribué à un nombre important d'ordinateurs. Techniquement parlant, les simulateurs utilisent des modèles individuels pour leurs calculs stochastiques (phénomènes aléatoires dépendant du temps)

 

Introduction

Introduction à evolution@home (EvoHo) et evolutionary-research (EvRe).

Rapidement : pourquoi ce portail internet existe-t-il ?

Nous voulons soutenir la recherche qui aide à la compréhension de l'évolution. Nous pensons que c'est important pour la société dans laquelle nous vivons, car cela nous aide à comprendre des phénomènes fondamentaux tels que l'impact qu'a l'homme sur notre planète, l'extinction des espèces, l'évolution des bactéries pathogènes et la signification des séquences génétiques.

Nous avons besoin de modèles mathématiques de plus en plus complexes pour avancer dans ce sens. Une analyse exhaustive de ces modèles nécessite souvent des ressources informatiques supérieures à celles habituellement mises à disposition des groupes de recherches en biologie de l'évolution.

C'est pourquoi nous avons lancé evolution@home, le premier système informatique mondial consacré à la biologie de l'évolution. Cela vous permet, juste en téléchargeant et en installant les simulateurs adéquats, de mettre vos ressources informatiques non-utilisées au service de quelques-unes des plus intéressantes questions que se pose la science d'aujourd'hui.

Ce site a été écrit pour deux sortes de publics différents, que l'on retrouve avec les deux abréviations qui sont parfois utilisées :

EvoHo = evolution@home
Le système informatique mondial que nous sommes en train de développer. Les pages marquées de ce sigle sont écrites pour nos contributeurs les plus actifs en terme de puissance informatique.


EvRe = evolutionary-research (avec un trait d'union)
L'organisme de recherche à but non lucratif qui fait vivre ce site et développe evolution@home. Les pages marquées de ce sigle sont écrites pour aider les scientifiques dans leurs recherches ou fournir une introduction aux recherches sur l'évolution.

Comme ces deux types de publics ont besoin l'un de l'autre, nous pensons qu'il est opportun que les deux se rencontrent sur le même site internet. Il suffit de choisir les pages qui vous intéressent et de sauter celles dont le contenu vous intimide ou vous semble ennuyeux. EvRe et EvoHo ont chacune leur propre pages introductives et ci-dessous nous nous attacherons à décrire plus en détail les raisons de notre existence.

 

En détail : Bienvenue dans la recherche sur l'évolution


L'une des plus fascinantes aventures de notre époque. Ce site internet est géré par evolutionary-research (avec un trait d'union = le groupe de recherche, abrégé en EvRe).

Notre mission est d'étudier les curieux effets des forces de l'évolution. Bien que cette aventure ait été depuis longtemps l'apanage des biologistes professionnels, EvRe à pour but d'y intégrer le public : nous devons tous collaborer si nous voulons vraiment comprendre comment évolue notre biosphère. Mais comment ? Est-ce que tout le monde se doit de devenir biologiste de l'évolution ? Non. Bien que les chercheurs restent la clef de l'aventure, un plus large public peut apporter une touche primordiale à l'édifice qui fait habituellement défaut : les ressources informatiques.

De nombreux problèmes en biologie de l'évolution sont extrêmement difficiles à résoudre. La réponse peut venir d'ici ou de là et de nombreuses histoires toutes aussi vraisemblables les unes que les autres peuvent être racontées pour expliquer pourquoi les choses évolues. Habituellement, ces histoires se basent sur les mêmes mécanismes et leurs seules différences tiennent à la manière de rassembler ces mécanismes. Malheureusement, les conclusions que l'on peut tirer de ces diverses histoires sont parfois aussi différentes qu'une affirmation et sa négation. Comme de nombreuses histoires de ce type, que l'on pourrait appeler modèles, dépendent seulement de descriptions verbales, il est très difficile de départager les différents points de vues et de faire de véritables progrès. Et certains désaccords ne sont ainsi jamais résolus.

Heureusement, il semble exister une porte de sortie. La rigueur des descriptions mathématiques des modèles verbaux a permis à la physique de remporter les succès que l'on connaît, grâce à sa capacité à résoudre les différences verbales. Le même outil peut également être appliqué aux questions d'évolution. C'est ce qui a été fait dans le domaine de la génétique des populations depuis que ses fondateurs Fisher, Wright et Haldane l'ont démontré dans les années 20. Les modèles mathématiques de l'évolution ont joué un rôle central dans notre compréhension des mécanismes de l'évolution et sans la rigueur mathématique déployée par de nombreux chercheurs suivant les pas de leurs pères fondateurs, la théorie moderne de l'évolution telle que nous la connaissons n'existerait pas.

La nature ne se dépouille pas de ses mystères facilement. Une caractéristique fréquente des modèles mathématiques de l'évolution est leur simplicité qui les rend compréhensible de manière analytique par les humains. Le plus souvent, cette simplicité est très éloignée de la réalité biologique des organismes vivants, ce qui est une cause des fréquentes critiques de ces modèles. Ce qui nous ramène à l'étape verbale, où nous pouvons débattre sans fin de l'importance de tel ou tel processus dans l'évolution d'un système donné ; sauf que maintenant nous débattons afin de savoir laquelle de telle ou telle hypothèse simplificatrice est la mieux adaptée à notre modèle. La solution évidente est de bâtir des modèles rigoureux plus proche des réalités biologiques que les modèles passés. Malheureusement ces modèles dépassent fréquemment les capacités mathématiques des mathématiciens les plus doués.

Heureusement, les progrès de l'informatique ont permis à des millions de familles de part le monde de s'équiper d'ordinateurs plus puissants que nombres de supercalculateurs de la guerre froide. Et les avancées de l'Internet ont rendu possibles les échanges d'information entre eux. Et depuis 1995, le calcul partagé par Internet, ce que nous appelons l'informatique mondialisée, a démontré sa capacité à résoudre des problèmes ambitieux en terme de puissance de calcul. C'est ainsi que sont apparues de nouvelles opportunités pour la biologie de l'évolution.

Les succès de l'informatique mondialisée ont inspiré l'idée de la mettre au service des modèles quantitatifs de l'évolution : Quels chemins vont être empruntés par l'évolution simulée, les individus se comportent-ils comme nous le pensons ? Les modèles basés sur l'individu semblent parfaitement adaptés pour trouver une réponse rigoureuse à cette question - sous réserve de disposer de puissance de calcul suffisante pour faire tourner des simulations de ce type. Malheureusement, la biologie de l'évolution ne dispose pas d'autant d'argent à porté de main que les groupes de recherche pharmaceutiques ou en physique nucléaire et la plupart des chercheurs de cette discipline n'ont pas les moyens de s'offrir leur propre super-ordinateur. Mais comme les questions d'évolution jouent un rôle central dans l'histoire et le futur de la vie sur notre planète, il se pourrait qu'elles inspirent suffisamment de personnes prêtes à offrir leurs ressources informatiques pour que de telles recherches deviennent possible. Notre but est d'aider à la réalisation de cet objectif.

 

Les deux faces d'une même pièce de monnaie

Evolutionary-research et evolution@home ont été créés par Laurence Loewe dans l'espoir d'adapter la puissance de l'informatique mondialisée à la biologie de l'évolution en général, et aux modèles basés sur l'individu en particulier. Comme cette entreprise ne progressera que si les chercheurs et le public travaillent de concert, on peut imaginer qu'il s'agit des deux faces d'une même pièce de monnaie : le côté public est représenté par evolution@home (EvoHo) et le côté scientifique par evolutionary-research (EvRe). Comme ces deux faces sont indispensables au succès de cette entreprise, elles sont toutes deux présentes dans ce site Internet car nous avons su résister à la tentation de les séparer en deux sites distinct.

Bien évidemment il existe des limites au niveau de la compréhension par un public néophyte du travail scientifique, c'est pourquoi notre but est de :

  • susciter auprès de certains d'entre vous la vocation à devenir des chercheurs qui contribueront à la compréhension de l'évolution
  • susciter auprès de tous les autres l'envie de soutenir ceux qui font des recherches sur l'évolution, quels que soient leurs moyens (Voir notre page " Comment nous aider ")

Pour vous orienter vers les pages qui sont les plus adaptées à votre niveau, des indices apparaissent dans le titre ou la description de chaque page quant au public ciblé, sauf si le contexte l'indique clairement :

* EvoHo: cette page appartient à evolution@home et a été écrite pour un large public ou pour ceux qui souhaite faire don de leurs ressources informatiques.
* EvRe: cette page appartient à evolutionary-research et a été écrite pour des spécialistes ou pour ceux qui souhaitent une introduction plus sérieuse à la discipline scientifique correspondante.

De cette manière, si vous n'êtes pas un spécialiste, choisissez vos pages et ne vous en faites pas si vous ne comprenez pas tout. Faites nous juste savoir, en remplissant notre formulaire d'évaluation, si vous pensez que nous devrions expliquer certains concepts plus clairement. Si vous êtes un spécialiste, ignorez simplement les explications dont vous n'avez pas besoin et faites nous savoir si une information est absente ou erronée. Nous espérons que, tous, vous tirerez profit du contenu de ce site.

Lancez vous dans l'aventure !

 

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