生态“舞台”与进化计算“演出”:用进化生态学原理和机制扩展进化计算

种群遗传学由于最早成功地对达尔文进化论作出完整的数学描述而使得遗传学在此后相当长的时间内近乎成为其唯一的理论基础。Hutchinson (1965) 的经典著作“生态舞台与进化演出”旨在打破遗传学的垄断地位; 因为如果没有生态的舞台,自然选择就不可能发生,进化也就无法演出。当然今天生态学和遗传学作为进化论共同基础已成不争事实。有趣的是进化计算似乎在重复生物进化研究的历史轨迹; 总体上当今的进化计算仍被遗传进化理论垄断。 本项目旨在推动为进化计算建立生态舞台,建立一个融合生态学和遗传学基础而更加完善的进化计算理论。具体研究策略是: 寻找生态学理论启示, 建立描述启示的数学模型和算法, 将模型用于改进现有进化算法或开发新算法。 项目现已完成所有计划内容，其主要贡献包括：［1］系统的建立了“动态种群”作为取代目前广泛采用“静态（固定）种群”的新范式。并将描述自然种群动态的“确定性混沌理论模型”和“随机分布”引入进化计算。实验和模拟结果表明，动态种群能够提高计算效率达一倍以上。［2］首次系统地将“动物认知”(Animal Cognition)和“动物通讯”(Animal Communications) 一系列“灵感”（Inspirations）行为描述为计算模型，然后将这些计算模型引入“生物启示计算”（Bio-inspired computing），为研发新算法提供了一系列理论模型。［3］将以上计算技术应用于“人类肠道菌群宏基因空间异质性”的研究，其研究成果发表在Nature旗下ISME Journal (SCI影响因子＝9.3)［4］将以上计算技术与网络分析相结合，首次揭示了乳腺炎的发病机制。其研究成果发表于 Nature旗下Scientific Reports［5］应用于人类宏基因组菌群研究。发表在 Molecular Ecology (SCI影响因子＝6.5)..以上7篇SCI论文累计影响因子达27.9，其中影响因子9以上一篇，影响因子5以上两篇。另有EI论文3篇。其它知识产权包括：国家专利局批准专利2项， “软件著作权”2项。 一些成果成果，受到新华网、云南日报等媒体的广泛报道。 例如：新华网：第三代基因测序软件研究达国际领先水平 http://yn.xinhuanet.com/topic/2015-01/14/c_133919243.htm