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Abstract
In dieser Arbeit wird die Entwicklung von Einzellern in einer computerbasierten Simulation untersucht. Ziel ist es, zu erforschen, ob evolutionäre Vorgänge simuliert werden können und dabei kooperative Verhaltensmuster unter den Einzellern entstehen. Die Arbeit verbindet Informatik, Biologie und Physik in einem MINT-Projekt.
Dafür wird eine Simulationsumgebung entwickelt, in der sich stark vereinfachte Einzeller fortpflanzen, Signalmoleküle binden und Plasmide übertragen können. Das Programm wurde in Rust, CUDA C++ und Python entwickelt. Um die vielen Partikel effizienter zu berechnen, werden parallel ausführbare Schritte auf der Grafikkarte ausgeführt. Der Programmcode kann unter https://github.com/juli3200/UniSim eingesehen werden.
Die Simulationen werden unter verschiedenen Parametereinstellungen ausgeführt, um die Auswirkungen auf Evolution und Kooperation zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass evolutionäre Vorgänge erfolgreich modelliert werden konnten. Kooperative Verhaltensmuster konnten jedoch unter den untersuchten Bedingungen nicht beobachtet werden. Durch die Modifizierbarkeit des Programms könnte trotzdem kooperatives Verhalten entstehen. Dazu müssten weitere Versuche durchgeführt werden.
