P Systems Goedelization

This paper presents a method for assigning natural numbers to Transition P systems based on a Gödelization process. The paper states step by step the way for obtaining Gödel numbers for each one of the fundamental elements of Transition P systems –multisets of objects, evolution rules, priorities relation, membrane structure- until defining the Gödel number of a given Transition P system.

Extended Networks of Evolutionary Processors

This paper presents an extended behavior of networks of evolutionary processors. Usually, such nets are able to solve NP-complete problems working with symbolic information. Information can evolve applying rules and can be communicated though the net provided some constraints are verified. These nets are based on biological behavior of membrane systems, but transformed into a suitable computational model. Only symbolic information is communicated. This paper proposes to communicate evolution rules as well as symbolic information. This idea arises from the DNA structure in living cells, such DNA codes information and operations and it can be sent to other cells. Extended nets could be considered as a superset of networks of evolutionary processors since permitting and forbidden constraints can be written in order to deny rules communication.

The root extractor, exhibiting new rules and processes, for the formation and the resolution of equations of all orders in algebra; and for the evolution of the roots of any power in numbers: serving likewise as a key to all the examples of the cubic and higher equations in Bonnycastle's introduction to algebra.

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Complexity, evolution, and the structure of demand

This chapter argues that evolutionary economics should be founded upon complex systems theory rather than neo-Darwinian analogies concerning natural selection, which focus on supply side considerations and competition amongst firms and technologies. It suggests that conceptions such as production and consumption functions should be replaced by network representations, in which the preferences or, more correctly, the aspirations of consumers are fundamental and, as such, the primary drivers of economic growth. Technological innovation is viewed as a process that is intermediate between these aspirational networks, and the organizational networks in which goods and services are produced. Consumer knowledge becomes at least as important as producer knowledge in determining how economic value is generated. It becomes clear that the stability afforded by connective systems of rules is essential for economic flexibility to exist, but that too many rules result in inert and structurally unstable states. In contrast, too few rules result in a more stable state, but at a low level of ordered complexity. Economic evolution from this perspective is explored using random and scale free network representations of complex systems.

Hydrogen evolution by a metal-free electrocatalyst

Electrocatalytic reduction of water to molecular hydrogen via the hydrogen evolution reaction may provide a sustainable energy supply for the future, but its commercial application is hampered by the use of precious platinum catalysts. All alternatives to platinum thus far are based on nonprecious metals, and, to our knowledge, there is no report about a catalyst for electrocatalytic hydrogen evolution beyond metals. Here we couple graphitic-carbon nitride with nitrogen-doped graphene to produce a metal-free hybrid catalyst, which shows an unexpected hydrogen evolution reaction activity with comparable overpotential and Tafel slope to some of well-developed metallic catalysts. Experimental observations in combination with density functional theory calculations reveal that its unusual electrocatalytic properties originate from an intrinsic chemical and electronic coupling that synergistically promotes the proton adsorption and reduction kinetics.

Evolution of brain size in the palaeognath lineage, with an emphasis on New Zealand ratites

Brain size in vertebrates varies principally with body size. Although many studies have examined the variation of brain size in birds, there is little information on Palaeognaths, which include the ratite lineage of kiwi, emu, ostrich and extinct moa, as well as the tinamous. Therefore, we set out to determine to what extent the evolution of brain size in Palaeognaths parallels that of other birds, i. e., Neognaths, by analyzing the variation in the relative sizes of the brain and cerebral hemispheres of several species of ratites and tinamous. Our results indicate that the Palaeognaths possess relatively smaller brains and cerebral hemispheres than the Neognaths, with the exception of the kiwi radiation (Apteryx spp.). The external morphology and relatively large size of the brain of Apteryx, as well as the relatively large size of its telencephalon, contrast with other Palaeognaths, including two species of historically sympatric moa, suggesting that unique selective pressures towards increasing brain size accompanied the evolution of kiwi. Indeed, the size of the cerebral hemispheres with respect to total brain size of kiwi is rivaled only by a handful of parrots and songbirds, despite a lack of evidence of any advanced behavioral/ cognitive abilities such as those reported for parrots and crows. In addition, the enlargement in brain and telencephalon size of the kiwi occurs despite the fact that this is a precocial bird. These findings form an exception to, and hence challenge, the current rules that govern changes in relative brain size in birds. Copyright (c) 2007 S. Karger AG, Basel.

Evolution induced catastrophe in a nonlinear dynamical model of material failure

In order to study the failure of disordered materials, the ensemble evolution of a nonlinear chain model was examined by using a stochastic slice sampling method. The following results were obtained. (1) Sample-specific behavior, i.e. evolutions are different from sample to sample in some cases under the same macroscopic conditions, is observed for various load-sharing rules except in the globally mean field theory. The evolution according to the cluster load-sharing rule, which reflects the interaction between broken clusters, cannot be predicted by a simple criterion from the initial damage pattern and even then is most complicated. (2) A binary failure probability, its transitional region, where globally stable (GS) modes and evolution-induced catastrophic (EIC) modes coexist, and the corresponding scaling laws are fundamental to the failure. There is a sensitive zone in the vicinity of the boundary between the GS and EIC regions in phase space, where a slight stochastic increment in damage can trigger a radical transition from GS to EIC. (3) The distribution of strength is obtained from the binary failure probability. This, like sample-specificity, originates from a trans-scale sensitivity linking meso-scopic and macroscopic phenomena. (4) Strong fluctuations in stress distribution different from that of GS modes may be assumed as a precursor of evolution-induced catastrophe (EIC).

The evolution of airplanes

The prevailing view is that we cannot witness biological evolution because it occurred on a time scale immensely greater than our lifetime. Here, we show that we can witness evolution in our lifetime by watching the evolution of the flying human-and-machine species: the airplane. We document this evolution, and we also predict it based on a physics principle: the constructal law. We show that the airplanes must obey theoretical allometric rules that unite them with the birds and other animals. For example, the larger airplanes are faster, more efficient as vehicles, and have greater range. The engine mass is proportional to the body size: this scaling is analogous to animal design, where the mass of the motive organs (muscle, heart, lung) is proportional to the body size. Large or small, airplanes exhibit a proportionality between wing span and fuselage length, and between fuel load and body size. The animal-design counterparts of these features are evident. The view that emerges is that the evolution phenomenon is broader than biological evolution. The evolution of technology, river basins, and animal design is one phenomenon, and it belongs in physics. © 2014 AIP Publishing LLC.

The evolution of authoritarian processes: Fostering cooperation in large-scale groups

Authoritarianism, comprising conventionalism, authoritarian submission, and authoritarian aggression, is an important factor underlying prejudice and social discrimination and therefore is typically perceived as socially problematic. In contrast, our work examines adaptive features of authoritarianism. Evolutionary game theoretical considerations (e.g., biased social learning) point to authoritarian psychological processes that establish and foster group life (e.g., high levels of ingroup cooperation). First, the evolution of social learning (particularly conformist and prestige biases) leads to the establishment of local and distinct cultural groups (conventionalism). Second, local cultural rules solve coordination dilemmas by transforming these rules into normative standards against which others are evaluated (authoritarian submission). Third, the common rules within a particular culture or group are reinforced by a tendency to reward norm compliance and punish norm deviations (authoritarian aggression). Implications regarding the deduction of novel research questions as well as dealing with authoritarianism as a social problem are discussed.

Parsing parallel evolution:Ecological divergence and differential gene expression in the adaptive radiations of thick-lipped Midas cichlid fishes from Nicaragua

The study of parallel evolution facilitates the discovery of common rules of diversification. Here, we examine the repeated evolution of thick lips in Midas cichlid fishes (the Amphilophus citrinellus species complex) - from two Great Lakes and two crater lakes in Nicaragua - to assess whether similar changes in ecology, phenotypic trophic traits and gene expression accompany parallel trait evolution. Using next-generation sequencing technology, we characterize transcriptome-wide differential gene expression in the lips of wild-caught sympatric thick- and thin-lipped cichlids from all four instances of repeated thick-lip evolution. Six genes (apolipoprotein D, myelin-associated glycoprotein precursor, four-and-a-half LIM domain protein 2, calpain-9, GTPase IMAP family member 8-like and one hypothetical protein) are significantly underexpressed in the thick-lipped morph across all four lakes. However, other aspects of lips' gene expression in sympatric morphs differ in a lake-specific pattern, including the magnitude of differentially expressed genes (97-510). Generally, fewer genes are differentially expressed among morphs in the younger crater lakes than in those from the older Great Lakes. Body shape, lower pharyngeal jaw size and shape, and stable isotopes (dC and dN) differ between all sympatric morphs, with the greatest differentiation in the Great Lake Nicaragua. Some ecological traits evolve in parallel (those related to foraging ecology; e.g. lip size, body and head shape) but others, somewhat surprisingly, do not (those related to diet and food processing; e.g. jaw size and shape, stable isotopes). Taken together, this case of parallelism among thick- and thin-lipped cichlids shows a mosaic pattern of parallel and nonparallel evolution. © 2012 Blackwell Publishing Ltd.

Language evolution and recursion : an empirical investigation of human hierarchical processing

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Neurociências), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

GA approach for finding Rough Set decision rules based on bireducts

Feature selection plays an important role in knowledge discovery and data mining nowadays. In traditional rough set theory, feature selection using reduct - the minimal discerning set of attributes - is an important area. Nevertheless, the original definition of a reduct is restrictive, so in one of the previous research it was proposed to take into account not only the horizontal reduction of information by feature selection, but also a vertical reduction considering suitable subsets of the original set of objects. Following the work mentioned above, a new approach to generate bireducts using a multi--objective genetic algorithm was proposed. Although the genetic algorithms were used to calculate reduct in some previous works, we did not find any work where genetic algorithms were adopted to calculate bireducts. Compared to the works done before in this area, the proposed method has less randomness in generating bireducts. The genetic algorithm system estimated a quality of each bireduct by values of two objective functions as evolution progresses, so consequently a set of bireducts with optimized values of these objectives was obtained. Different fitness evaluation methods and genetic operators, such as crossover and mutation, were applied and the prediction accuracies were compared. Five datasets were used to test the proposed method and two datasets were used to perform a comparison study. Statistical analysis using the one-way ANOVA test was performed to determine the significant difference between the results. The experiment showed that the proposed method was able to reduce the number of bireducts necessary in order to receive a good prediction accuracy. Also, the influence of different genetic operators and fitness evaluation strategies on the prediction accuracy was analyzed. It was shown that the prediction accuracies of the proposed method are comparable with the best results in machine learning literature, and some of them outperformed it.

The carriers responsibilities and immunities under the Hague and Hamburg rules

Toujours en évolution le droit maritime est constamment en train de se moderniser. Depuis ses débuts Ie droit maritime essaie de s'adapter aux réalités de son temps. Le changement fut lent et difficile à atteindre. Au départ la pratique voulait qu'un transporteur maritime puisse échapper à presque toute responsabilité. L'application des coutumes du domaine et du droit contractuel avait laissé place aux abus et aux inégalités de pouvoir entre transporteurs maritimes et chargeurs/propriétaires de marchandises. La venue du vingtième siècle changea tout. L'adoption des Règles de la Haye, Haye / Nisby et Hambourg a transforme Ie système de transport de marchandise par mer tel qu'on Ie connaissait jusqu'à date. Ainsi une évolution graduelle marqua l'industrie maritime, parallèlement Ie droit maritime se développa considérablement avec une participation judiciaire plus active. De nos jours, les transporteurs maritimes sont plus responsables, or cela n'empêche pas qu'ils ne sont pas toujours capables de livrer leurs cargaisons en bonne condition. Chaque fois qu'un bateau quitte Ie port lui et sa cargaison sont en danger. De par ce fait, des biens sont perdus ou endommages en cours de route sous la responsabilité du transporteur. Malgré les changements et l'évolution dans les opérations marines et l'administration du domaine la réalité demeure telle que Ie transport de marchandise par mer n' est pas garanti it. cent pour cent. Dans les premiers temps, un transporteur maritime encourait toutes sortes de périls durant son voyage. Conséquemment les marchandises étaient exposées aux pertes et dangers en cours de route. Chaque année un grand nombre de navires sont perdu en mer et avec eux la cargaison qu'ils transportent. Toute la modernisation au monde ne peut éliminer les hauts risques auxquels sont exposes les transporteurs et leurs marchandises. Vers la fin des années soixante-dix avec la venue de la convention de Hambourg on pouvait encore constater que Ie nombre de navires qui sont perdus en mer était en croissance. Ainsi même en temps moderne on n'échappe pas aux problèmes du passe. "En moyenne chaque jour un navire de plus de 100 tonneaux se perd corps et biens (ceci veut dire: navire et cargaison) et Ie chiffre croit: 473 en 1978. Aces sinistres majeurs viennent s'ajouter les multiples avaries dues au mauvais temps et les pertes pour de multiples raisons (marquage insuffisant, erreurs de destination...). Ces périls expliquent : (1) le système de responsabilité des transporteurs ; (2) la limitation de responsabilité des propriétaires de navires; ... " L'historique légal du système de responsabilité et d'indemnité des armateurs démontre la difficulté encourue par les cours en essayant d'atteindre un consensus et uniformité en traitant ses notions. Pour mieux comprendre les différentes facettes du commerce maritime il faut avoir une compréhension du rôle des armateurs dans ce domaine. Les armateurs représentent Ie moyen par lequel le transport de marchandises par mer est possible. Leur rôle est d'une importance centrale. Par conséquent, le droit maritime se retrouve face à des questions complexes de responsabilités et d'indemnités. En particulier, la validité de l'insertion de clauses d'exonérations par les transporteurs pour se libérer d'une partie ou de toutes leurs responsabilités. A travers les années cette pratique a atteint un tel point d'injustice et de flagrant abus qu'il n'est plus possible d'ignorer Ie problème. L'industrie en crise se trouve obliger d'affronter ces questions et promouvoir Ie changement. En droit commun, l'armateur pouvait modifier son obligation prima facie autant qu'il le voulait. Au cours des ans, ces clauses d'exception augmentaient en nombre et en complexité au point qu'il devenait difficile de percevoir quel droit on pouvait avoir contre Ie transporteur. Les propriétaires de marchandise, exportateurs et importateurs de marchandises i.e. chargeurs, transporteurs, juristes et auteurs sont d'avis qu'il faut trouver une solution relative aux questions des clauses d'exonérations insérées dans les contrats de transport sous connaissement. Plus précisément ces clauses qui favorisent beaucoup plus les armateurs que les chargeurs. De plus, depuis longtemps la notion du fardeau de preuve était obscure. Il était primordial pour les pays de chargeurs d'atteindre une solution concernant cette question, citant qu'en pratique un fardeau très lourd leur était impose. Leur désir était de trouver une solution juste et équitable pour toutes les parties concernées, et non une solution favorisant les intérêts d’un coté seulement. Le transport par mer étant en grande partie international il était évident qu'une solution viable ne pouvait être laissée aux mains d'un pays. La solution idéale devait inclure toutes les parties concernées. Malgré le désir de trouver une solution globale, le consensus général fut long à atteindre. Le besoin urgent d'uniformité entre les pays donna naissance à plusieurs essais au niveau prive, national et international. Au cours des ans, on tint un grand nombre de conférences traitant des questions de responsabilités et d'indemnités des transporteurs maritimes. Aucun succès n'est atteint dans la poursuite de l'uniformité. Conséquemment, en 1893 les États Unis prennent la situation en mains pour régler le problème et adopte une loi nationale. Ainsi: «Les réactions sont venues des États Unis, pays de chargeurs qui supportent mal un système qui les désavantage au profit des armateurs traditionnels, anglais, norvégiens, grecs... Le Harter Act de 1893 établit un système transactionnel, mais impératif... »2 On constate qu'aux États Unis la question des clauses d'exonérations était enfin régie et par conséquent en grande partie leur application limitée. L'application du Harter Act n'étant pas au niveau international son degré de succès avait des limites. Sur Ie plan international la situation demeure la même et Ie besoin de trouver une solution acceptable pour tous persiste. Au début du vingtième siècle, I'utilisation des contrats de transport sous connaissement pour Ie transport de marchandise par mer est pratique courante. Au coeur du problème les contrats de transport sous connaissement dans lesquels les armateurs insèrent toutes sortes de clauses d'exonérations controversées. II devient évident qu'une solution au problème des clauses d'exonérations abusives tourne autour d'une règlementation de l'utilisation des contrats de transport sous connaissement. Ainsi, tout compromis qu'on peut envisager doit nécessairement régir la pratique des armateurs dans leurs utilisations des contrats de transport sous connaissement. Les années antérieures et postérieures à la première guerre mondiale furent marquées par I'utilisation croissante et injuste des contrats de transport sous connaissement. Le besoin de standardiser la pratique devenait alors pressant et les pays chargeurs s'impatientaient et réclamaient l'adoption d'une législation semblable au Harter Act des États Unis. Une chose était certaine, tous les intérêts en cause aspiraient au même objectif, atteindre une acceptation, certitude et unanimité dans les pratiques courantes et légales. Les Règles de la Haye furent la solution tant recherchée. Ils représentaient un nouveau régime pour gouverner les obligations et responsabilités des transporteurs. Leur but était de promouvoir un système bien balance entre les parties en cause. De plus elles visaient à partager équitablement la responsabilité entre transporteurs et chargeurs pour toute perte ou dommage causes aux biens transportes. Par conséquent, l'applicabilité des Règles de la Haye était limitée aux contrats de transport sous connaissement. Avec le temps on a reconnu aux Règles un caractère international et on a accepte leur place centrale sur Ie plan global en tant que base des relations entre chargeurs et transporteurs. Au départ, la réception du nouveau régime ne fut pas chaleureuse. La convention de la Haye de 1924 fut ainsi sujette à une opposition massive de la part des transporteurs maritimes, qui refusaient l'imposition d'un compromis affectant l'utilisation des clauses d'exonérations. Finalement Ie besoin d'uniformité sur Ie plan international stimula son adoption en grand nombre. Les règles de la Haye furent pour leur temps une vraie innovation une catalyse pour les reformes futures et un modèle de réussite globale. Pour la première fois dans 1'histoire du droit maritime une convention internationale régira et limitera les pratiques abusives des transporteurs maritimes. Les règles ne laissent pas place aux incertitudes ils stipulent clairement que les clauses d'exonération contraire aux règles de la Haye seront nulles et sans valeur. De plus les règles énoncent sans équivoque les droits, obligations et responsabilités des transporteurs. Néanmoins, Ie commerce maritime suivant son cours est marque par le modernisme de son temps. La pratique courante exige des reformes pour s'adapter aux changements de l'industrie mettant ainsi fin à la période d'harmonisation. Les règles de la Haye sous leur forme originale ne répondent plus aux besoins de l'industrie maritime. Par conséquent à la fin des années soixante on adopte les Règles de Visby. Malgré leur succès les règles n'ont pu échapper aux nombreuses critiques exprimant l'opinion, qu'elles étaient plutôt favorables aux intérêts des transporteurs et au détriment des chargeurs. Répondant aux pressions montantes on amende les Règles de la Haye, et Ie 23 février 1968 elles sont modifiées par Ie protocole de Visby. Essayant de complaire à l'insatisfaction des pays chargeurs, l'adoption des Règles de Visby est loin d'être une réussite. Leur adoption ne remplace pas le régime de la Haye mais simplement met en place un supplément pour combler les lacunes du système existant. Les changements qu'on retrouve dans Visby n'étant pas d'une grande envergure, la reforme fut critiquée par tous. Donnant naissance à des nouveaux débats et enfin à une nouvelle convention. Visby étant un échec, en 1978 la réponse arrive avec l'instauration d'un nouveau régime, différent de son prédécesseur (Hay/Haye-Visby). Les Règles de XI Hambourg sont Ie résultat de beaucoup d'efforts sur Ie plan international. Sous une pression croissante des pays chargeurs et plus particulièrement des pays en voie de développement la venue d'un nouveau régime était inévitables. Le bon fonctionnement de l'industrie et la satisfaction de toutes les parties intéressées nécessitaient un compromis qui répond aux intérêts de tous. Avec l'aide des Nations Unis et la participation de toutes les parties concernées les Règles de Hambourg furent adoptées. Accepter ce nouveau régime impliqua le début d'un nouveau système et la fin d'une époque centrée autour des règles de la Haye. II n'y a aucun doute que les nouvelles règles coupent les liens avec Ie passe et changent Ie système de responsabilité qui gouverne les transporteurs maritimes. L'article 4(2) de la Haye et sa liste d'exception est éliminé. Un demi-siècle de pratique est mis de coté, on tourne la page sur les expériences du passe et on se tourne vers une nouvelle future. Il est clair que les deux systèmes régissant Ie droit maritime visent Ie même but, une conformité internationale. Cette thèse traitera la notion de responsabilité, obligation et indemnisation des transporteurs maritimes sous les règles de la Haye et Hambourg. En particulier les difficultés face aux questions d'exonérations et d'indemnités. Chaque régime a une approche distincte pour résoudre les questions et les inquiétudes du domaine. D’un coté, la thèse démontrera les différentes facettes de chaque système, par la suite on mettra l'accent sur les points faibles et les points forts de chaque régime. Chaque pays fait face au dilemme de savoir quel régime devrait gouverner son transport maritime. La question primordiale est de savoir comment briser les liens du passe et laisser les Règles de la Haye dans leur place, comme prédécesseur et modèle pour Ie nouveau système. Il est sûr qu'un grand nombre de pays ne veulent pas se départir des règles de la Haye et continuent de les appliquer. Un grand nombre d'auteurs expriment leurs désaccords et indiquent qu'il serait regrettable de tourner le dos à tant d'années de travail. Pour se départir des Règles de la Haye, il serait une erreur ainsi qu'une perte de temps et d'argent. Pendant plus de 50 ans les cours à travers Ie monde ont réussi à instaurer une certaine certitude et harmonisation sur Ie plan juridique. Tout changer maintenant ne semble pas logique. Tout de même l'évident ne peut être ignorer, les Règles de la Haye ne répondent plus aux besoins du domaine maritime moderne. Les questions de responsabilité, immunité, fardeau de preuve et conflit juridictionnel demeurent floues. La législation internationale nécessite des reformes qui vont avec les changements qui marque l'évolution du domaine. Les précurseurs du changement décrivent les Règles de la Haye comme archaïques, injustes et non conforme au progrès. Elles sont connues comme Ie produit des pays industrialises sans l'accord ou la participation des pays chargeurs ou en voie de développement. Ainsi I'adoption des Règles de Hambourg signifie Ie remplacement du système précédent et non pas sa reforme. L'article 5(1) du nouveau système décrit un régime de responsabilité base sur la présomption de faute sans recours à une liste d'exonération, de plus les nouvelles règles étendent la période de responsabilité du transporteur. Les Règles de Hambourg ne sont peut être pas la solution idéale mais pour la première fois elle représente les intérêts de toutes les parties concernées et mieux encore un compromis accepte par tous. Cela dit, il est vrai que Ie futur prochain demeure incertain. II est clair que la plupart des pays ne sont pas presses de joindre ce nouveau régime aussi merveilleux soit-il. Le débat demeure ouvert Ie verdict délibère encore. Une chose demeure sure, l'analyse détaillée du fonctionnement de Hambourg avec ses défauts et mérites est loin d'être achevée. Seulement avec Ie recul on peut chanter les louanges, la réussite ou I'insuccès d'un nouveau système. Par conséquent, Ie nombre restreint des parties y adhérents rend l'analyse difficile et seulement théorique. Néanmoins il y'a de l'espoir qu'avec Ie temps l'objectif recherche sera atteint et qu'un commerce maritime régi par des règles et coutumes uniformes it. travers Ie globe sera pratique courante. Entre temps la réalité du domaine nous expose it. un monde divise et régi par deux systèmes.

AURA : a hybrid approach to identify framework evolution

Les cadriciels et les bibliothèques sont indispensables aux systèmes logiciels d'aujourd'hui. Quand ils évoluent, il est souvent fastidieux et coûteux pour les développeurs de faire la mise à jour de leur code. Par conséquent, des approches ont été proposées pour aider les développeurs à migrer leur code. Généralement, ces approches ne peuvent identifier automatiquement les règles de modification une-remplacée-par-plusieurs méthodes et plusieurs-remplacées-par-une méthode. De plus, elles font souvent un compromis entre rappel et précision dans leur résultats en utilisant un ou plusieurs seuils expérimentaux. Nous présentons AURA (AUtomatic change Rule Assistant), une nouvelle approche hybride qui combine call dependency analysis et text similarity analysis pour surmonter ces limitations. Nous avons implanté AURA en Java et comparé ses résultats sur cinq cadriciels avec trois approches précédentes par Dagenais et Robillard, M. Kim et al., et Schäfer et al. Les résultats de cette comparaison montrent que, en moyenne, le rappel de AURA est 53,07% plus que celui des autre approches avec une précision similaire (0,10% en moins).

Assembly rules for protein networks derived from phylogenetic-statistical analysis of whole genomes

Background: We report an analysis of a protein network of functionally linked proteins, identified from a phylogenetic statistical analysis of complete eukaryotic genomes. Phylogenetic methods identify pairs of proteins that co-evolve on a phylogenetic tree, and have been shown to have a high probability of correctly identifying known functional links. Results: The eukaryotic correlated evolution network we derive displays the familiar power law scaling of connectivity. We introduce the use of explicit phylogenetic methods to reconstruct the ancestral presence or absence of proteins at the interior nodes of a phylogeny of eukaryote species. We find that the connectivity distribution of proteins at the point they arise on the tree and join the network follows a power law, as does the connectivity distribution of proteins at the time they are lost from the network. Proteins resident in the network acquire connections over time, but we find no evidence that 'preferential attachment' - the phenomenon of newly acquired connections in the network being more likely to be made to proteins with large numbers of connections - influences the network structure. We derive a 'variable rate of attachment' model in which proteins vary in their propensity to form network interactions independently of how many connections they have or of the total number of connections in the network, and show how this model can produce apparent power-law scaling without preferential attachment. Conclusion: A few simple rules can explain the topological structure and evolutionary changes to protein-interaction networks: most change is concentrated in satellite proteins of low connectivity and small phenotypic effect, and proteins differ in their propensity to form attachments. Given these rules of assembly, power law scaled networks naturally emerge from simple principles of selection, yielding protein interaction networks that retain a high-degree of robustness on short time scales and evolvability on longer evolutionary time scales.