Logo
Cover

Симметрия проявляется в природе повсюду, от подсолнухов до морских звезд. Дело не ограничивается внешним видом — молекулярные машины, поддерживающие работу наших клеток, тоже поразительно симметричны. Международная команда биологов, математиков и информатиков пришла к выводу, что у эволюции есть встроенная предрасположенность к симметрии.

«Представьте себе, что вам нужно объяснить другу, как класть кафель на пол, и нужно это сделать, привлекая как можно меньше слов, — сказал профессор Йен Джонстон из Университета Бергена (Норвегия). — Вы не скажете: клади ромбы тут, длинные прямоугольники тут, а широкие — тут. Вы скажете что-то вроде: кладите везде квадратные плитки. И этот простой, понятный рецепт приводит к тому, что возникает симметрия».

Симметрия и прочие простые структуры так часто возникают в природе потому, что эволюция предпочитает простые «алгоритмы» — то есть, наборы инструкций или рецепты для создания данных структур, делают вывод исследователи.

Ученые применили компьютерное моделирование для того, чтобы понять, как подобные предпочтения возникают в биологии, пишет EurekAlert. Они показали, что в генетических инструкциях простые алгоритмы распространены намного больше, чем сложные. Когда эволюции нужно найти подходящий геном, простые алгоритмы обнаружить легче.

Затем исследователи соединили эту эволюционную картину с теорией алгоритмической информации. Итогом стал вывод, который можно проиллюстрировать знаменитым мысленным экспериментом — комнатой мартышек, которые стучат по клавиатурам, создавая случайный набор символов. Только вместо связного текста они пытаются написать рецепт. С намного большей вероятностью у кого-то из них получится, рано или поздно, напечатать короткий рецепт, а не длинный и сложный.

Другими словами, исследование показало, что широкий спектр биологических структур и систем, от белков до РНК и сигнальных систем, используют алгоритмически простые структуры в соответствии с прогнозами теории алгоритмической информации.

Два года назад ученые подтвердили одну из гипотез Чарльза Дарвина, касающуюся эволюции видов и подвидов. Открытие имеет значение не только для фундаментальной биологии, но и для охраны природы.