Hayatın Simetri Tercihi ‘Yeni Bir Doğa Yasası’ Gibi

Beykozlu

New member
Simetri doğada çok yaygındır. Fillerin veya kelebeklerin sağ ve sol yarısında veya merkezi bir nokta etrafında tekrar eden çiçek yaprakları ve deniz yıldızı kollarında olduğu gibi, ayna görüntülerinin tekrarlandığı her yerde bulunur. Proteinler ve RNA gibi küçük şeylerin yapılarında bile saklanıyor. Doğada asimetri kesinlikle var olsa da (kalbinizin göğsünüzde bir tarafta olması veya erkek kemancı yengeçlerin genişlemiş bir pençesi olması gibi), simetrik formlar canlılarda rastgele olamayacak kadar sık görülür.

Simetri neden üstündür? Biyologlar emin değiller – bu kadar çeşitli yaşam formlarında ve yapı taşlarında simetrinin yaygınlığı için doğal seçilime dayalı hiçbir neden yok. Şimdi bilgisayar bilimi alanından iyi bir cevap gelebilir gibi görünüyor.

Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabında bu ay yayınlanan bir makalede, araştırmacılar binlerce protein kompleksini ve RNA yapısını ve ayrıca genlerin nasıl açılıp kapandığını kontrol eden bir model molekül ağını analiz ettiler. Evrimin simetriye yöneldiğini buldular çünkü simetri üretme talimatlarını genetik koda yerleştirmek ve takip etmek daha kolay. Simetri, “daha akıllıca çalışın, daha çok değil” sözünün belki de en temel uygulamasıdır.

Oxford Üniversitesi’nde fizikçi olan Ard Louis, “İnsanlar genellikle evrimin bu inanılmaz yapıları yapabildiğine oldukça şaşırıyorlar ve gösterdiğimiz şey bunun aslında düşündüğünüzden daha kolay olduğu” dedi. çalışmanın yazarı.




“Sanki yeni bir doğa kanunu bulduk,” diyor Exeter Üniversitesi’nde bilgisayar bilimi alanında öğretim üyesi ve ortak yazar olan Chico Camargo. İngiltere. “Bu çok güzel, çünkü dünyayı nasıl gördüğünüzü değiştiriyor.”

Dr. Louis, Dr. Camargo ve meslektaşları Iain Johnston, simetrinin evrimsel kökenlerini araştırmaya, Dr. Johnston, virüslerin protein kabuklarını nasıl oluşturduklarını anlamak için simülasyonlar yürüterek doktorasını yaparken başladı. Ortaya çıkan yapılar simetriye oldukça eğilimliydi ve saf rastgeleliğin izin verdiğinden çok daha sık ortaya çıkıyordu.

Araştırmacılar ilk başta şaşırdılar, ancak mantıklı geldi – basit, tekrar eden desenler üreten algoritmaları yürütmek daha kolay ve bozmak daha zor. Şimdi Norveç’teki Bergen Üniversitesi’nde çalışan Dr. Johnston, bunu birisine bir zeminin nasıl döşeneceğini anlatmaya benzetiyor: Karmaşık bir mozaiğin nasıl yapılacağını açıklamaktansa, birbirinin aynısı kare karoların tekrar eden sıralarını döşemek için talimat vermek daha kolaydır.

Sonraki on yılda, araştırmacılar ve ekibi, proteinlerin nasıl kümeler halinde bir araya geldiklerini ve RNA’nın nasıl katlandığını inceleyerek aynı kavramı temel biyolojik bileşenlere uyguladılar.

Dr. Camargo, “Daha sık görünen şekiller daha basit olanlar veya daha az çılgın olanlardır,” dedi.




RNA ve proteinleri algoritmik genetik talimatları yürüten küçük girdi-çıktı makineleri olarak hayal etmek, simetriye olan eğilimi Darwinci “en uygun olanın hayatta kalması” şeklinde açıklar. yapamadı. Basit, simetrik yapılar inşa etmek için talimatları kodlamak daha kolay olduğu için, doğa, doğal seleksiyon söz konusu olduğunda, orantısız sayıda bu basit talimat setleri arasından seçim yapmak zorunda kalır. Dr. Camargo, basitliği nedeniyle orantısız simetri üreterek, evrimi biraz “yüklü zarlarla taraflı bir oyun” gibi kılıyor.

Makaleleri mikroskobik yapılara odaklanırken, araştırmacılar bu mantığın daha büyük, daha karmaşık organizmalara kadar uzandığına inanıyorlar. Dr. Johnston, “Doğa, ayçiçeğinin etrafındaki 100 yapraktan her biri için farklı bir programa sahip olmak yerine, programı bir yaprak üretmek için yeniden kullanabilseydi çok mantıklı olurdu” dedi.

Mikroskobik simetriye yönelik istatistiksel önyargıyı göstermekle bitkilerde ve hayvanlarda gördüğümüz simetriyi açıklamak arasında hâlâ bir uçurum olsa da, Macaristan’daki Debrecen Üniversitesi’nde simetri üzerine çalışan biyolog Gábor Holló, kendisini heyecanlandırdığını söylüyor. yeni kağıdın sonuçları. Çalışmaya dahil olmayan Dr. Holló, “Böylesine doğal ve böyle evrensel bir özelliğin evrimde, doğada nasıl ortaya çıktığını açıklamak, bu bir şey” dedi.

Benzer şekilde, İspanya’daki Centro Nacional de Biotecnologia’da karmaşık bir sistem araştırmacısı olan ve çalışmaya dahil olmayan Luís Seoane, çalışmayı “olabildiğince yasal” olarak övdü.

“Basitlik ve karmaşıklık arasında devam eden bir savaş var ve biz bunun tam kenarında yaşıyoruz,” dedi Dr. Seoane. Evren sürekli artan rastgeleliğe doğru meylediyor, diye ekledi, ancak bu basit, simetrik yapı taşları bu karmaşıklığı anlamlandırmaya yardımcı oluyor.
 
Üst