środa, 17 kwietnia 2013

Genetyka i programowanie mają wiele wspólnego

Porównanie strategii przetrwania genomów prostych organizmów biologicznych i kodów w systemach operacyjnych Linux ujawniło zaskakujące podobieństwa między tymi dwoma złożonymi systemami. Ewolucyjna teoria “przetrwania najlepiej dostosowanych” (survival of the fittest) sprawdza się zarówno w naturalnej selekcji w przyrodzie, jak i systemów cyfrowych.

Pracę na ten temat opublikowano 9 kwietnia tego roku na łamach “Proceedings of the National Academy of Sciences”. Autorami artykułu "Universal distribution of component frequencies in biological and technological systems" są: biolog ewolucyjny dr Sergei Maslov oraz student z Wydziału Fizyki i Astronymii Stony Brook, Tin Yau Pang.

W badaniu porównano bazę danych o genomach około 500 gatunków bakterii, pochodzącą z tzw. KBase, z częstotliwością wykorzystania około 200000 pakietów instalacyjnych Linuxa przez ponad 2 miliony użytkowników tego systemu operacyjnego. Jak wiadomo, cały kod otwartych dystrybucji Linuxa jest otwarty – można go dowolnie modyfikować – dzięki czemu jego elastyczność spontanicznego dostosowywania się do środowiska jest wysoka.

Zdaje się, że najbardziej interesujące w tej publikacji jest nie tyle porównanie elementów kodu programu do fragmentów genomu, co operacja odwrotna. Maslov i Pang zauważyli, że posiadanie określonego “kodu” funkcjonalnego (kompatybilnego) wobec reszty, zwiększa radykalnie szanse na reprodukcję – czy to kodu, czy genomu. Nie tylko niektóre fragmenty kodu/genomu występują częściej, niż pozostałe, ale istnieją też takie, bez których “przetrwanie” nie jest w ogóle możliwe.

Jakie są tego konsekwencje? A choćby taka, że będziemy mogli wskazać te “komponenty”, które są warunkiem koniecznym przetrwania gatunku/systemu operacyjnego. Z badania wynika, że są nimi najczęściej te, którę są najsilniej współuzależnione od innych. Dotyczy to zarówno fragmentów genomu, jak i elementów kodu programistycznego. Wystarczy wskazać te, bez których przeżycie żadnego osobnika/programu nie jest możliwe.

T. Y. Pang, S. Maslov. Universal distribution of component frequencies in biological and technological systems. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; 110 (15): 6235 DOI:10.1073/pnas.1217795110

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz