Биологическую «разумность» объяснили экономией

Математики предложили объяснение модульному строению биологических систем. По словам ученых, двигателем ее возникновения могла быть экономия ресурсов. Работа пока не принята к публикации, но ее препринт доступен в архиве Корнельского университета. Исследователи пытались понять, почему биологические системы построены по модульному принципу. Это свойство хорошо известно биологам и заметно на разных уровнях строения организмов. Модульностью обладают сети взаимодействия генов и белков в клетке, сети нейронов, кровеносная система, и так далее.

Исследователи пытались понять, почему биологические системы построены по модульному принципу. Это свойство хорошо известно биологам и заметно на разных уровнях строения организмов. Модульностью обладают сети взаимодействия генов и белков в клетке, сети нейронов, кровеносная система, и так далее. Преимущества модульности для ускорения эволюции очевидны любому инженеру — она позволяет заменять одни компоненты другими, не меняя общую схему работы системы. Однако не вполне ясно, как то, что ускоряет эволюцию, само возникло в результате эволюции. Иначе говоря, непонятно, что именно являлось двигателем отбора в пользу модульных систем и инженерной «разумности».

Выводы ученых основаны на двух параллельных симуляциях эволюции нейронных сетей. Сети в эксперименте должны были научиться распознавать определенный набор сигналов. Те сети из первоначального набора, которые делали это лучше других, «размножались» и давали множество похожих, но не идентичных новых сетей. Параллельно проводилось два отбора: отбор по критерию качества распознавания сигнала и отбор, где учитывалось также количество затраченных ресурсов. Во втором случае сети, содержащие большее число связей при одинаковом качестве распознавания, считались неэффективными и исключались из отбора.

Через некоторое количество циклов эволюции ученые взглянули на топологию образовавшихся сетей. Оказалось, что сети, где ресурсы не экономились и количество связей не учитывалось, представляли собой «мешанину» из связей. В параллельной симуляции, где экономия ресурсов была важна для эффективности, сети образовывали четкие модули, компоненты которых плотно связаны друг с другом и слабо — с остальной системой. Такие сети в дальнейшем могли эволюционировать быстрее за счет копирования и перетасовки готовых компонентов.

Исследования по топологии сетей объединяют самые разные традиционные дисциплины — от математики и информатики до эволюционной и нейробиологии. Сети с похожим строением и свойствами (например, безмасштабные) можно одинаково легко найти в мозге, ДНК, транспортной инфраструктуре или социальных медиа.

Источник: lenta.ru

Приемный и биологический отец принуждали дочь к сексу
Израильские СМИ публикуют шокирующие подробности дела об издевательстве над несовершеннолетней девочкой со стороны самых близких родственников. Дело слушается в окружном суде Иерусалима.

Бреттон-Вудская система — реальная угроза для суверенитета Украины? ("The National Interest", США)
Когда политики и эксперты уходят в область поверхностных исторических аналогий, чаще всего они сравнивают то или иное событие, если оно плохое, с Мюнхеном, а если оно очень плохое, — с 11 сентября.

Солдат будущего: техника, биология и мораль
Новые автоматы, новые танки, новые самолеты.

Инкубатор боевых бактерий
Не так недавно в США состоялись мероприятия, посвященные 15-й годовщине трагических событий 11 сентября 2001 года.


  • СЕТЬ,
  • Эволюция,
  • Ресурс,
  • Количество,
  • Связь
Комментировать публикацию через Постсовет:
Комментарии (0) RSS свернуть / развернуть

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.


Комментировать публикацию через Вконтакте: