Inženieri, izstrādājot iekārtas un sistēmas, bieži dod priekšroku simetrijai. Tas nereti rezultējas robustākās, stabilākās sistēmās, kas ir noturīgākas pret perturbācijām un sarežģījumiem. Taču, kā ar simetriju dabā? Ir vilinoši pieņemt, ka tā, gluži kā apzinīgs inženieris, ir mērķtiecīgi izplānojusi dizainu ar ieskatu nākotnē vēlamajā rezultātā. Diemžēl patiesība ir tāda, ka daba un evolūcija gluži tā nestrādā un uz priekšu notikumus neparedz un neplāno, tāpēc simetrijai dabā jābūt citam cēlonim. Tai jābūt sekām kādam procesam, kas samērā ātri piedāvā kādu priekšrocību atlases procesā. Tā spriež pētnieku komanda, kurā apvienojušies zinātnieki no Okfordas, Kembridžas, Bergenas un citām ietekmīgām universitātēm.
Pētnieki izvirza hipotēzi, ka šī priekšrocība, vispārināti sakot, ir vienkāršība. Daba dod priekšroku vienkāršiem algoritmiem. "Iedomājieties, ka jums jāpaskaidro draugam, kā noflīzēt telpas grīdu, un jāizmanto pēc iespējas mazāk vārdu. Jūs neteiksiet – šeit liekam romba formas flīzes, te liekam garenos taisnstūrus, bet te – kvadrātus. Jūs visdrīzāk teiksiet – visur liec kvadrātus. Un šī vienkāršā recepte noved pie ļoti simetriska iznākuma," vietne "SciTechDaily" citē vienu no pētījuma autoriem, Bergenas Universitātes profesoru Īanu Džonstonu.
Zinātnieki izmantoja datormodelēšanu, lai izpētītu, kā šī priekšrokas došana vienkāršiem algoritmiem notiek bioloģiskās sistēmās. Meklējot iespējamās genoma versijas, ir daudz lielākas izredzes, ka evolūcijas gaitā daba "uzskries virsū" jeb atklās vienkāršus algoritmus, kas noved pie derīgām izmaiņām organismos, nevis augstas sarežģītības algoritmus, kas izrādīsies arī veiksmīgi un noderīgi organisma izdzīvošanai.
Lai "bilde" būtu vēl skaidrāka, var atsaukt atmiņā klasisku domu eksperimentu, ko dažādās formās mēdz izmantot evolucionārajā bioloģijā. Iedomājamies, ka telpā ir daudz pērtiķu, un katrs mēģina uzrakstīt grāmatu, bliežot pa tastatūras taustiņiem. Tas, protams, notiek bez apzināta mērķa uzrakstīt konkrētu vārdu vai frāzi, jo pērtiķiem šādas spējas nepiemīt. Tagad iedomāsimies, ka pērtiķu uzdevums ir uzrakstīt nevis veselu grāmatu, bet, piemēram, recepti. Ir daudz lielāka varbūtība, ka kāds no tiem, bliežot pa taustiņiem, nejauši uzrakstīs īsu un vienkāršu recepti, nevis garu, sarežģītu un ar daudziem soļiem. Ja mēs pēc tam lūkotu pagatavot ēdienu no šīm receptēm (tā šeit ir metafora ģenētiskajai informācijai, kas kodē bioloģisku struktūru veidošanos), tad ir daudz lielākas izredzes, ka galā sanāks kaut kas jēdzīgs, ja sekosim kādai no vienkāršākajām receptēm.
Līdzīgi arī šajā pētījumā modelēšana norādīja, ka bioloģisku struktūru un sistēmu – sākot no RNS un vienkāršiem proteīniem līdz sarežģītākām sistēmām – veidošanās procesā priekšroka biežāk ir algoritmiski vienkāršākām struktūrām. Savukārt simetrija ir viena no vienkāršu struktūru "blaknēm" – simetrisku sistēmu raksturošanai vienkārši nepieciešams mazāk informācijas nekā sarežģītu un asimetrisku sistēmu raksturošanai.
Plašāk par to, kāpēc daba evolūcijas gaitā dod priekšroku simetrijai, skaidrots publikācijā zinātniskajā izdevumā PNAS.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
