Исследователи из Австрийского института науки и технологий разработали математическую модель, которая демонстрирует, как природа выбирает из множества возможных решений в процессе эволюции. В ходе своего исследования они изучили развитие эмбриона плодовой мушки Drosophila и пришли к выводу, что для создания идеально функционирующего организма существует не один, а сразу несколько путей.
Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).Ученые давно считают, что эволюция похожа на процесс оптимизации. Организмы "подстраиваются" под окружающую среду, выбирая наиболее эффективные решения для выживания. Например, глаза разных животных эволюционировали независимо, но их структура схожа, поскольку она идеально приспособлена для восприятия света.
"В биологических системах редко существует только одно верное решение. Например, разные организмы могут достигать схожих результатов различными способами, что делает природу более гибкой и разнообразной", — объяснил Томас Соколовский, ведущий автор исследования.
В своей работе исследователи использовали эмбрион плодовой мушки, которая давно служит моделью для экспериментов в генетике. На этапе развития у эмбриона активируются особые гены, которые управляют тем, как формируются сегменты тела насекомого. Ученые создали математическую модель, которая точно предсказывает, как эти гены взаимодействуют друг с другом для формирования тела. Оказалось, что таких "правильных" взаимодействий может быть несколько, и все они ведут к успешному результату. Природа не ограничена одним единственным решением, что делает эволюцию более гибкой.
"То, что эволюция может выбрать из множества возможных вариантов, повышает ее успех. Если есть несколько путей к цели, вероятность найти правильный путь гораздо выше," — добавил Соколовский.
Ученые планируют продолжать исследования, чтобы понять, как на выбор "оптимального пути" влияют такие факторы, как окружающая среда и законы естественного отбора.
Свежие комментарии