Desde los girasoles hasta las estrellas de mar, la simetría aparece en todas partes en la biología. Esto no solo es cierto para los planes corporales: las máquinas moleculares que mantienen vivas a nuestras células también son sorprendentemente simétricas. Pero, ¿por qué? ¿La evolución tiene una preferencia incorporada por la simetría?
Un equipo internacional de investigadores cree que sí, y ha combinado ideas de biología, informática y matemáticas para explicar por qué. Como informan en PNAS, las estructuras simétricas y otras estructuras simples surgen tan comúnmente porque la evolución tiene una preferencia abrumadora por los "algoritmos" simples, es decir, conjuntos de instrucciones simples o recetas para producir una estructura dada.
"Imagínese tener que decirle a un amigo cómo enlosar un piso usando la menor cantidad de palabras posible", dice Iain Johnston, profesor de la Universidad de Bergen y autor del estudio. "No diría: ponga diamantes aquí,Rectángulos largos aquí, rectángulos anchos aquí. Diría algo como: ponga mosaicos cuadrados en todas partes. Y esa receta simple y fácil da un resultado altamente simétrico".
El equipo usó modelos computacionales para explorar cómo se produce esta preferencia en biología. Demostraron que muchos más genomas posibles describen algoritmos simples que los más complejos. A medida que la evolución busca sobre posibles genomas, es más probable que se descubran algoritmos simples, comoson, a su vez, las estructuras más simétricas que producen. Luego, los científicos conectaron esta imagen evolutiva con un resultado profundo de la disciplina teórica de la teoría algorítmica de la información.
"Estas intuiciones se pueden formalizar en el campo de la teoría algorítmica de la información, que proporciona predicciones cuantitativas para el sesgo hacia la simplicidad descriptiva", dice Ard Louis, profesor de la Universidad de Oxford y autor correspondiente del estudio.
La idea teórica clave del estudio se puede ilustrar con un giro en un famoso experimento mental en biología evolutiva, que representa una habitación llena de monos que intentan escribir un libro escribiendo al azar en un teclado. Imagine que los monos están tratando de escribir unreceta. Es mucho más probable que cada uno acierte al azar las letras requeridas para deletrear una receta corta y simple que una larga y complicada. Si luego seguimos cualquier receta que hayan producido los monos, nuestra metáfora para producir estructuras biológicas a partir de información genética.- produciremos resultados simples con mucha más frecuencia que complicados.
Los científicos muestran que una amplia gama de estructuras y sistemas biológicos, desde proteínas hasta ARN y redes de señalización, adoptan estructuras algorítmicamente simples con probabilidades según lo predicho por esta teoría. En el futuro, planean investigar las predicciones que hace su teoría sobre los sesgos.en procesos de desarrollo a mayor escala.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Bergen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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