เว็บสล็อต ‘ความเรียบง่ายในการให้ข้อมูล’ อาจอธิบายได้ว่าทําไมธรรมชาติจึงชอบความสมมาตร

เว็บสล็อต 'ความเรียบง่ายในการให้ข้อมูล' อาจอธิบายได้ว่าทําไมธรรมชาติจึงชอบความสมมาตร

โดย คาเมรอนดุ๊ก เผยแพร่เมื่อ 25 มีนาคม 2022 เว็บสล็อต ชีวิตสนับสนุนโครงสร้างที่เรียบง่ายมากกว่าโครงสร้างที่ซับซ้อน

เครื่องจักรโมเลกุลเช่นคอมเพล็กซ์การเก็บเกี่ยวแสงนี้จากแบคทีเรียมักจะสมมาตรอย่างโดดเด่น

เครื่องจักรโมเลกุลเช่นคอมเพล็กซ์การเก็บเกี่ยวแสงนี้จากแบคทีเรียมักจะสมมาตรอย่างโดดเด่น (เครดิตภาพ: เอียน จอห์นสตัน)

ในทางชีววิทยาความสมมาตรมักจะเป็นกฎมากกว่าข้อยกเว้น ร่างกายของเรามีครึ่งซ้ายและขวาปลาดาว

แผ่ออกมาจากจุดศูนย์กลางและแม้แต่ต้นไม้แม้ว่าจะไม่สมมาตรเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็ยังคงผลิตดอกไม้สมมาตร ในความเป็นจริงความไม่สมมาตรในชีววิทยาดูเหมือนจะค่อนข้างหายากโดยการเปรียบเทียบ

นี่หมายความว่าวิวัฒนาการมีความชอบในสมมาตรหรือไม่? ในการศึกษาใหม่กลุ่มนักวิจัยนานาชาตินําโดย Iain Johnston ศาสตราจารย์ในภาควิชาคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเบอร์เกนในนอร์เวย์กล่าวว่ามันเป็นเช่นนั้นแม้ว่าโครงสร้างสมมาตรจะแสดงเพียงเศษเสี้ยวของรูปแบบที่เป็นไปได้ – ในรูปทรงเรขาคณิตอย่างน้อย – สมมาตรปรากฏขึ้นทุกที่ในสิ่งมีชีวิต มันไม่ใช่แค่ปรากฏการณ์แผนการร่างกายด้วย โปรตีนเครื่องจักรโมเลกุลภายในร่างกายส่วนใหญ่สมมาตรเช่นกันมักประกอบด้วยชุดของชิ้นส่วนแบบแยกส่วนซ้ํา โครงสร้างซ้ํามักพบในสัตว์เช่นกัน คิดถึงตะขาบกับส่วนของร่างกายซ้ํา ๆ ของพวกเขา เหตุผลสําหรับ “ความชอบ” ที่ชัดเจนนี้ไม่ได้ขับเคลื่อนด้วยสุนทรียศาสตร์ แต่ตามที่นักวิจัยกล่าวว่ามันลงมาเพื่อความเรียบง่าย”มันอาจเป็นเรื่องที่ดึงดูดให้สันนิษฐานว่าความสมมาตรและโมดูลาร์เกิดขึ้นจากการคัดเลือกโดยธรรมชาติ” Johnston และผู้เขียนร่วมของเขาเขียนไว้ในการศึกษาใหม่ การคัดเลือกโดยธรรมชาติอาจทําให้ลักษณะที่เป็นประโยชน์กลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นเพราะลักษณะเหล่านั้นช่วยให้อยู่รอดได้ อย่างไรก็ตามการคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถทําให้ลักษณะที่เป็นประโยชน์เป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นหรือทํากับสิ่งที่เป็นอันตราย มันไม่สามารถบังคับให้คนใหม่เอี่ยมปรากฏขึ้น

แต่สามารถเสริมผลกระทบของการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นแบบสุ่มเท่านั้น ตัวอย่างเช่นผีเสื้อที่มีปีกสีเข้ม

อาจเป็นเรื่องยากสําหรับนกที่จะมองเห็นได้มากกว่าผีเสื้อที่มีปีกสีอ่อน นักล่าอาจมีแนวโน้มที่จะมองข้ามผีเสื้อปีกมืดทําให้แมลงเหล่านั้นอยู่รอดทําซ้ําและส่งผ่านลักษณะนั้นไปยังลูกหลานของพวกเขา แต่นี่ไม่ได้บังคับให้ปีกสีดําดํารงอยู่ ยีนต้องกลายพันธุ์เพื่อให้มันเกิดขึ้น และถ้าการกลายพันธุ์ให้ความได้เปรียบ ก็มีแนวโน้มที่จะถูกขยายออกไปในหมู่ประชากรมาหลายชั่วอายุคน จนกระทั่งมันกลายเป็นลักษณะทั่วไปของสายพันธุ์

ที่เกี่ยวข้อง: ยีนของมอนสเตอร์ทะเลอายุ 500 ล้านปีอาศัยอยู่ในตัวเราในทํานองเดียวกันการคัดเลือกโดยธรรมชาติอาจดูเหมือนจะชอบความสมมาตรเพราะส่วนใหญ่ได้รับรูปแบบสมมาตรในการทํางาน คําอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดว่าทําไมโปรตีนและร่างกายจึงสมมาตรไม่ใช่เพราะความสมมาตรให้ความได้เปรียบในการอยู่รอด แต่เนื่องจากรูปแบบการทําซ้ําที่สมมาตรมากขึ้นปรากฏขึ้นตั้งแต่แรก

แล้วอะไรทําให้มันเกิดขึ้น? รูปแบบสมมาตรมีแนวโน้มพัฒนาบ่อยขึ้นและจากนั้นยังคงมีอยู่ในช่วงเวลาวิวัฒนาการเพราะพวกเขามักจะต้องการข้อมูลน้อยกว่าที่จะผลิตกว่ารูปแบบที่ไม่สมมาตรทํา

“ลองนึกภาพต้องบอกเพื่อนถึงวิธีการปูพื้นโดยใช้คําให้น้อยที่สุด” Johnston กล่าวในแถลงการณ์ “คุณจะไม่พูดว่า ‘ใส่เพชรตรงนี้ สี่เหลี่ยมยาวตรงนี้ สี่เหลี่ยมกว้างตรงนี้ สี่เหลี่ยมกว้างตรงนี้’ คุณจะพูดแบบว่า ‘วางกระเบื้องสี่เหลี่ยมไว้ทุกที่’ และสูตรที่ง่ายและเรียบง่ายนั้นให้ผลลัพธ์ที่สมมาตรสูง”จอห์นสตันและเพื่อนร่วมงานของเขาทดสอบสมมติฐานความเรียบง่ายนี้โดยใช้การสร้างแบบจําลองการคํานวณ โดยการเรียกใช้การจําลองวิวัฒนาการของโปรตีนนักวิจัยพบว่าการกลายพันธุ์แบบสุ่มมีแนวโน้มที่จะสร้างลําดับทางพันธุกรรมที่เรียบง่ายกว่าลําดับที่ซับซ้อน หากโครงสร้างที่เรียบง่ายเหล่านั้นดีพอที่จะทํางานของพวกเขาการคัดเลือกโดยธรรมชาติสามารถเข้าควบคุมและใช้ประโยชน์จากโครงสร้างเหล่านั้นได้ ในการจําลองของนักวิจัยเช่นเดียวกับในชีวิตโครงสร้างสมมาตรสูงที่มีความซับซ้อนต่ําไกลกว่าโครงสร้างที่ซับซ้อนที่มีจํานวนมากกว่าที่มีความสมมาตรต่ํา

การศึกษานี้ทําให้เกิดการหมุนใหม่เกี่ยวกับทฤษฎีบทลิงที่ไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งเป็นการทดลองความคิดเก่า ๆ ในด้านชีววิทยาวิวัฒนาการ หากตามทฤษฎีบททํานายลิงประเภทสุ่มเป็นระยะเวลาที่ไม่มีที่สิ้นสุดในที่สุดก็จะผลิตผลงานที่สมบูรณ์ของเช็คสเปียร์ (หรืออาจเป็นสคริปต์สําหรับ “Die Hard”) โดยพื้นฐานแล้วการกลายพันธุ์แบบสุ่มในดีเอ็นเอก็เหมือนกับการพิมพ์ลิง ให้เวลาเพียงพอ (และลิงเพียงพอ) มันเป็น‎ธอร์นให้มุมมองเบื้องหลังว่าภาพยนตร์เรื่องนี้พัฒนาขึ้นอย่างไรรวมถึงบทบาทของเขาในฐานะที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ ถัดไปเขาพูดถึงวัตถุหลายอย่างที่คุ้นเคยกับผู้ดูภาพยนตร์: การเดินทางระหว่างดวงดาวหลุมดํารูหนอนและอื่น ๆ สิ่งที่เนี๊ยบเกี่ยวกับหนังสือเล่มนี้ คือการเห็นว่าการตระหนักรู้ของธอร์นเกี่ยวกับฟิสิกส์มาจากการทํางานในภาพยนตร์เรื่องนี้ แสดงให้เห็นว่าศิลปะมีคุณค่าเพียงใดในวิทยาศาสตร์‎‎นักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวฝรั่งเศส Nicolas Dupont-Bloch นําเราผ่านทัวร์ดวงจันทร์ที่น่าทึ่งในหนังสือเล่มนี้ทั้งหมดผ่านสายตาของกล้องโทรทรรศน์สมัครเล่นหรือจุดชมวิวของกล้องส่องทางไกล เป้าหมาย เว็บสล็อต