Sorprendenti analogie tra codici genetici e il computer

Ricercatori trovano sorprendenti analogie tra codici genetici e il computer

La “sopravvivenza del più adatto” si riferisce alla selezione naturale in sistemi biologici, ma la teoria di Darwin si può applicare in modo più ampio di quello. Una nuova ricerca del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti del Brookhaven National Laboratory dimostra che questa teoria evolutiva vale anche per i sistemi tecnologici.

Il biologo computazionale Sergei Maslov del Brookhaven National Laboratory ha lavorato con lo studente  Tin Yau Pang della Stony Brook University per confrontare la frequenza con cui i componenti “sopravvivono” in due sistemi complessi: genomi batterici e sistemi operativi sui computer Linux. Il loro lavoro è pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences .

Maslov e Pang hanno cercato di determinare non solo perché alcuni geni specifici o programmi informatici sono molto comuni, mentre altri sono piuttosto rari, ma per vedere quanti componenti in ogni sistema sono così importanti che non possono essere eliminati. “Se un genoma nei batteri non hanno un gene particolare, sarà morto all’arrivo,” Maslov ha detto. “Quanti di questi geni ci sono? Lo stesso vale per i sistemi software di grandi dimensioni. Hanno più componenti che lavorano insieme ed i sistemi richiedono solo i componenti giusti che lavorano insieme per crescere”.

Utilizzando i dati del sequenziamento massivo del genoma batterico, Maslov e Pang hanno esaminato la frequenza di utilizzo di pezzi cruciali del codice genetico nei processi metabolici di 500 specie batteriche e hanno trovato una somiglianza sorprendente con la frequenza di installazione di 200.000 pacchetti Linux su più di 2 milioni di singoli computer. Linux è un software open source di collaborazione che permette ai progettisti di modificare il codice sorgente per creare programmi per uso pubblico.

I componenti di uso più frequente in entrambi i sistemi biologici e il computer sono quelli che permettono per la maggior parte discendenti. Vale a dire, più un componente è invocato da altri, più è probabile che deve essere richiesto per la piena funzionalità di un sistema.

Può sembrare logico, ma la parte sorprendente di questo risultato è il modo universale . “Si prevede che quasi la frequenza di utilizzo di qualsiasi componente è correlata con il numero di altri componenti”, ha detto Maslov. “Ma abbiamo scoperto che siamo in grado di determinare il numero di componenti essenziali – quelli senza che gli altri componenti non potrebbe funzionare -. Da un semplice calcolo che vale sia nei sistemi biologici e sistemi informatici”. 

Per entrambi i batteri e dei sistemi informatici, la radice quadrata dei componenti interdipendenti e si può trovare il numero di componenti chiave che sono così importanti.

Maslov constata che questo sistema si applica anche a queste reti complesse perché sono entrambi esempi di sistemi di accesso aperti con componenti che vengono installati in modo indipendente. “I batteri sono i BitTorrents della biologia”, ha detto, riferendosi a un popolare protocollo di condivisione file. “Hanno questo enorme bacino comune di geni che sono liberamente condivisi con gli altri. I sistemi batterici possono aggiungere o rimuovere facilmente i geni dai  loro genomi attraverso quello che viene chiamato trasferimento genico orizzontale, una sorta di condivisione di file tra batteri”, ha detto Maslov.

Lo stesso vale per i sistemi operativi Linux, che consentono l’installazione di componenti costruiti libera e condivisa da una moltitudine di progettisti indipendentemente l’uno dall’altro. La teoria non vale per, ad esempio, un sistema operativo Windows, che viene eseguito solo programmi proprietari.

Fonte: pianetablunesw