Гены и "чистая математика": ученые нашли математическую суть эволюции

Математики находят удовольствие в красоте математики, которую многие из нас не видят. Однако природа - это прекрасное место, где можно наблюдать красоту, порожденную математическими отношениями.

Естественный мир предлагает бесчисленное количество узоров, основанных на числах – если мы можем их распознать.

Команда исследователей обнаружила еще одно поразительное сходство между математикой и природой; между одной из самых чистых форм математики, теорией чисел, и механизмами, регулирующими эволюцию жизни на молекулярном уровне, генетикой.

Теория чисел, хоть и абстрактна, может быть одной из самых знакомых форм математики для многих. Она охватывает умножение, вычитание, деление и сложение целых чисел.

Знаменитая последовательность Фибоначчи - всего лишь один из примеров, где каждое число в последовательности является суммой двух предыдущих. Её узоры можно найти в природе, в шишках, ананасах и семенах подсолнечника.

Ard Louis, математик из Оксфордского университета и старший автор нового исследования, говорит: "Красота теории чисел не только в абстрактных отношениях между целыми числами, но и в глубоких математических структурах, которые она освещает в нашем естественном мире."

Исследователи обратили внимание на мутации, генетические ошибки, которые со временем просачиваются в геном организма и стимулируют эволюцию.

Louis и его коллеги изучили, как уникальная генетическая последовательность, известная как генотип, соответствует конкретному фенотипу или признаку.

Они запустили численные моделирования, чтобы вычислить возможности и показали, что мутационная устойчивость может действительно быть максимизирована в естественно встречающихся белках и структурах РНК.

Более того, максимальная устойчивость следовала за самоповторяющимся фрактальным узором, называемым кривой Blancmange, и была пропорциональна базовому понятию теории чисел, называемому дробью суммы цифр.

Vaibhav Mohanty из Медицинской школы Гарварда говорит: "Мы нашли четкие доказательства в отображении от последовательностей к вторичным структурам РНК, что природа в некоторых случаях достигает точной верхней границы устойчивости."

Исследование было опубликовано в Журнале Королевского общества "Interface".