Digitális organizmusok igazolják a darwini evolúciót

Nem csípnek, vagy harapnak. Nem okoznak fejfájást, sőt kézzel fogható formában nem is léteznek. A "digitális organizmusok" speciális programok, melyek szaporodnak, mutálódnak és alkalmazkodnak, így fejlődve a számítógépek belsejében. Emellett a tudósokat több életciklusnyi információval látják el az evolúcióról.

"Az élő szervezetekről készült összehasonlító tanulmányokból már régóta világos számunkra, hogy az új funkciók nem a semmiből jelentek meg hirtelen, sokkal inkább úgy, hogy az organizmusok új szerkezeteket és funkciókat fejlesztettek ki a régiek apró részleteiből csipegetve" - mondta Richard Lenski, a Michigan State University egyik biológusa.

Lenski és munkatársai, Charles Ofria és Robert Pennock, valamint Christoph Adami, a Kaliforniai Technológiai Intézet kutatója a Nature május 8-i számában publikálták kutatásukat.
Thomas Ray szerint, aki a kilencvenes évek elején a digitális organizmusokat megalkotta, a tanulmány "nem lepte meg az evolúciós biológusokat, sokkal inkább egy teljesen tiszta és részletes elemzéssel szolgált az elgondolásaik alátámasztására". Mióta Darwin a 19. században megalkotta elméletét az evolúcióról, a biológusok úgy vélik az összetett jellemvonások, mint a látás, számtalan lépésen át fejlődött ki, és egyes köztes lépcsőfokok eredetileg egészen más funkciót szolgáltak, mint amit ma teljesítenek.

Az emberi szem például olyan kristályos fehérjéket tartalmaz, melyek enzimatikus funkciókat látnak el, és semmi közük a látáshoz. "Munkánk lehetővé teszi számunkra, hogy megfigyelhessük a legösszetettebb funkcióik felépülését az egyszerűbb és kezdetlegesebb funkciókból" - mondta Lenski. Ofria szerint, aki a számítástechnika szakértője, programjuk segíthet a programozóknak hatékonyabb evolúciós algoritmusok elkészítésében.

"Munkánk egyik legérdekesebb oldala, hogy általa jobban megismerhetjük, hogyan jut át a természet komplex problémák megoldásával a nehézségeken A darwini evolúció szinte ugyanúgy befolyásolja a DNS-t és a számítógépes kódot" - mondta Adami. "Ezáltal az evolúció elektronikus eszközökön is tanulmányozható" A kutatók azonos "digitális organizmusok" populációit hozták létre, egy Avida nevű számítógépes modellező alkalmazás használatával.

Kezdéskor egyetlen digitális organizmus sem képes logikai művelet elvégzésére. Azonban az "ivadékoknak" minden többszöröződés alkalmával 20% esélyük volt a véletlenszerű mutációra. A mutáció megváltoztatta az organizmus természetét és egyes esetekben egy-egy olyat eredményezett, mely képes volt logikai műveletek elvégzésére. A tanulmány több mint 15.000 generáció esetében bizonyítja be, hogy a digitális organizmusok képtelenek véletlenszerű fejlődéssel egyetlen lépésben eljutni logikai műveletek sorozatának elvégzéséhez, oly módon, hogy egy meghatározott inputot egy meghatározott outputtá alakítsanak.

Később a kutatók a mutáció következtében logikai műveletekre képes organizmusoknak nagyobb lehetőséget adtak a további többszöröződésre. Idővel, ahogy a mutáció felépült, egyesek végül odáig mutálódtak, hogy képesek voltak elvégezni a kívánt többszörös logikai műveleteket. Lenski hozzátette, hogy egyes mutációk, melyek eleinte egyáltalán nem tűntek előnyösnek, a későbbiekben létfontosságú mérföldkőnek bizonyultak az evolúciós folyamatban.