התגלה דמיון מפתיע בין הגנטיקה לקוד המחשבים של תוכנות לינוקס
המונח שרידת המתאימים התייחס לברירה הטבעית של מערכות ביולוגיות. ואולם מחקר חדש של מדענים במעבדה הלאומית ברוקהייבן ואוניברסיטת סטוני ברוק הראה כי תיאורית האבולוציה תופסת גם לגבי מערכות טכנולוגיות.
הביולוג החישובי סרגיי מאסלוב, חבר צוות המעבדה הלאומית ברוקהייבן, שגם מחזיק בקתדרה באוניברסיטת סטוני ברוק, ביחד עם טין יאו פאנג, דוקטורנט במחלקה לפיסיקה ואסטרונומיה בסטוני ברוק, חברו להשוות את תדירות שבה רכיבים ‘שורדים’ בשתי מערכות מורכבות: גנום של חיידקים ומערכת ההפעלה לינוקס. העבודה שלהם “התפלגות אוניברסאלית של תדירות רכיבים במערכות ביולוגיות וטכנולוגיות” התפרסם ב-9 באפרי בכתב העת PNAS.
מאסלוב ופאנג ביקשו לברר לא רק מדוע כמה גנים מתמחים או תוכנות מחשב נפוצים מאוד בעוד אחרים נדירים למדי, אלא גם כדי לראות כמה רכיבים בכל מערכת חיוניים עד כדי כך שלא ניתן להעלים אותם.
“אם חסר בגנום החיידק גן מסוים, הוא ימות מיד לאחר חלוקת התא.” אמר מאסלוב. “כמה גנים כאלה נמצאים? אותה שאלה תקפה גם למערכות תוכנה מורכבות. יש להן רכיבים רבים שעובדים ביחד והמערכת דורשת את הרכיבים הנכונים שיעבדו ביחד כדי לשרוד.”
השניים בחנו את תוצאות הריצוף המאסיבי של גנומי החיידקים, כעת חלק מבסיס הנתונים של הביולוגיה המערכתית Systems Biology Knowledgebase (KBase), השייך כיום למשרד האנרגיה, הם בחנו את תדירות הופעתם של גנים בגנום של 500 מיני חיידקים ומצאו דמיון מפתיע לתדירות התקנת 200 אלף חבילות לינוקס על למעלה מ-2 מיליון מחשבים שונים. לינוקס היא שותפות תוכנת קוד פתוח המאפשרת למתכננים להתאים את קוד המקור וליצור תוכנה לשימוש הציבור.
הרכיבים שנעשה בהם השימוש התכוף ביותר בשתי המערכות הם אלו שגם איפשרו לחיידק או לקוד התוכנה להביא יותר צאצ5ים. ככל שרכיב תלוי יותר באחרים, כך גדלים הסיכויים שהוא נדרש לתפקוד המלא של המערכת. זה אולי נראה הגיוני אך החלק המפתיע של הממצא הוא בהיותו אוניברסאלי.
“כמעט צפוי שתדירות השימוש של רכיב כלשהו תלוי בשאלה כמה רכיבים אחרים תלויים בו.” אמר מאסלוב. “אך מצאנו שאנו יכולים להגדיר את מספר הרכיבים החיוניים באמצעות חישוב פשוט שנשאר נכון גם במערכות ביולוגיות וגם במערכות מחשב.
הן עבור חיידקים והן עבור מערכות ממוחשבות, קחו את השורש הריבועי של התלות בין הרכיבים וניתן למצוא את מספר רכיבי המפתח שהם כה חשובות שאף רכיב אחר לא יכול לפעול בלעדיהם.
לדברי מאסלוב, הממצא הדומה בין שתי המערכות המורכבות נובע מכך שבשתי הדוגמאות מדובר במערכות קוד פתוח בעלות תלות הדדית בין הרכיבים. “החיידקים הם הביטורנט האולטימטיבי של הביולוגיה” אמר, בהתייחסו לפרוטוקול שיתוף הקבצים הפופולארי. “יש להם מאגר משותף עצום של גנים שהם יכולים לחלוק בחופשיות עם כל חיידק אחר. מערכות חיידקים יכולים גם להוסיף או להוריד גנים מהגנום שלהם באופן המכונה “העברה רוחבית” סוג של שיתוף בין מיני חיידקים שונים” אומר מאסלוב.
אותו הדבר נכון גם למערכות ההפעלה ממשפחת הלינוקס המאפשרות התקנה חופשית של רכיבים שנבנו ומשותפים בידי מספר רב של מתכננים באופן בלתי תלוי זה בזה. התיאוריה לא תהיה נכונה, לדוגמה למערכת ההפעלה חלונות המסוגלת להריץ רק תוכניות קנייניות.
9 תגובות
גיל
אתה מפספס משהו. כל הטענה כאן היא כי קוד עובר שינויים שהם דמויי אבולוציה. לא קשה לזהות תכנון תבוני. פיילי נתן דוגמה נפלאה לכך לפני יותר מ-200 שנה. הוא נתן דוגמה של שעון יד והסביר איך אנחנו יודעים שהוא מתוכנן. דרווין הראה איך אפשר לזהות אבולוציה.
אני רואה את הבעיה כפתורה.
האם הכיוון המחקרי הזה יכול לשפוך אור אודות תאורית התכנון התבוני?
תכנון תבוני – זיהוי של תבונה ותכליתיות בתהליכי התפתחות
האם המדע מסוגל לזהות תכנון תבוני?
בהנחה שהתפתחות תוכנות קוד פתוח הם דוגמא לתכנון תבוני,
כיצד ניתן באופן מדעי לזהות תכנון תבוני בהתפתחות קוד פתוח?
יתכן שהתקדמות מדעית ביכולת לזהות תכנון תבוני בתהליכי התפתחות תוכנות קוד פתוח תוכל לקדם זיהוי מדעי של תכנון תבוני בבעלי חיים
הממצא האמפירי הוא מרתק, אבל הכותרת שאבי נתן למאמר, כמו גם הפרשנות של כותבי המאמר לתוצאה שלהם, בעייתיות.
בגדול, המאמר מצא שלרכיבי תכנה, כמו לגנים, יש התפלגות שכיחויות שהיא חוק חזקה (עם פיק נוסף של רכיבים אוניברסליים, אבל לא משנה), התפלגות שכיחויות רחבה מאוד (כלומר, יש הכל על הסקאלה שבין גנים נדירים מאוד לגנים מאוד שכיחים, בהבדלי שכיחות שנעים על סדרי גודל רבים). עד כאן – נחמד מאוד.
הבעיה היא שייחוס של התפלגות זו למבנה של תלות הדדית או לברירה טבעית הוא מוטעה. גם תהליך לידה-מוות מקרי לגמרי יוצר בדיוק את אותה התפלגות, חוק חזקה.
זו בדיוק התפלגות העושר של בני אדם, התפלגות מספרי המינים בסוג ביולוגי, התפלגות גדלי ערים, התפלגות מספר העצים של מינים שונים ביערות טרופיים (פה אני קצת מחפף) או התפלגות שמות המשפחה בארצות הברית.
ולגבי ברירה טבעית זה גס במיוחד, כי למה לעזאזל שיוצרו כל כך הרבה וריאנטים?
מה שמעניין כאן זה שהמחקר הנ’ל דווקא מצדד בטענת התכנון התבוני:
“אם חסר בגנום החיידק גן מסוים, הוא ימות מיד לאחר חלוקת התא.” אמר מאסלוב. “כמה גנים כאלה נמצאים? אותה שאלה תקפה גם למערכות תוכנה מורכבות. יש להן רכיבים רבים שעובדים ביחד והמערכת דורשת את הרכיבים הנכונים שיעבדו ביחד כדי לשרוד.”
יהודה, כדי שתוכל לדבר על אבולוציה של כוכבים, או של יקומים, או של מספרי נעליים, ולא רק סתם כהתפתחות של האלמנטים הללו, תצטרך להראות מהם המנגנונים באמצעותם משתנה המקבילה ל”קוד גנטי”, איך היא משפיעה על התוצר הסופי ואיך נבררים ה”מתאימים ביותר” (ולמה?) מתוך שפע הבחירות.
נקודה
הנקודה שלך יותר נכונה ממה שאתה חושב. אנחנו מכירים (לפחות) שני סוגי ברירה בעולם החי: ברירה טבעית וביות. בברירה טבעית יש את החופש שהזכרת ובביות האדם מוביל את האורגניזם לכיוון שהוא רוצה. ותראה מה התוצאות: בטבע יש זאבים, חיה מופלאה המותאמת היטב לסביבה שלה. ולאחר ביות קיבלנו “מפלצות” כמו דקל, שי טסו ופאג. כלבים אלה לא ישרדו יום בלי מזגן……..
מצאתם קשר מתמטי זהה, מדהים.
אבל מתחילה להתקבל תחושה של זילות במונח ‘אבולוציה’.
תמנו כמה אותיות יש למילה י-ש-ר-א-ל, איזה קטע 5! כמו מספר האצבעות ביד אנושית חציונית, אולי נכתוב מאמר על קשר בין אצבעות של בני אדם לשמות של מדינות במזרח התיכון(סוריה,עיראק,לבנון,מצרים…)
מעניין שהרעיונות של ההשתכללות חל רק איפה שיש חופש.
איפה שאין חופש, לדוגמה במערכות הבחירות והשיטות לשטיפת המוח של ההמונים על ידי התקשורת התוצאה היא שהלא מתאימים הם אלו דוקא ששורדים.
כבר מזמן הפסקנו להתייחס כאן בידען על אבולוציה רק כביאולוגית. יש אבולוציה של כוכבים, יש של יקומים ועוד, ואני אפילו כתבתי בזמנו מאמר על אבולוציה של תיאוריות בה הראתי שתיאוריה נילחמת על חייה ממש כמו יצור חי.
לכל המעוניינים :
https://www.hayadan.org.il/%D7%90%D7%91%D7%95%D7%9C%D7%95%D7%A6%D7%99%D7%94-%D7%A9%D7%9C-%D7%AA%D7%99%D7%90%D7%95%D7%A8%D7%99%D7%95%D7%AA/
שבוע טוב
סבדרמיש יהודה