Dlaczego natura preferuje symetrię?

Chociaż struktury symetryczne stanowią jedynie niewielką część możliwych form – przynajmniej w geometrii – symetria pojawia się wszędzie w organizmach żywych. Zdaniem badaczy wynika to z prostoty.

.Chociaż struktury symetryczne stanowią jedynie niewielką część możliwych form – przynajmniej w geometrii – symetria występuje wszędzie w organizmach żywych. Nie jest to tylko zjawisko związane z ciałem. Białka, molekularna maszyneria organizmu, również są w dużej mierze symetryczne, ponieważ często składają się z serii powtarzających się, modułowych części. Powtarzające się struktury są często spotykane także u zwierząt – pomyślmy o stonogach, których ciało ma powtarzające się segmenty. Powodem tej pozornej „preferencji” nie są względy estetyczne. Zdaniem badaczy wynika to z prostoty.

Międzynarodowa grupa naukowców pod kierownictwem Iaina Johnstona, profesora na Wydziale Matematyki Uniwersytetu w Bergen w Norwegii, opublikowała badania, w których wykazuje, że ewolucja preferuje symetrię. Chodzi tu o symetrię kwiatów, płatków śniegu, stonóg ale także struktur molekularnych.

Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem, dlaczego białka i ciała są symetryczne, nie jest to, że symetria daje przewagę przetrwania, lecz to, że w pierwszej kolejności pojawiają się bardziej symetryczne, powtarzające się formy. Formy symetryczne prawdopodobnie powstawały częściej i utrzymywały się w czasie ewolucji, ponieważ często wymagają mniej informacji do wytworzenia niż formy asymetryczne.

Wyobraź sobie, że musisz powiedzieć przyjacielowi, jak wyłożyć podłogę płytkami, używając jak najmniejszej liczby słów. Powiedziałbyś – Połóż diamenty tutaj, długie prostokąty tutaj, szerokie prostokąty tutaj. Powiedziałbyś coś w rodzaju – Połóż wszędzie kwadratowe płytki. I ten prosty, łatwy przepis daje bardzo symetryczny wynik, komentuje Iain Johnston, profesor na Wydziale Matematyki Uniwersytetu w Bergen w Norwegii.

.Johnston i jego współpracownicy sprawdzili hipotezę o symetrii za pomocą modelowania obliczeniowego. Przeprowadzając symulację ewolucji białek, badacze odkryli, że losowe mutacje znacznie częściej prowadzą do powstania prostych sekwencji genetycznych niż złożonych. Jeśli te proste struktury są wystarczająco dobre, aby spełnić swoje zadanie, dobór naturalny może przejąć kontrolę i wykorzystać je. W symulacjach badaczy, podobnie jak w życiu, struktury o wysokiej symetrii i niskiej złożoności zdecydowanie przeważają nad strukturami złożonymi o niskiej symetrii.

Badania zostały opublikowane czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences. [LINK]