„Красотата на теорията на числата се крие не само в абстрактните съотношения, но и в дълбоките математически структури, които тя разкрива в света на природата“, обяснява математикът от Оксфордския университет (Великобритания) Ард Луис, старши автор на ново изследване, публикувано в списание The Royal Society Interface.
Луис и колегите му се интересували от мутациите – генетични промени, които настъпват в геномите с течение на времето и водят до еволюция. Някои мутации могат да представляват изменение в генетичната последователност, която или причинява заболяване, или осигурява някакво неочаквано преимущество. Други мутации не могат да оказват забележимо влияние върху външния вид, чертите или поведението на организма (неговия фенотип).
Последните понякога се наричат неутрални и въпреки че нямат наблюдаван ефект, те са индикатори за еволюция в действие. Мутациите се натрупват с постоянна скорост. Тъй като тази скорост е известна, учените могат да сравнят процентната разлика в последователността между два организма и да направят извод кога е живял последният им общ прародител.
Но организмите трябва да могат да понасят някои мутации, за да съхранят своя характерен фенотип, докато генетичната лотария продължава да раздава „билети“, които може да носят, а може и да не носят късмет. Тази така наречена мутационна устойчивост поражда генетично разнообразие. То варира между видовете и дори може да се наблюдава в белтъците в клетките.
Приятен бонус от предците. Учените разбраха защо веждите ни изглеждат именно така
„Отдавна знаем, че много биологични системи демонстрират изненадващо висока фенотипна устойчивост, без която еволюцията не би била възможна. Но не знаехме каква ще бъде абсолютната максимална възможна надеждност и съществува ли изобщо максимум“, обяснява Луис.
В рамките на изследването учените изследвали нагъването на белтъците и структурата на малки РНК. Луис и колегите му си задавали въпроса колко близо природата може да стигне до горните граници на мутационната устойчивост, затова провели числено моделиране. Учените изследвали математическите особености на това колко генетични промени могат да съответстват на определен фенотип, без да го изменят.
Максималната устойчивост съответствала на самоповтарящ се фрактален модел, наречен „крива на Бланманж“. Освен това тя била пропорционална на основната концепция на теорията на числата. Например за n = 123 в десетична система сумата от цифрите ще бъде 1 + 2 + 3 = 6.
„Най-изненадващо открихме ясни доказателства, че природата в някои случаи достига точната граница на максимална стабилност и не я надхвърля. Сякаш биологията знае за фракталната функция на сбора от цифри“, казва Вайбхав Моханти от Медицинското училище на Харвард.
