Bobby的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Bobby

博文

为什么大自然喜欢对称性?

已有 2541 次阅读 2022-3-27 11:37 |个人分类:科学感想|系统分类:科普集锦

生命喜欢简单的结构而不是复杂的结构。在生物学中,对称通常是规则而不是例外。我们的身体有左右两半,海星从一个中心点辐射对称,甚至树木虽然基本上不是对称的,但仍然产生对称的花朵。相比之下,生物学中的不对称现象似乎相当罕见。
尽管对称结构只代表了可能形式的一小部分——至少在几何学上是如此——但对称性在生物体中无处不在。蛋白质是人体内的分子机器,在很大程度上也是对称的,通常由一系列重复的模块化部分组成。重复结构也经常出现在动物身上,比如蜈蚣。这种明显的“偏好”并不是由美学驱动的。相反,它可归因为(信息)简单性。
这是否意味着进化偏爱对称性?在一项新的研究中,由挪威卑尔根大学数学系教授Iain Johnston领导的一个国际研究小组称确实如此。为什么蛋白质和身体是对称的?最有可能的解释不是因为对称给了生存优势,而是对称形式可能进化得更频繁,并且在进化过程中持续存在,因为它们通常比不对称形式需要更少的信息来产生。Johnston和他的同事通过计算建模来验证这个简单性假设。通过对蛋白质进化进行模拟,研究人员发现,随机突变比复杂突变更有可能产生简单的基因序列。如果这些简单的结构足以胜任工作,那么自然选择就可以接管并利用这些结构。在研究人员的模拟以及在生命体中,具有低复杂性的高对称结构远远超过了具有低对称性的复杂结构。


'Informational simplicity' may explain why nature favors symmetry

https://www.livescience.com/why-symmetry-common-in-biology


This study was published March 11 in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences.



https://m.sciencenet.cn/blog-39731-1331253.html

上一篇:食用人造甜味剂会增加患癌症风险?
下一篇:怎么购买《学术英语写作技巧》?

2 尤明庆 杨正瓴

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (2 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-3-28 21:38

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部