lauantai 1. kesäkuuta 2013

Mitä yhteistä on Linuxilla ja bakteerin genomilla?


Brookhavenin Kansallisen Laboratorion (Brookhaven National Laboratory) ja Stony Brook yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että Charles Darwinin keksimä luonnonvalinta eli kelpoisimman eloonjääminen (survival of the fittest) toimii myös teknologiaympäristössä.

Ubuntu Linuxin Firefoxin moduliriippuvuus (package dependency) osoittaa  teknologiajärjestelmien monimutkaisuuden. (Kuva: Tin Yau Pang)

Laskentabiologi Sergei Maslov ja jatkoopiskelija Tin Yau Pang vertasivat bakteerien genomeja Linux käyttöjärjestelmään.

Maslov ja Pang päättivät selvittää miksi jotkut geenit ja tietokoneohjelmistot ovat yleisiä, kun taas toiset ovat harvinaisia, sekä miksi monet järjestelmien osat ovat niin tärkeitä, että niitä ei voida poistaa. (Ne ovat siis redusoimattoman monimutkaisia.)

"Mikäli bakteerin genomista poistetaan jonkin erityinen geeni, niin bakteeri lakkaa olemasta (dead on arrival)," Maslov toteaa. "Kuinka monta sellaista bakteerigeeniä on olemassa? Sama pätee suuriin tietokoneohjelmistoihin. Niissä on useita yhteensopivia komponentteja, jotka koko järjestelmän toiminta vaatii juuri tietyssä muodossa."

Tutkijat vertasivat 500 bakteerilajin genomia 200 000 erilaiseen Linux järjestelmäkokoonpanoon yli kahdessa miljoonassa tietokoneessa ja he havaitsivat hämmästyttävää samankaltaisuutta niiden komponenttitaajuuksien välillä.

Sekä biologisissa että teknologisissa järjestelmissä useimmin käytetyt komponentit johtavat suurempiin jälkeläismääriin. Eli eniten käytetty komponentti on todennäköisimmin elintärkeä järjestelmälle.

"Olemme löytäneet yksinkertaisen laskentamenetelmän, jonka avulla voidaan määritellä elintärkeät komponentit - ne joita ilman järjestelmän muut komponentit eivät voisi toimia," Maslov kertoo.

"Bakteerit ovat äärimmäisiä biologisia BitTorrentteja," Maslov sanoo viitaten yleiseen tiedostonjakoprotokollaan. "Niillä on tämä valtava yhteinen geenipooli, jota ne voivat jakaa keskenään. Bakteerit kykenevät siirtämään geenejä toisilleen ns. horisontaalisen geeninsiirron välityksellä, joka on eräänlaista tiedostonjakoa."

Sama pätee Linux-käyttöjärjestelmään, johon voidaan vapaasti liittää itsenäisten suunnittelijoiden valmistamia komponentteja.

Maslov ja Pang ovat tehneet hyviä havaintoja. Monimutkaiset biologiset ja teknologiset järjestelmät ovat redusoimattoman monimutkaisia. Niissä on useita komponentteja, joita järjestelmä välttämättä tarvitsee. Tällaiset järjestelmät eivät voi syntyä vähittäin Darwinistisella mekanismilla (sattuma + valinta). Ennenkuin ensimmäistäkään Linux-versiota oli käytettävissä, sen eteen oli tehty tuntikaupalla suunnittelutyötä ja järjestelmässä piti olla useita tarkasti yhteensopivia komponentteja.

Bakteerien horisontaalinen geeninsiirto on erittäin hieno tiedostonjakojärjestelmä (bakteerit voivat esim. siirtää itselleen geenin (tiedoston) joka koodaa (rakennusohje) niille pumpun, jonka avulla ne voivat pumpata antibioottia pois sisältään). Se ei kuitenkaan selitä näiden tiedostojen tai tämän järjestelmän alkuperää. Tutkijoiden havaitsemat yhtäläisyydet bakteerien genomien ja monimutkaisten tietokonejärjestelmien kanssa viittaavat siihen, että myös bakteerien järjestelmät ovat älykkään suunnittelun tulosta.



Lähde:

http://commcgi.cc.stonybrook.edu/am2/publish/General_University_News_2/Survival_of_the_Fittest_Now_Applies_to_Computers.shtml

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti