По состоянию на 4 июля 10:30
Заболевших674 515
За последние сутки6 632
Выздоровело 446 879
Умерло10 027
В мире
Лента новостей
Лента новостей
Сегодня
Политика
Общество
Бизнес
Культура
Сделано Русскими
Личные связи
О проекте
Редакция
Контакты
Размещение рекламы
Использование материалов
Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77 – 65733 выдано Роскомнадзором 20.05.2016.
Лента главных новостей
Русская планета
В мире

Игры генов

Ученые из университета Беркли сравнивают гены с финансистами, защищающими свои вклады

Юлия Кошеляева
17 июня, 2014 17:39
3 мин

 Фото: Agapito Sanchez / AP

Американские эволюционные биологи совместно с компьютерщиками выяснили, что разнообразие жизни на Земле связано с умением генов взаимодействовать для поиска оптимальной стратегии совместного выживания. Как считают ученые, эволюцию можно считать большой игрой, роль игроков в которой выполняют участки хромосом, разные аллели (формы) генов в этих участков аналогичны разным стратегиям поведения при игре, а выигрыш в таком случае — выживаемость генотипа, в который входит этот хромосомный участок.
Согласно теории эволюции, естественный отбор направлен на то, чтобы в популяции выживали особи, наиболее приспособленные к условиям среды. Если бы этот принцип работал в чистом виде, то носители генов, лучше всего отвечающих этому требованию, должны бы были очень быстро вытеснить остальных представителей своего вида. Однако этого не происходит. Более того, все мы являемся носителями генов, довольно бесполезных с точки зрения приспособления к окружающей среде.
Авторы статьи в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences изучали мутации в генах, подверженных так называемому неспецифическому отбору. Это означает, что одна из версий гена должна приносить больше пользы ее владельцу, чем другая, но при этом второй вариант проявления гена не вреден. Большинство генов подвержены именно таким изменениям.
Как оказалось, для описания закономерности взаимодействия между генами можно воспользоваться популярным уравнением из теории игр, так называемым алгоритмом MWUA. Он описывает вариант компромисса, при котором стратегия игроков нацелена на реализацию варианта, при котором ни один из партнеров не проигрывает. При наличии нескольких возможных исходов игры преимущество будет отдаваться тому, который приносит меньше вреда обоим игрокам. Этот алгоритм часто используется финансистами для сохранения вкладов, при этом вторым игроком оказывается рынок. Идея стратегии состоит в том, чтобы сначала равномерно распределить вклады, а в дальнейшем умножать те из них, что приносят меньше убытка.
Открытие позволяет ученым приблизиться к разгадке причин возникновения в эволюции полового отбора. «Парадокс эволюции состоит в том, что преимущество, получаемое одним поколением в результате отбора наиболее удачного генотипа, из-за наличия полового размножения может быть утеряно в следующем, потому что потомство получит только половину родительских генов», — отмечают исследователи из Беркли.
Преимущество полового размножения с точки зрения эволюции состоит в увеличении разнообразия популяции, каждое следующее поколение получает случайные смеси генов своих родителей, разнообразие возможных генотипов усиливается кроссинговером — процессом, при котором хромосомы во время деления половой клетки обмениваются друг с другом участками. Такая схема изменения комбинаций генов помогает организмам выявлять вредные мутации и избавляться от них. Однако этот же процесс ломает существующие удачные сочетания генов.
Использование теории игр для объяснения механизмов эволюции приобрело популярность после публикации книги Ричарда Докинза «Эгоистичный ген», в которой английской этолог изложил основные принципы эволюционной теории игр, которую в 70-х годах разработал Джон Мейнард Смит и Джордж Прайс. Так называемое «равновесие по Нэшу» позволило ученым объяснить такие эволюционные феномены, как альтруистическое поведение животных и кооперация в борьбе за общий ресурс.
темы
3 мин