محدودیت در تکامل نشان داد با فیزیک آماری

چه چیزی است و ممکن است برای تکامل طبیعی ممکن است توضیح داد: با استفاده از مدل ها و محاسبات از فیزیک نظری محققان می گویند در ژاپن است.

از لحاظ تئوری هر جزء از هر شیمیایی در هر سلول تمام موجودات زنده متفاوت باشد می تواند به طور مستقل از دیگران یک وضعیت محققان از آن به عنوان بالا بعدی. در تکامل تولید نمی کند و هر نتیجه ممکن است.

کارشناسان همواره متوجه شده است که موجودات زنده به نظر می رسد محدود به یک سطح پایین از ابعاد این معنی است که بلوک های ساختمان ضروری به نظر می رسد مربوط به هر یک از دیگر. برای مثال, اگر یک را افزایش می دهد و سپس B همیشه کاهش می یابد.

"باکتری هزاران نوع پروتئین بنابراین در نظریه کسانی که می تواند هزاران نفر از بعدی نقاط در محیط های مختلف. اما ما شاهد تنوع متناسب با یک بعدی منحنی یا پایین سطح بعدی صرف نظر از محیط زیست" گفت: استاد Kunihiko کنکو یک نظری کارشناس زیست شناسی از دانشگاه توکیو مرکز تحقیقات سیستم های پیچیده زیست شناسی و یک نویسنده از تحقیقات اخیر نشریه.

برای توضیح این پایین بعدی محققان ساده طبیعی جهان به جا آرمانی فیزیک مدل و جستجو برای هر ساختار ریاضی در پیچیدگی بیولوژیکی.

محققان به مدت طولانی استفاده می شود, فیزیک آماری مدل برای توصیف برخی از مواد انتقال از غیر مغناطیسی مغناطیسی متحده است. این مدل با استفاده از ساده نمایندگی از چرخش الکترون در آهن ربا. اگر چرخش در تراز وسط قرار دارد, این گروه از چرخش را نشان می دهد دستور داد و مغناطیسی تنظیم. هنگامی که چرخش از دست دادن تراز وجود دارد که گذار به یک نظم و دولت بيشتر باشد. در این محققان' مدل زیست شناسی به جای چرخش در حال بالا یا پایین یک ژن می تواند فعال و یا غیر فعال.

"ما اعمال همان روش برای این آزمایش به رعایت چه شرایط لازم برای رفتن از یک نظم بالا-ابعاد دولت به یک دستور پایین بعدی دولت" گفت: دانشیار Ayaka ساکاتا از موسسه ریاضیات آماری در توکیو برای اولین بار نویسنده این تحقیقات در نشریه.

یک جزء ضروری از کسانی که فیزیک آماری مدل است که سر و صدای پس زمینه, سطح ذاتی غیر قابل پیش بینی است که می تواند آرام و تقریبا وجود ندارد و یا با صدای بلند و کاملا مسحور کننده. برای موجودات زنده سر و صدا نشان دهنده ریز تغییرات زیست محیطی است که می توانید تغییر دهید که چگونه ژن های بیان شده باعث متفاوت بیان ژن الگوها حتی در بین موجودات زنده با یکسان ژن مانند دوقلوها و یا گیاهانی که در تکثیر توسط شبیه سازی.

محققان در' مدل های ریاضی تغییر حجم سر و صدای محیط را تغییر تعدادی از ابعاد تکاملی پیچیدگی است.

کامپیوتر-شبیه سازی تکامل از صدها ژن تحت سطوح پایین محیط زیست سر و صدا منجر به بالا ابعاد بیان ژن های مختلف در بیش از حد بسیاری از راه های بدون سازماندهی تغییرات. شبیه سازی تکامل تحت سطوح بالایی از نویز محیط نیز منجر به تنوع بالا که در آن ژن عبارات تغییر به طور تصادفی به این معنی هیچ سازمان و نه کاربردی متحده بیان ژن.

"ما می توانید تصور کنید که موجودات در هر کدام از آن شدید نویز شرایط نخواهد بود تکاملی مناسب آنها را منقرض شده چرا که آنها نمی تواند پاسخ به تغییرات در محیط زیست خود گفت:" کنکو.

هنگامی که سطح سر و صدا در حد متوسط بود کامپیوتر-شبیه سازی تکامل از صدها ژن منجر به یک مدل که در آن تغییر در بیان ژن به دنبال یک بعدی منحنی به عنوان دیده می شود در زندگی واقعی است.

"با مناسب زیست محیطی سطح سر و صدا یک ارگانیسم است که هر دو قوی و حساس به محیط زیست خود می تواند تحول" گفت: کنکو.

###

پژوهش مقاله

Ayaka ساکاتا و Kunihiko کنکو. 26 مه سال 2020 است. بعدی کاهش در حال تحول spin-شیشه ای مدل: همبستگی فنوتيپی پاسخ به محیط زیست و mutational تغییرات. Physical Review Letters. DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.218101

https://journals.aps.org/prl/انتزاعی/10.1103/PhysRevLett.124.218101

لینک های مرتبط

کنکو آزمایشگاه: http://chaos.c.u-توکیو.ac.jp/
ساکاتا آزمایشگاه: https://www.ism.ac.jp/~ayaka/
دانشکده هنر و علوم: https://www.c.u-توکیو.ac.jp/eng_site/

تماس با پژوهش

استاد Kunihiko کنکو
دانشکده هنر و علوم دانشگاه توکیو 3-8-1 Komaba, Meguro-ku, Tokyo 153-0041
E-mail: kaneko@complex.c.u-tokyo.ac.jp

افسر مطبوعات تماس با ما

خانم Caitlin * Tina *
بخش استراتژیک, روابط عمومی دانشگاه توکیو 7-3-1 Hongo, کونکوردیا آلاباما-ku
توکیو 133-8654 ژاپن
Tel: +81-080-9707-8178
ایمیل: press-releases.adm@gs.mail.u-tokyo.ac.jp

در مورد دانشگاه توکیو

دانشگاه توکیو ژاپن است پیشرو و دانشگاه یکی از دانشگاه های برتر پژوهشی. قریب به اتفاق تحقیقات خروجی برخی از 6000 محققان منتشر شده است در جهان بالا مجالت هنر و علوم است. ما پر جنب و جوش بدن دانش آموز در حدود 15000 نفر در مقطع کارشناسی و 15000 دانشجویان تحصیلات تکمیلی شامل بیش از 4000 دانشجویان بین المللی. پیدا کردن اطلاعات بیشتر در http://www.u-توکیو.ac.jp/en/ یا دنبال ما را در توییتر @UTokyo_News_en.

بودجه

جامعه ژاپن برای ترویج علم (JSPS) و وزارت آموزش و پرورش, فرهنگ, ورزش, علم و تکنولوژی (MEXT) از ژاپن

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.