Mathematik bestätigt Sinnhaftigkeit der evolutionären "Bastellust"

5. Oktober 2014, 12:00
18 Postings

Verändern statt Neustarten: Genetische Problemlösungen, die bei Null beginnen, würden viel zu lange dauern

Wien - Unter unzähligen Modenamen - derzeit etwa "Upcycling" - läuft in der menschlichen Gesellschaft ein Phänomen, das in der Natur seit jeher gang und gäbe ist: Das Verändern und Umfunktionieren des Bestehenden zu etwas Neuem. Die Evolution tüftelt an bewährten Erfindungen herum, statt für jedes Problem neue Lösungen zu schaffen, wie es der österreichische Biomathematiker Martin Nowak ausdrückt.

Würde sie für eine Problemlösung immer bei Null beginnen, wäre sie am Sankt Nimmerleinstag noch nicht so weit: So der Tenor einer Studie im Fachjournal "PLOS Computational Biology", an der auch das Institute of Science and Technology (IST) Austria beteiligt war.

Berechnungen zeigen klare Tendenz

Nowak, der an der Harvard University (USA) forscht, sowie Krishnendu Chatterjee und Andreas Pavlogiannis vom IST Austria in Klosterneuburg berechneten, wie lange die DNA-Sequenzen von Genen brauchen würden, um in einer "multidimensionalen Fitness-Landschaft" mit Bergen, Tälern und Graten im übertragenen Sinne einen Gipfel zu erreichen. Dieser Punkt wäre ein durch Mutationen und Selektion erklommener Punkt, an dem ein Gen mit neuer, biologischer Funktion zuwege gebracht wäre.

Dies wäre nur in "exponentieller Zeit" möglich, so die Biomathematiker. Algorithmen, auf die dies zutrifft, gelten als unlösbar, schrieben sie. Die Forscher fanden aber eine andere Möglichkeit, wie die Evolution in absehbarer Zeit zu einem Ergebnis kommen kann.

Wenn sie bereits ähnliche Probleme gelöst hat, kann sie etwa das Genom umbauen und bereits bewährte Gene verdoppeln, und daran so lange "herumtüfteln", bis damit auch eine neue Aufgabe gemeistert werden kann - stets metaphorisch ausgedrückt natürlich, da es sich ja um keinen aktiven bzw. zielgerichteten Prozess handelt, sondern um das Ergebnis eines Ausleseprozesses. Dieser von den Forschern "Regenerations-Prozess" genannte Vorgang würde der Evolution erlauben, Projekte in einem realistischen Zeitrahmen (in "polynomischen Zeitskalen") abzuschließen, sagen die Forscher. (APA/red, derStandard.at, 5. 10. 2014)

Share if you care.