Badacze z Francis Crick Institute poczynili znaczący postęp w zrozumieniu ewolucji sieci genetycznych, które kierują procesami rozwoju i adaptacji organizmów. Prace zespołu pod przewodnictwem dr Zeny Hadjivasiliou i dr. Harry'ego Bootha, opublikowane w czasopiśmie *PRX Life*, rzucają nowe światło na zasady rządzące ewolucją życia, sugerując, że nawet najbardziej złożone cechy wyłaniają się z uporządkowanych procesów.
Zespół wykorzystał zaawansowane symulacje komputerowe, przeprowadzając ponad 100 000 eksperymentów, aby szczegółowo zbadać ewolucję sieci regulujących geny. Analiza wykazała, że podczas gdy drobne zmiany w istniejących sieciach mogą subtelnie dostosowywać wzorce, na przykład precyzując granice plam na skrzydłach motyli, prawdziwie nowe formy wymagają głębszych przekształceń w architekturze samej sieci genetycznej. Dr Hadjivasiliou podkreśla, że "dostrajanie jest łatwe, ale prawdziwa innowacja wymaga większego wstrząsu sieci", co oznacza, że ewolucja może obejmować fundamentalne przeprogramowanie mechanizmów, prowadzące do pojawienia się zupełnie nowych cech.
Przykładem mogą być wzory oczek na skrzydłach motyli, które prawdopodobnie wyewoluowały poprzez adaptację istniejących sieci genetycznych, już wcześniej odpowiedzialnych za kształtowanie innych struktur ciała. Badania te otwierają fascynujące perspektywy na temat przewidywalności ewolucji. Dr Booth, wykorzystując techniki uczenia maszynowego, odkrył, że pewne mutacje mogą znacząco wpływać na przewidywany wynik ewolucyjny, co sugeruje istnienie fundamentalnych tendencji w tym procesie.
Jak zauważa dr Hadjivasiliou, model ten pomaga wyjaśnić, jak małe, pozornie nieistotne zdarzenia w historii ewolucji mogą mieć trwały wpływ na rozwój i różnorodność form zwierzęcych. Ta możliwość dostrzeżenia wzorców w pozornie chaotycznym procesie przypomina myślowy eksperyment Stephena Jaya Goulda o "taśmie życia". Zrozumienie, w jaki sposób sieci genetyczne ewoluują, aby tworzyć nowe wzory, jest kluczowe dla pojmowania różnorodności biologicznej i mechanizmów adaptacji.
Odkrycia te poszerzają wiedzę o ewolucji rozwojowej i podkreślają, jak podstawowe zasady fizyki i matematyki leżą u podstaw złożoności życia. Pozwalają one dostrzec, że ewolucja, choć napędzana przez przypadek i selekcję, kieruje się również wewnętrznymi zasadami organizacji, prowadząc do powstawania harmonijnych i funkcjonalnych struktur. Prace te stanowią inspirację do dalszych badań nad uniwersalnymi zasadami w danych genetycznych organizmów.