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MARCO PAGANONI
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29-01-2008 |
| Cambiare obiettivo per evolvere più rapidamente |
 E’davvero la strada più veloce quella di puntare direttamente alla meta? Se si parla di evoluzione il ritmo potrebbe essere accelerato se gli obiettivi cambiassero continuamente, dicono al Weizmann Institute of Science di Rehovot.
Alcuni scienziati dell’istituto israeliano – Nadav Kashtan, Elad Noor e Uri Alon – creano simulazioni al computer che mimano l’evoluzione naturale, permettendo loro di indagare su processi che, in natura, si svolgono in un arco di milioni di anni. In queste simulazioni, una popolazione di genomi digitali si evolve nel tempo verso un dato obiettivo: per massimizzare l’idoneità in determinate condizioni. Come gli organismi viventi, i genomi che sono adattati meglio al loro ambiente possono sopravvivere fino alla generazione successiva o riprodursi in modo più prolifico. Ma queste simulazioni al computer, anche se sofisticate, non hanno ancora tutte le risposte. Per raggiungere obiettivi anche semplici possono volerci migliaia di generazioni, e questo solleva la domanda se i circa 3-4 miliardi di anni da quando la vita è comparsa per la prima volta sul pianeta siano abbastanza lunghi per l’evoluzione della diversità e della complessità che esistono oggi.
L’evoluzione si svolge in condizioni ambientali mutevoli, costringendo gli organismi a riadattarsi continuamente. Intuitivamente questo dovrebbe rallentare ulteriormente le cose, in quanto le generazioni successive devono cambiare rotta continuamente nella loro lotta per sopravvivere. Ma quando gli scienziati del Weizmann hanno creato una simulazione in cui gli obiettivi cambiavano ripetutamente, hanno scoperto che l’evoluzione risultava invece accelerata. Hanno anche scoperto che, quanto più complesso l’obiettivo – cioè, quante più generazioni sono necessarie per raggiungerlo in condizioni fisse – tanto più rapidamente l’evoluzione era accelerata in risposta ai cambiamenti dell’obiettivo. L’evoluzione computerizzata diventa più veloce quando i cambiamenti seguono un modello che si ritiene essere imperante in natura.
In ricerche precedenti, gli scienziati avevano dimostrato che l’evoluzione spesso può essere modulare, il che implica modifiche di parti standard invece di una modifica totale. Hanno teorizzato che le forze che agiscono sull’evoluzione possono essere anch’esse modulari, e per ogni scopo hanno definito dei sotto-scopi, ognuno dei quali potrebbe cambiare in relazione agli altri. “In un organismo, per esempio – spiega Kashtan – si possono classificare questi sotto-scopi come l’esigenza di mangiare, quella di evitare di essere mangiati e quella di riprodursi. Gli stessi sotto-scopi devono essere soddisfatti in ogni nuovo ambiente, ma ci sono differenze di sfumature e di combinazioni. Abbiamo constatato una grande accelerazione, per esempio, quando abbiamo ripetutamente cambiato un ‘OR’ con un ‘AND’ nel codice del computer che definiva i nostri scopi, cambiando così la relazione tra i sotto-scopi”.
Benché mirasse soprattutto a far luce su problemi teorici dell’evoluzione, questa ricerca potrebbe avere implicazioni pratiche, in particolare nei campi dell’ingegneria in cui gli strumenti evoluzionistici sono comunemente usati per i progetti di sistema, e anche in informatica, offrendo una strada possibile per accelerare gli algoritmi di ottimizzazione.
(Da: Weizmann Institute, 28.08.07) |
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