2025-05-10 科技 0
在探索生命演化的神秘之谜时，科学家们一直在寻找提高进化论数学模型准确性的方法。最近，一项研究揭示了图论这一工具可能成为解决这个难题的关键。这项研究由奥地利和美国的一支多学科团队共同进行，他们利用图论来分析种群结构如何影响自然选择，从而为生物学家提供了一条新的研究方向。
自达尔文提出《物种起源》以来，自然选择一直是主流进化理论的基石。然而，这一理论在实际应用中遇到了一个棘手的问题：即使有益突变出现，它们也无法保证会在整个种群中传播。此外，随机事件、疾病等因素常常会消除新型突变，使得统计上这种情况经常发生。
为了解决这个问题，马丁·诺瓦克等科学家将目光转向了图论。在数学中的图论中，每个顶点代表一个项目，而每对项目之间的边描述它们之间的关系。在进化图论中，每个个体生物都占据了每个顶点。随着时间推移，每个个体产生相同后代的概率与其连接到的其他顶点有关，这样的概率被称作“权重”。正确设置这些权重可以代表现存种群行为，如血统隔离或迁移。
通过使用图论，将不同的种群结构抽象成数学上的概念，诺瓦克能够严格探讨不同情况下具有适应性优势突变体如何表现。他和他的同事发现，在某些特定的种群结构中，即所谓“星形”结构，更合适的突变更容易传播，并且这种效果可以被放大到极致，即所谓强放大器。
然而，这样的确定性带来了新的挑战。大多数潜在的种群结构似乎不能成为强放大器，而那些看起来可能但又复杂的人工设计仍然需要进一步验证。此外，即使存在强放大器，它也不能保证突变速度快，因此自然选择下的反应速度也是一个重要考虑因素。
尽管如此，对于想要培育理想型或者筛选生长速度更快细胞菌株的人来说，无线微流控生长系统可以调整以产生任何想要的小组。如果免疫学家能够识别出免疫细胞群中的这些强放大器，那么这就有助于加速身体抵抗感染，从而证明自然选择有时是一条解决生活挑战的手段。
