Прилепите и китовете са две далечни групи животни, които независимо са развили ехолокация – способността да се ориентират чрез звукови вълни. Този феномен е класически пример за конвергентна еволюция, при която различни организми развиват сходни черти в резултат на адаптация към сходна среда.
Китайски учени откриват ключов механизъм зад еволюционната конвергенция
Китайски изследователи от Института по зоология към Китайската академия на науките са открили молекулярен механизъм, който обяснява защо подобни функции възникват независимо в различни видове.
Екипът, ръководен от Цзоу Чжънтин, е използвал изкуствен интелект (AI) и протеинов езиков модел, за да анализира огромни масиви от протеинови последователности и да идентифицира общи закономерности в тях.
Какво представлява протеиновият езиков модел
Протеиновият езиков модел е модел за машинно обучение, обучен върху последователности от аминокиселини – градивните елементи на протеините. Подобно на езиковите модели, които изучават човешки езици, този AI модел “разбира” структурата и функцията на протеините, като предсказва как те ще се сгъват и взаимодействат.
Тази технология позволява на учените да разкрият скрити зависимости между генетичния код и функционалните свойства на организмите, което досега беше трудно постижимо чрез традиционни методи.
Рамката ACEP и откритието на китайските изследователи
Новата рамка за компютърен анализ, наречена ACEP, използва предварително обучен протеинов езиков модел, който улавя високопорядкови протеинови характеристики – сложни взаимодействия в структурата на протеините, които не могат да се видят чрез стандартни биоинформатични методи.
„Протеиновият езиков модел може да разбере по-дълбоките структурни и функционални характеристики зад аминокиселинните последователности“, обяснява Цзоу Чжънтин.
Според екипа, именно тези високопорядкови характеристики играят критична роля за адаптивната конвергенция – процесът, който позволява на различни видове да развият сходни способности като ехолокацията при прилепите и китовете.
Значение за биологията и изкуствения интелект
Резултатите от проучването са публикувани в престижното списание Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
„Тази работа не само задълбочава разбирането на еволюционните закони на живота, но и демонстрира огромния потенциал на изкуствения интелект в решаването на сложни биологични задачи“, обобщава Цзоу, цитиран от Синхуа.
Откритието подчертава как AI технологиите могат да се превърнат в мощен инструмент за анализ на биологични процеси, разкриване на еволюционни закономерности и създаване на нови приложения в биоинженерството и медицината.
