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Forscher zeigen, wann Biologie effizient berechenbar ist

Krishnendu Chatterjee (l.) und Rasmus Ibsen-Jensen. Bild: IST Austria © Krishnendu Chatterjee (l.) und Rasmus Ibsen-Jensen. Bild: IST Austria

Rasmus Ibsen-Jensen und Krishnendu Chatterjee vom IST in Klosterneuburg (NÖ) haben gemeinsam mit dem österreichischen Biomathematiker Martin A. Nowak von der Harvard Universität mittels dieser klar definierten Komplexitätsklassen einige fundamentale Fragen der theoretischen Biologie untersucht, konkret die ökologische und evolutionäre Dynamik innerhalb von strukturierten Populationen.

Sie konnten dabei diese Fragen exakten Komplexitätsklassen zuordnen und damit mit Sicherheit sagen, ob sie mittels Algorithmen lösbar sind. Es scheint ganz so, als "würden die evolutionären Prozesse Aspekte der Informatik nachahmen", berichten die.

Nicht mit einer einfachen Formel lösbar ist etwa die Frage, ob eine invasive Art eine ökologische Nische erobert. Dagegen stellten sie fest, dass es für zwei Fragestellungen effiziente Lösungen zur Berechnung geben muss: Zum einen für die "Molekulare Uhr", einer Methode, bei welcher der Zeitpunkt der Aufspaltung zweier Arten von einem gemeinsamen Vorfahren abgeschätzt wird. Und zum anderen die Fixierungswahrscheinlichkeit, also die Chance einer genetischen Variation, sich in einer gut durchmischten Population durchzusetzen.

Service: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1511366112

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