miércoles, 12 de septiembre de 2012


A Creation Story for Humanity
Edward O. Wilson is not afraid to ask big questions—questions that religions, the creative arts, and philosophy have wrestled with for centuries. What is it that makes humans what they are? How did our human condition develop? How did nature give rise to something so unusual as ourselves—a species that feels empathy and guilt, cares for the old and sick, and tries to intellectually understand itself and its origins—with our languages, religions, arts, and cultures? With The Social Conquest of Earth, Wilson endeavors to uncover the creation story of humanity. (...) Wilson suggests visualizing the evolution of a species as a journey through a maze presented by the environment, a maze that can itself change with time. (...) Wilson argues that a multilevel selection perspective offers the best approach to understanding the human condition.

A Creation Story for Humanity
Rudolf Griss
Science 31 August 2012:
Vol. 337 no. 6098 p. 1041
http://dx.doi.org/10.1126/science.1225640


On the evolutionary origins of the egalitarian syndrome
The evolutionary emergence of the egalitarian syndrome is one of the most intriguing unsolved puzzles related to the origins of modern humans. Standard explanations and models for cooperation and altruism—reciprocity, kin and group selection, and punishment—are not directly applicable to the emergence of egalitarian behavior in hierarchically organized groups that characterized the social life of our ancestors. Here I study an evolutionary model of group-living individuals competing for resources and reproductive success. In the model, the differences in fighting abilities lead to the emergence of hierarchies where stronger individuals take away resources from weaker individuals and, as a result, have higher reproductive success. (...)

On the evolutionary origins of the egalitarian syndrome
Sergey Gavrilets


The automatic chemist
Bartosz Grzybowski of Northwestern University in Illinois, US – who has already established himself as one of our most inventive chemists – has unveiled a ‘chemo-informatic’ scheme, Chematica, that can stake a reasonable claim to being paradigm-changing. Grzybowski and his colleagues have spent years assembling the transformations that link chemical species into a vast network that codifies and organises the known pathways through chemical space. The nodes of the network – molecules, elements and chemical reactions – are linked together by connecting reactants to products via the nexus of a known reaction. The full network contains around 7 million compound nodes and about the same number of reaction nodes. Grzybowski calls it a ‘collective chemical brain’.

The automatic chemist
Philip Ball
Chemistry World 22 August 2012


Criticality Is an Emergent Property of Genetic Networks that Exhibit Evolvability
Dynamically critical systems are those which operate at the border of a phase transition between two behavioral regimes often present in complex systems: order and disorder. Critical systems exhibit remarkable properties such as fast information processing, collective response to perturbations or the ability to integrate a wide range of external stimuli without saturation. Recent evidence indicates that the genetic networks of living cells are dynamically critical. This has far reaching consequences, for it is at criticality that living organisms can tolerate a wide range of external fluctuations without changing the functionality of their phenotypes. Therefore, it is necessary to know how genetic criticality emerged through evolution. Here we show that dynamical criticality naturally emerges from the delicate balance between two fundamental forces of natural selection that make organisms evolve: (i) the existing phenotypes must be resilient to random mutations, and (ii) new phenotypes must emerge for the organisms to adapt to new environmental challenges. The joint effect of these two forces, which are essential for evolvability, is sufficient in our computational models to generate populations of genetic networks operating at criticality. Thus, natural selection acting as a tinkerer of evolvable systems naturally generates critical dynamics.

Criticality Is an Emergent Property of Genetic Networks that Exhibit Evolvability
Christian Torres-Sosa, Sui Huang, Maximino Aldana
PLoS Comput Biol 8(9): e1002669. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pcbi.1002669

Predatory Fish Select for Coordinated Collective Motion in Virtual Prey
Movement in animal groups is highly varied and ranges from seemingly disordered motion in swarms to coordinated aligned motion in flocks and schools. These social interactions are often thought to reduce risk from predators, despite a lack of direct evidence. We investigated risk-related selection for collective motion by allowing real predators (bluegill sunfish) to hunt mobile virtual prey. By fusing simulated and real animal behavior, we isolated predator effects while controlling for confounding factors. Prey with a tendency to be attracted toward, and to align direction of travel with, near neighbors tended to form mobile coordinated groups and were rarely attacked. These results demonstrate that collective motion could evolve as a response to predation, without prey being able to detect and respond to predators.

Predatory Fish Select for Coordinated Collective Motion in Virtual Prey
C. C. Ioannou, V. Guttal, I. D. Couzin
Science 7 September 2012:
Vol. 337 no. 6099 pp. 1212-1215
http://dx.doi.org/10.1126/science.1218919

ENCODE Project Writes Eulogy for Junk DNA
This week, 30 research papers, including six in Nature and additional papers published online by Science, sound the death knell for the idea that our DNA is mostly littered with useless bases. A decade-long project, the Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE), has found that 80% of the human genome serves some purpose, biochemically speaking. Beyond defining proteins, the DNA bases highlighted by ENCODE specify landing spots for proteins that influence gene activity, strands of RNA with myriad roles, or simply places where chemical modifications serve to silence stretches of our chromosomes.

ENCODE Project Writes Eulogy for Junk DNA
Elizabeth Pennisi
Science 7 September 2012:
Vol. 337 no. 6099 pp. 1159-1161
http://dx.doi.org/10.1126/science.337.6099.1159


How Culture Drove Human Evolution
The main questions I've been asking myself over the last couple years are broadly about how culture drove human evolution. Think back to when humans first got the capacity for cumulative cultural evolution—and by this I mean the ability for ideas to accumulate over generations, to get an increasingly complex tool starting from something simple. One generation adds a few things to it, the next generation adds a few more things, and the next generation, until it's so complex that no one in the first generation could have invented it. This was a really important line in human evolution, and we've begun to pursue this idea called the cultural brain hypothesis—this is the idea that the real driver in the expansion of human brains was this growing cumulative body of cultural information, so that what our brains increasingly got good at was the ability to acquire information, store, process and retransmit this non genetic body of information.
Descripción: http://www.scoop.it/rv?p=2590829309&tp=Topic



sábado, 18 de agosto de 2012

Osvaldo Reig


INFATIGABLE. OSVALDO REIG.

Por Ignacio Soto,
Laboratorio de Evolución, DEGE, FCEN, UBA


Nota publicada originalmente en la revista ADN (http://www.revista-adn.com.ar)


Perfil de Osvaldo Reig, uno de los más grandes biólogos evolutivos de nuestro país que supo combinar compromiso político, crítica científica y excelencia académica.
Pasados 20 años desde su fallecimiento, hay generaciones de biólogos y paleontólogos que se formaron sin conocerlo, pero su legado académico y humano se reconoce en multitud de ámbitos apenas se comienza a indagar sobre él. ¿Quién fue ese mentor que enorgullece a sus discípulos y que no dudó en cambiar de disciplina científica en el momento que sintió que su curiosidad no estaba siendo satisfecha? 




“Por más que sea gratificante alcanzar un deseable reconocimiento internacional, la verdadera satisfacción del científico con su quehacer profesional surgirá cuando su propio país le proporcione legitimidad y arraigo”  
O.A. Reig, 1992.

Los biólogos de mi generación no conocimos personalmente a Osvaldo Reig. Para aquellos que comenzamos a cursar en la Facultad de Ciencias Exactas a finales de la década del 90, Reig es un nombre en una placa de un aula. En ese sentido, tan etéreo e inasible como “Amos”, “Leloir” o “Burkart” por nombrar otros apellidos que custodian lugares de esta Facultad. Entonces, escribir sobre Osvaldo no responde, en mi caso, a una admiración desarrollada por interacción con su persona en vida o a querer preservar en escrito vivencias personales que lo incluyen. Probablemente sea más bien una indagación sobre quien fue ese científico cuya ausencia tiene tanto de reciente que genera esa incómoda idea de que fue solo por poco que uno se perdió de conocer. Si hoy rescatamos este nombre de una placa es porque tiene una vigencia innegable y es una cantera formidable de conocimiento y principios para aprovechar, pero por sobre todo, por ser un ejemplo de superación de dificultades. Una persona que siendo reconocida mundialmente buscaba la legitimidad y el arraigo en su país.
Aquellos que se adentran en el estudio de la zoología, paleontología o biología evolutiva, tarde o temprano llegan a su obra. Su pensamiento enseguida rodea y acompaña a aquellos que indagan sobre el desarrollo de la biología y paleontología argentina del siglo XX.
Los aportes científicos de Reig comenzaron muy tempranamente en su vida. La biblioteca familiar tenía obras de Darwin y de Ameghino que Osvaldo no tardó en apreciar. De adolescente fue un aficionado autodidacta de la Paleontología. En 1945, iba a publicar junto con su amigo Jorge Kraglievich y con tan solo 16 años su primer trabajo científico, una descripción de un carpincho fósil, en las Notas del Museo de la Plata. Por la misma época era expulsado del Colegio Nacional Buenos Aires por sus cuestionamientos al autoritarismo del gobierno local y el fascismo europeo. Esta dinámica entre logros científicos y avatares políticos será una constante que lo acompañará por el resto de sus días.
Reig comenzó los estudios universitarios en 1950 en la Universidad de La Plata, pero no pudo completarlos allí. Su militancia progresista le había significado maltratos, persecuciones, cárcel y torturas. A los dos años se estaba yendo a Buenos Aires a trabajar en el Museo Argentino Bernardino Rivadavia y retomar brevemente sus estudios, ahora en la Universidad de Buenos Aires.
Su crecimiento profesional continuará firme. En 1955 reporta un descubrimiento de gran relevancia. Analizando la morfología dentaria y otras características esqueletarias concluye que el marsupial conocido como Monito del Monte (Dromiciops australis), habitante de nuestros bosques patagónicos, pertenecía al grupo de los microbiotéridos, descriptos por Florentino Ameghino y considerado un grupo de mamíferos marsupiales extintos hacía millones de años. La Argentina tenía su propio fósil viviente. Por otro lado, sus estudios sobre anuros fósiles del género Nothobatrachus, de los más antiguos conocidos en ese momento, le brinda un mayor prestigio internacional. En 1957 es electo Presidente de la Asociación Paleontológica Argentina. Esta consolidación de su reputación como paleontólogo, lejos de anquilosarlo, lo lleva a ampliar sus investigaciones. Es un convencido de que el estudio de los fósiles es incompleto si no incluye un marco más amplio brindado por la biología evolutiva. Cuando en 1959 discute en Holmbergia si la Paleontología pertenece al campo de la Biología o de la Geología (él era un acérrimo defensor de lo primero) se encarga de aclarar que no es una discusión meramente formal. Entendía que era un problema que debía encararse ya que “de la adecuada resolución de este litigio de pertenencia depende la médula racional, el fundamento conceptual necesario para un adecuado planteo de los objetivos del trabajo del investigador interesado por los organismos del pasado.” Años más tarde definiría como enriquecedor y gratificante el “salto” de la Paleontología hacia la Genética Evolutiva aunque lo percibió más bien como una integración de enfoques: “exigida por la propia dinámica de la maduración de mi indagación sobre los procesos evolutivos
El otro aspecto relevante para apreciar la obra de Reig es su faceta de fundador de grupos de investigación. En 1958, con un cargo de Profesor en la Universidad de Tucumán funda, en el Instituto Fundación Miguel Lillo, el Laboratorio de Vertebrados Fósiles y en paralelo uno de herpetología. Organiza con Galileo Scaglia expediciones a Ischigualasto, San Juan, con la colaboración de varios paleontólogos del país entre los que se encontraba José Bonaparte que luego continuará con esa labor. Estas expediciones ponen al Valle de la Luna en el mapa de la paleontología mundial aportando valiosos datos sobre la fase temprana de la evolución de los dinosaurios y preservando muchos especímenes de campañas norteamericanas a la misma zona que sacaban del país a los fósiles encontrados.
En 1960 es contratado por la Universidad de Buenos Aires y vuelve a la Facultad de Ciencias Exactas como Profesor. Su trabajo en la FCEyN, en el Departamento de Ciencias Biológicas, se centrará en estudios evolutivos de los mamíferos sudamericanos. En 1961 gana por concurso un cargo de Profesor Titular a pesar de no contar con un título de grado y gracias a sus evidentes méritos científicos (el famoso paleontólogo George Gaylord Simpson formaba parte del jurado). En 1962 funda el LIHUBA, Laboratorio de Investigaciones Herpetológicas de la Universidad de Buenos Aires, y en 1963 comienza a coordinar el grupo de Biología Evolutiva de Vertebrados en el Departamento de Ciencias Biológicas. La Genética y Ecología de Poblaciones comienzan a ser el campo central de sus investigaciones.  
No estuvo ajeno a una de las etapas más tristes de la historia de la ciencia argentina. Mientras se encontraba en una estadía de investigación en Harvard, en nuestro país se desataba el golpe del 66 y la Noche de los Bastones Largos. Osvaldo Reig renuncia a su cargo de profesor y deja todo su equipo atrás para exiliarse en Venezuela. En la Universidad Central de Venezuela organizará el Grupo de Evolución y Citogenética. También comenzara estudios en Chile donde organizará y, de 1972 a 1973, será el director del Instituto de Genética y Evolución de la Facultad de Ciencias de la Universidad Austral. Allí estudiaba a los ratones de campo y los tuco-tucos.
Osvaldo se doctoró en 1973 en Londres (Área de Zoología y Paleontología, Facultad de Ciencias, University College of London) sin haber terminado una licenciatura en su país natal.
Al regresar a Chile otra vez la política atentará contra su trabajo. El presidente Allende es derrocado en un golpe militar. El perfil de Reig, su militancia, lo pone en la mira del nuevo gobierno. Es secuestrado y encarcelado y su vida realmente corre peligro. Solo la presión y gestión internacional permite su liberación. Vuelve a la Argentina y a la UBA con un cargo en la FCEyN pero nuestro país no es ajeno a la turbulencia política y Osvaldo sentirá el hostigamiento también aquí. Estando en un congreso en México se entera de que el rector interventor Ottalagano lo había echado de la UBA. Ni siquiera regresa a Buenos Aires y vuela directamente a Venezuela, donde es cordialmente recibido por sus colegas pero se enfrenta a un nuevo exilio. Primero en la Universidad de Los Andes en Mérida y luego en la Universidad Simón Bolívar de Caracas, Reig continuará con sus líneas de investigación. Sus estudios en roedores y marsupiales sobre especiación y su correlato con la evolución cromosómica cobran un gran desarrollo. Es uno de los científicos que acompaña los replanteos a algunos postulados básicos de la Síntesis Moderna. Su amistad con Mario Bunge y la enriquecedora influencia de la filósofa Estela Santilli, su mujer y compañera en la vida itinerante, hicieron que siempre fueran muy fuertes sus inquietudes epistemológicas. En uno de sus escritos podemos leer de su propio puño: “Las preocupaciones epistemológicas, los intentos de clasificación de las ciencias, deben valorarse como temas cuyo desarrollo es altamente beneficioso y necesario para el desenvolvimiento de las investigaciones; para encontrar sentido y objetivos a las tareas del científico que, desvinculadas de los intentos interpretativos y de la correcta delimitación de metas, pueden perder jerarquía y desvanecerse en el juego fácil de lo rutinario, en las autosuficiencias de lo meramente analítico y clasificatorio.”
Así Reig suma a su quehacer paleontológico y genético la reflexión sobre los enfoques reduccionistas en la biología evolutiva y sobre la realidad de las especies biológicas. Asimismo, empieza a considerar a la variabilidad que se encuentra entre los individuos de una misma especie como un tópico central para la comprensión de los fenómenos evolutivos. Sus resultados iban a ser discutidos con los de las grandes figuras de la biología evolutiva de esas décadas.
Por esos tiempos entiende que necesita incorporar otro modelo más para terminar de complementar sus líneas de investigación. Así el paleontólogo/mastozoólogo/herpetólogo incorpora a las moscas del género Drosophila como modelo genético evolutivo de sus investigaciones. Por sus características biológicas, estos insectos le permitían la experimentación y puesta a prueba de hipótesis sobre especiación y evolución como ningún otro de sus objetos de estudio. Pero incluso con este modelo clásico tendrá una vuelta de tuerca. Las especies de Drosophila que comienza a estudiar son un grupo particular de moscas neotropicales especializadas en la explotación de los cactus como medio de cría. En otras palabras, un modelo genético clásico e internacional pero aggiornado a problemáticas y eventos biológicos con interés regional.
Volverá a nuestro país en 1983, luego del restablecimiento del orden democrático, como miembro superior del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). Originalmente regresa con un proyecto para hacerse cargo,  reorganizar y modernizar el Museo Argentino de Ciencias Naturales. Si bien cuenta con el apoyo de las autoridades nacionales, algunos sectores conservadores y de la Iglesia Católica montan una campaña mediática (algunos recuerdan a Magdalena Ruiz Guiñazu arengando indignada desde su programa de radio) para que Reig no se instale en el Museo. Finalmente estos sectores se impondrán y otro proyecto de Reig quedará trunco.
La consolidación de tiempos democráticos no significa el cese de la hostilidad por parte de otros colegas. Se instalará finalmente en la facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, donde organiza el Grupo de Investigación en Biología Evolutiva (GIBE) para continuar con sus investigaciones en genética y ecología evolutiva. Los estudios incluirán sus diversos modelos animales, desde tuco-tucos y primates neotropicales hasta las moscas del género Drosophila. Aquí también, quizás por representar vientos de cambio, tendrá que confrontar y sufrir la interacción con los resabios académicos que sobrevivieron los años oscuros del Proceso.   
1986 resulta un año que delinea de manera muy interesante lo que fue parte de su vida. En un mundo bipolar, ordenado por las tensiones de la Guerra Fría, se puede decir que todos los bloques involuntariamente consensuan reconocer la carrera de Reig de manera simultánea. La Academia de Ciencias de la Unión Soviética lo nombra Miembro Honorario mientras que la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos lo acepta como Miembro Asociado Extranjero. Como si fuera poco, la Academia de Ciencias del Tercer Mundo también lo nombrará miembro. Triple reconocimiento en un mundo dividido.
La cosecha de reconocimientos continuará. En 1989 la Universidad Autónoma de Barcelona le otorga el título de Doctor Honoris Causa y la Universidad de Buenos Aires lo hará en 1991. Un año después la Universidad Simón Bolívar lo nombrará Profesor Honorario.
Algunos pasajes de su discurso de aceptación del título en la Universidad de Barcelona son fieles resúmenes de cuáles fueron sus motivaciones y principios durante su carrera científica:

Ahora está claro que la comprensión de los procesos evolutivos presupone la ampliación permanente del contexto teórico y el trabajo multidisciplinario y en equipo. Eso exige deponer la adhesión a cotos de investigación excluyentes. (…) Habrá siempre quienes se resientan a abandonar los privilegios que presupone practicar una disciplina que pretende ser autosuficiente. Siempre existirán los que traten de explicar mucho con lo poco que saben. El verdadero científico será siempre, empero, aquel que reconoce los límites de su saber, y que sabe convocar el conocimiento ajeno. (…) No hay nada más distante de los enunciados de la ciencia que las afirmaciones apodícticas de certeza, ni nada más contradictorio con la actitud científica que el fundamentalismo y el infabilismo.”

Osvaldo Reig fue un biólogo evolutivo que hizo ciencia de calidad en los contextos más adversos que podemos imaginar. Exiliado y perseguido, su éxodo dejó un semillero de laboratorios y grupos de trabajo en la Patria Grande. Las condiciones políticas lo expulsaron dos veces de nuestra Facultad pero terminó establecido en ella, trabajando a la vanguardia de la biología evolutiva. Su legado está en todos lados.
Hoy, a más de 20 años de planteadas, los laboratorios del GIBE y de Evolución en el Departamento de Ecología, Genética y Evolución continúan respondiendo, desarrollando y ampliando las preguntas de Osvaldo sobre especiación, genética y ecología evolutiva. Osvaldo Reig estableció el dictado de Evolución, Macroevolución y, junto a la Dra Ana Báez, Sistemática Teórica en la carrera de Biología. Siempre consideró que Evolución debía ser una materia básica de la carrera. Algunos de sus becarios y tesistas son ahora investigadores y profesores de esta Facultad y sus ex alumnos son aún más numerosos. Para muestra basta un botón. El Dr. Hernán Dopazo volvió al país el año pasado y ahora dirige el Laboratorio de Genómica Biomédica y Evolución en el Departamento de Ecología, Genética y Evolución. Hernán hizo su tesina de licenciatura en el GIBE de Reig y fue ayudante en sus materias. Consultado sobre sus experiencias directas con su mentor rescata el privilegio que le significó las charlas que entablaban de regreso a sus hogares después de dar clase. Lo considera un maestro porque generaba y transmitía rigor de pensamiento en quienes formó. “Era un gigante”- explica Hernán- “No volví a encontrar una persona así en todos los años de carrera que hice”.                                                                                                                                                                          
Nunca se quedó quieto, nunca se “acomodó” en un tema. No hizo la plancha. No se conformó. Hace 20 años moría Osvaldo Reig.  Este 14 de agosto hubiera cumplido 83 años. Nos deja mucho más que Ischigualasto, el Monito del Monte como fósil viviente, Nothobatrachus, dinosaurios, la biología evolutiva argentina hermanada a su paleontología, ideas sobre el origen de las especies, reflexiones sobre el cómo hacer ciencia y como no hacerla, sobre el despotismo y el abuso del poder, líneas de investigación, decenas de investigadores formados y un ejemplo de compromiso real con las convicciones personales. Sus campos fueron la paleontología, la biología evolutiva, la genética, la sistemática y la biogeografía. Pero con una producción académica de excelencia sus aportes más valiosos quizás no se puedan buscar en papers. El autodenominado “biólogo itinerante” nos dejó una hoja de ruta formidable. Admirador de Ameghino y trabajador incansable, trasmitió la importancia del rigor en cada aspecto de la construcción del conocimiento.
A veces las placas guardan nombres ilustres que trasmiten solemnidad y respeto. A veces no mucho más que eso. Pero cada tanto, el bronce atrapa aunque sea el nombre de gente infatigable, buscadores de verdades, de fósiles, ratones o moscas. Esa gente que años más tarde, a quienes no lo conocimos, todavía nos da la sensación de que nos lo perdimos por poco.

Agradecimientos:
Quiero agradecer al Dr Hernán Dopazo y al Dr. Esteban Hasson por facilitarme experiencias y anécdotas y al Dr. Raúl Gómez por las contribuciones bibliográficas.

Bibliografía consultada (y recomendada para profundizar el tema):
Quintana C.A. 2012. Conociendo a nuestros científicos. Osvaldo Alfredo Reig. Pp 42. Ediciones ULP, Argentina.
Reig, OA. 1959. Acerca de la ubicación de los estudios paleontológicos. Holmbergia 15(4):19-45
Reig, OA. 1989. Doctor Honoris Causa. Discurso leído en la ceremonia de investidura. Facultad de Ciencias, Universidad de Barcelona. Bellaterra.



Surprising finding: Tree's leaves genetically different from its roots


Black cottonwood trees (Populus trichocarpa) can clone themselves to produce offspring that are connected to their parents by the same root system. Now, after the first genome-wide analysis of a tree, it turns out that the connected clones have many genetic differences, even between tissues from the top and bottom of a single tree. The variation within a tree is as great as the variation across unrelated trees. Such somatic mutations — those that occur in cells other than sperm or eggs — are familiar to horticulturalists, who have long bred new plant varieties by grafting mutant branches onto ‘normal’ stocks. But until now, no one has catalogued the total number of somatic mutations in an individual plant.

In one tree, the top buds of the parent and offspring were genetically closer to each other than to their respective roots or lower branches. In another tree, the top bud was closer to the reference cottonwood genome than to any of the other tissues from the same individual.The tissue-specific mutations affected mainly genes involved in cell death, immune responses, metabolism, DNA binding and cell communication. Olds think that this may be because many of the mutations are harmful, and the tree reacts by destroying the mutated tissues or altering its metabolic pathways and the way it controls its genes, which leads to further mutations.

The findings have parallels to cancer studies, which have recently shown that separate parts of the same tumor can evolve independently and build up distinct genetic mutations, meaning that single biopsies give only a narrow view of the tumor’s diversity.


Human cycles: History as science



For the past 15 years, Turchin has been taking the mathematical techniques that once allowed him to track predator–prey cycles in forest ecosystems, and applying them to human history. He has analysed historical records on economic activity, demographic trends and outbursts of violence in the United States, and has come to the conclusion that a new wave of internal strife is already on its way1. The peak should occur in about 2020, he says, and will probably be at least as high as the one in around 1970. “I hope it won't be as bad as 1870,” he adds.

Human cycles: History as science
Laura Spinney
Nature 488, 24–26 (02 August 2012) http://dx.doi.org/10.1038/488024a


Inescapable Pull
Black holes, once the preserve of theory and science fiction, are well-established inhabitants of the universe. Observations of the motions of stars orbiting the center of the Milky Way have proved beyond doubt that a black hole 4 million times as massive as the Sun resides there. Many other galaxies are thought to host similarly heavy or even heavier black holes at their centers. Scattered out beyond the center, there are thought to be millions of lighter, stellar-mass black holes, produced when the most massive stars collapse in on themselves at the end of their lives. This week, Science explores the current state of understanding of black holes with a series of Perspectives and Reviews.

Inescapable Pull
Maria Cruz
Science 3 August 2012:
Vol. 337 no. 6094 p. 535
http://dx.doi.org/10.1126/science.337.6094.535


Measuring the Complexity of Ultra-Large-Scale Evolutionary Systems
Ultra-large scale (ULS) systems are becoming pervasive. They are inherently complex, which makes their design and control a challenge for traditional methods. Here we propose the design and analysis of ULS systems using measures of complexity, emergence, self-organization, and homeostasis based on information theory. We evaluate the proposal with a ULS computing system provided with genetic adaptation mechanisms. We show the evolution of the system with stable and also changing workload, using different fitness functions. When the adaptive plan forces the system to converge to a predefined performance level, the nodes may result in highly unstable configurations, that correspond to a high variance in time of the measured complexity. Conversely, if the adaptive plan is less "aggressive", the system may be more stable, but the optimal performance may not be achieved.

Measuring the Complexity of Ultra-Large-Scale Evolutionary Systems
Michele Amoretti, Carlos Gershenson


Some Computational Aspects of Essential Properties of Evolution and Life
While evolution has inspired algorithmic methods of heuristic optimisation, little has been done in the way of using concepts of computation to advance our understanding of salient aspects of biological phenomena. We argue that under reasonable assumptions, interesting conclusions can be drawn that are of relevance to behavioural evolution. We will focus on two important features of life--robustness and fitness--which, we will argue, are related to algorithmic probability and to the thermodynamics of computation, disciplines that may be capable of modelling key features of living organisms, and which can be used in formulating new algorithms of evolutionary computation.

Some Computational Aspects of Essential Properties of Evolution and Life
Hector Zenil, James A.R. Marshall


Why We Lie
 

Over the past decade or so, my colleagues and I have taken a close look at why people cheat, using a variety of experiments and looking at a panoply of unique data sets—from insurance claims to employment histories to the treatment records of doctors and dentists. What we have found, in a nutshell: Everybody has the capacity to be dishonest, and almost everybody cheats—just by a little. Except for a few outliers at the top and bottom, the behavior of almost everyone is driven by two opposing motivations. On the one hand, we want to benefit from cheating and get as much money and glory as possible; on the other hand, we want to view ourselves as honest, honorable people. Sadly, it is this kind of small-scale mass cheating, not the high-profile cases, that is most corrosive to society.

Introducing the Computable Universe
Some contemporary views of the universe assume information and computation to be key in understanding and explaining the basic structure underpinning physical reality. We introduce the Computable Universe exploring some of the basic arguments giving foundation to these visions. We will focus on the algorithmic and quantum aspects, and how these may fit and support the computable universe hypothesis.

Introducing the Computable Universe
Hector Zenil

sábado, 12 de mayo de 2012

Compilado AZyNE 12/5


Peopling the planet


Few question the idea that modern humans are all emigrants from Africa. But when their journey began, when it ended and what they did along the way makes for a deepening mystery, explored in this issue of Nature.
 
Nature 485, 23 (03 May 2012) http://dx.doi.org/10.1038/485023a


Rise and Demise of Bioinformatics? Promise and Progress

The field of bioinformatics and computational biology has gone through a number of transformations during the past 15 years, establishing itself as a key component of new biology. This spectacular growth has been challenged by a number of disruptive changes in science and technology. Despite the apparent fatigue of the linguistic use of the term itself, bioinformatics has grown perhaps to a point beyond recognition. We explore both historical aspects and future trends and argue that as the field expands, key questions remain unanswered and acquire new meaning while at the same time the range of applications is widening to cover an ever increasing number of biological disciplines. These trends appear to be pointing to a redefinition of certain objectives, milestones, and possibly the field itself.
 
Ouzounis CA (2012) Rise and Demise of Bioinformatics? Promise and Progress. PLoS Comput Biol 8(4): e1002487. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pcbi.1002487

Sexual selection enables long-term coexistence despite ecological equivalence

Empirical data indicate that sexual preferences are critical for maintaining species boundaries, yet theoretical work has suggested that, on their own, they can have only a minimal role in maintaining biodiversity. This is because long-term coexistence within overlapping ranges is thought to be unlikely in the absence of ecological differentiation9. Here we challenge this widely held view by generalizing a standard model of sexual selection to include two ubiquitous features of populations with sexual selection: spatial variation in local carrying capacity, and mate-search costs in females.

Sexual selection enables long-term coexistence despite ecological equivalence
Leithen K. M’Gonigle, Rupert Mazzucco, Sarah P. Otto & Ulf Dieckmann
Nature 484, 506–509 (26 April 2012) http://dx.doi.org/10.1038/nature10971

Controversial research: Good science bad science


It sounds like a great idea: experimentally mutate a rare but deadly virus so that scientists can do a better job of recognizing dangerous emerging strains. But it also sounds like a terrible idea — the studies could create a virus that is easier to transmit and produce findings that are useful to bioterrorists.

Controversial research: Good science bad science
Geoff Brumfiel
Nature 484, 432–434 (26 April 2012) http://dx.doi.org/10.1038/484432a





The Emergence of Modularity in Biological Systems

In this review, we discuss modularity and hierarchy in biological systems. We review examples from protein structure, genetics, and biological networks of modular partitioning of the geometry of biological space. We review theories to explain modular organization of biology, with a focus on explaining how biology may spontaneously organize to a structured form. That is, we seek to explain how biology nucleated from among the many possibilities in chemistry.

The Emergence of Modularity in Biological Systems
Dirk M. Lorenz, Alice Jeng, Michael W. Deem


Origins of evolution: Non-acquired characters dominates over acquired characters in changing environment


We explored competition between acquired (AQ) versus non-acquired (NAQ) character inheritance. We established that NAQ evolution rule is dominating in case of changing environment.
Origins of evolution: Non-acquired characters dominates over acquired characters in changing environment. Cédric Gaucherel, Henrik Jeldtoft Jensen. Journal of Theoretical Biology Volume 304, 7 July 2012, Pages 111–120. 

Beyond Turing's Machines

In marking Alan Turing's centenary, it's worth asking what was his most fundamental achievement and what he left for future science to take up when he took his own life in 1954. His success in World War II, as the chief scientific figure in the British cryptographic effort, with hands-on responsibility for the Atlantic naval conflict, had a great and immediate impact. But in its ever-growing influence since that time, the principle of the universal machine, which Turing published in 1937, beats even this.
 
Beyond Turing's Machines
Andrew Hodges
Science 13 April 2012: Vol. 336 no. 6078 pp. 163-164
http://dx.doi.org/10.1126/science.1218417



Dusting Off the Turing Test

Hold up both hands and spread your fingers apart. Now put your palms together and fold your two middle fingers down till the knuckles on both fingers touch each other. While holding this position, one after the other, open and close each pair of opposing fingers by an inch or so. Notice anything? Of course you did. But could a computer without a body and without human experiences ever answer that question or a million others like it? And even if recent revolutionary advances in collecting, storing, retrieving, and analyzing data lead to such a computer, would this machine qualify as “intelligent”?
 
Dusting Off the Turing Test
Robert M. French
Science 13 April 2012: Vol. 336 no. 6078 pp. 164-165
http://dx.doi.org/10.1126/science.1218350

Artificial Intelligence Could Be on Brink of Passing Turing Test


One hundred years after Alan Turing was born, his eponymous test remains an elusive benchmark for artificial intelligence. Now, for the first time in decades, it’s possible to imagine a machine making the grade.
Turing was one of the 20th century’s great mathematicians, a conceptual architect of modern computing whose codebreaking played a decisive part in World War II. His test, described in a seminal dawn-of-the-computer-age paper, was deceptively simple: If a machine could pass for human in conversation, the machine could be considered intelligent.