Pamiętliwe bakterie

Praktycznie wszystkie dostępne nam pojemne nośniki danych są mało odporne na upływ czasu i ekstremalne warunki zewnętrzne. Czy ''żywa'' pamięć, jaką znajdziemy w organicznym mikroświecie, jest lepsza od tradycyjnych nośników danych?

Praktycznie wszystkie dostępne nam pojemne nośniki danych są mało odporne na upływ czasu i ekstremalne warunki zewnętrzne. Czy 'żywa' pamięć, jaką znajdziemy w organicznym mikroświecie, jest lepsza od tradycyjnych nośników danych?

Osiągnięcie przez ludzkość obecnego etapu cywilizacyjnego nie byłoby możliwe, gdybyśmy nie dysponowali zbiorowo dostępną pamięcią. Jej rozwój postępował od pierwotnej pamięci kulturowej, obejmującej wytwory materialne, symbole, rytuały, poprzez przekaz ustny (mowa), pismo ręczne (piktogramy, znaki własności) i drukowane, aż do mediów elektrycznych i elektronicznych, w postaci analogowej i wreszcie cyfrowej (media komputerowe, informatyczne).

Znamienne, że pamięć biologiczna, historycznie pierwsza, może też okazać się domeną przyszłości. Do takiego wniosku można dojść, śledząc najnowsze doniesienia z laboratoriów bioinformatycznych, które dążą do stworzenia z bakterii alternatywy dla dotychczasowych rodzajów pamięci. Czy "żywa" pamięć, jaką znajdziemy w organicznym mikroświecie, jest lepsza od nośników danych o charakterystykach magnetycznych, optycznych bądź półprzewodnikowych?

Trwałość pamięci

Nadal większość dostępnych nam informacji występuje w postaci papierowej, lecz również tutaj każda książka czy gazeta ma odpowiednik w postaci pliku danych. Wiadomo że media laserowe są "wieczne" - wszak ich parametry to zbiór superlatyw z mnóstwem zer po przecinku, kto by tam zawracał sobie głowę ich liczeniem. Nośnik magnetyczny skopiuje się kilka razy i sprawa załatwiona, zresztą czy warto, skoro i tu średni czas pracy bezawaryjnej MTBF (meantime between failure) też epatuje rzędami zer, tym razem przed przecinkiem.

Tyle ze wstępu do "krótkiego kursu ironii informatycznej". Przejdźmy do realnych zagrożeń, przekraczających skalą problemy administratora systemu, który zapomniał sporządzić kopię zapasową ważnych danych. Wśród nośników danych można wyróżnić pięć głównych grup: papierowe, mikrofilmowe, półprzewodnikowe, magnetyczne i optyczne. Istnieją również rozwiązania hybrydowe (np. magnetooptyczne) i nietypowe, a także znajdujące się w stadiach laboratoryjnych.

Papier nie jest już medium typowo "pamięciowym", zresztą składowany nawet w dobrych warunkach traci właściwości już w perspektywie dziesięcioleci. O wiele trwalsze są materiały mikrofilmowe - ich żywotność szacuje się na setki lat. Choć typowa mikrokarta formatu pocztówkowego może zmieścić nawet 750 stron wydruków A3 wraz z opisem i indeksem (współczynnik nie tyle kompresji, ile zmniejszenia 1:72), to trudno sobie wyobrazić, żeby nasza pamięć cywilizacyjna bazowała na trącących myszką technologiach, rodem z Jamesa Bonda.

Bomba E

Niestety równie nietrwałe okazują się media magnetyczne czy optyczne. Również tutaj chemia z fizyką są nieubłagane. Wskutek procesów korozyjnych ryzyko utraty danych może wystąpić już po kilkunastu latach. Wciąż szukamy pamięci, które znacznie przekroczą aktualnie możliwe gęstości upakowania danych rzędu 10 Gb/cal2 (prototypy pamięci magneto- i spinoelektronicznych podnoszą tę wartość do ok. 100 Gb/cal2), a gęstość upakowania zwiększa problemy z odpornością danych na czas przechowywania. Mamy też kolejny czynnik grożący sklerozą naszym cyfrowym pamięciom: bomba E. Niszczycielska siła eksplozywnego impulsu elektromagnetycznego jest znana w praktyce od czasów eksperymentów atomowych w Los Alamos w latach 50.

Czy zatem "pamięć bakteryjna" może być upragnionym rozwiązaniem, którego nie dotyczą wyżej opisane zjawiska? W końcu mówimy o organizmach żywych, te zaś wskutek promieniowania radiacyjnego (po eksplozji nuklearnej) uległyby zagładzie.

Pomysł zbudowania pamięci komputerowej na bazie związków organicznych nie jest nowy. Pierwsze wymierne efekty zanotowano na początku lat 70., kiedy w laboratoriach IBM powstała biodioda. Od dziesięcioleci ulubionym "zwierzątkiem" laboratoriów badawczych jest halobakteria (halobacterium halobium) zmieniająca swą strukturę wewnętrzną pod wpływem oświetlania o określonych długościach fal. Ostatnie doniesienia (New Scientist z 8 stycznia 2003 r.) z waszyngtońskiego instytutu PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) mówią z kolei o możliwościach zapamiętywania informacji drogą manipulacji struktur DNA w bakteriach E.coli i Deinococcus radiodurans.


TOP 200