Оказалось, эволюция тоже сама по себе эволюционирует

Как получается, что организмы так хорошо эволюционируют, чтобы преодолевать экологические проблемы? Этим вопросом учёные терзаются долгие столетия, хотя ответы всё время ускользают от нас. Однако новое исследование предлагает совершенно новую идею: что, если эволюция как процесс может эволюционировать сама по себе?

Жизнь сумела процветать в невероятных местах, которые кажутся непригодными для жизни, и даже в условиях, когда всё настроено против неё. К примеру, вирусные патогены вроде SARS-CoV-2 быстро адаптируются к любым изменениям в иммунной системе своего хозяина, порождая новые, усовершенствованные штаммы. Это разнообразие помогает решать самые разные проблемы выживания, и данный процесс сам по себе выглядит очень творческим, однако эволюция в отличие от обычной приспособляемости больше связана с потенциалом вида в будущем, а не настоящем.

Однако эта дальновидность эволюции не совсем понятна даже лучшим учёным мира, поэтому исследователи из американского Университета Мичигана решили создать вычислительную модель, которая поможет ответить на многие вопросы. За основу был взят фреймворк под названием Avida, который имитировал три вознаграждаемые логические функции. Учёные создали виртуальную среду с красными и синими ягодами, которые могут быть как полезными, так и ядовитыми в разных средах.

Затем команда запустила серию сценариев и измерила, как приспосабливаемость меняется в ходе каждого сценария. Любопытен один конкретный сценарий, в котором популяция была вынуждена циклически переключаться между употреблением красных и синих ягод. Это переключение привело к тому, что в популяции увеличилось число мутаций, которое позволило успешно потреблять и красные, и синие ягоды.

Фактически, мутации происходят, когда меняется одна из компьютерных инструкций («гены»). С течением времени перестройка генетических путей позволяет популяции эволюционировать, чтобы успешно жить в районе с разными ягодами. Интересно, что если среда меняется слишком быстро, эволюции, грубо говоря, не происходит. Однако длительный период, когда сменяются сотни поколений, может привести к тому, что сама эволюция эволюционирует, то есть изменчивость вида становится ещё сложнее.