Жизнь — боль (и это ничему не учит). Цифровые организмы доказали, что страдания не всегда полезны
NewsMaker105 сценариев показали, что выбор переменной среды может радикально менять исход.
Мир вокруг живых существ никогда не стоит на месте: лето сменяется зимой, один год приносит наводнения, другой превращается в засуху. Биологи давно знают, что растениям и животным приходится постоянно подстраиваться, но куда менее понятно другое: помогает ли такая «качка» эволюции или, наоборот, сбивает ее с ног, заставляя снова и снова начинать адаптацию почти с нуля.
Этим вопросом задалась исследовательница Университета Вермонта Ченге Петак. Вместе с компьютерным ученым Лапо Фрати, коллегами из UVM и соавтором из Кембриджа она провела необычный эксперимент, который в реальной лаборатории просто не провернуть. Команда создала мощную компьютерную модель и запустила в ней эволюцию «цифровых организмов», прослеживая тысячи поколений и повторяя процесс сотни раз. Результаты опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , и они оказались не такими однозначными, как можно было ожидать.
Главный вывод звучит почти как предупреждение для тех, кто любит простые ответы: переменчивая среда не гарантирует ни ускорения прогресса, ни деградации. В одних сценариях смена условий действительно помогала популяциям находить более высокие «пики приспособленности», то есть становиться лучше адаптированными. В других сценариях те же самые колебания мешали, вынуждая организмов снова и снова «переучиваться» и так и не выходить на уровень, которого они могли бы достичь в стабильной обстановке.
Почему так происходит, исследователи объясняют на простом примере. Температурные колебания по сезонам могут подталкивать популяцию к компромиссным решениям, полезным и зимой, и летом. А вот повторяющийся цикл «дожди, затем засуха» способен сработать иначе: после долгого влажного периода популяция может терять наработанную устойчивость к засухе и фактически начинать адаптацию заново, в итоге получая более слабые «засушливые» признаки, чем те, кто жил в условиях постоянной нехватки воды.
Мир вокруг живых существ никогда не стоит на месте: лето сменяется зимой, один год приносит наводнения, другой превращается в засуху. Биологи давно знают, что растениям и животным приходится постоянно подстраиваться, но куда менее понятно другое: помогает ли такая «качка» эволюции или, наоборот, сбивает ее с ног, заставляя снова и снова начинать адаптацию почти с нуля.
Этим вопросом задалась исследовательница Университета Вермонта Ченге Петак. Вместе с компьютерным ученым Лапо Фрати, коллегами из UVM и соавтором из Кембриджа она провела необычный эксперимент, который в реальной лаборатории просто не провернуть. Команда создала мощную компьютерную модель и запустила в ней эволюцию «цифровых организмов», прослеживая тысячи поколений и повторяя процесс сотни раз. Результаты опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , и они оказались не такими однозначными, как можно было ожидать.
Главный вывод звучит почти как предупреждение для тех, кто любит простые ответы: переменчивая среда не гарантирует ни ускорения прогресса, ни деградации. В одних сценариях смена условий действительно помогала популяциям находить более высокие «пики приспособленности», то есть становиться лучше адаптированными. В других сценариях те же самые колебания мешали, вынуждая организмов снова и снова «переучиваться» и так и не выходить на уровень, которого они могли бы достичь в стабильной обстановке.
Почему так происходит, исследователи объясняют на простом примере. Температурные колебания по сезонам могут подталкивать популяцию к компромиссным решениям, полезным и зимой, и летом. А вот повторяющийся цикл «дожди, затем засуха» способен сработать иначе: после долгого влажного периода популяция может терять наработанную устойчивость к засухе и фактически начинать адаптацию заново, в итоге получая более слабые «засушливые» признаки, чем те, кто жил в условиях постоянной нехватки воды.