Тот факт, что живые существа эволюционируют в условиях изменения окружающей среды, не является новостью, но теперь исследование показывает, что сам процесс эволюции тоже эволюционирует.
Это, конечно спорная концепция, отчасти потому, что её трудно измерить. Живые существа обычно приспосабливаются к окружающей среде; например, некоторые бактерии быстро вырабатывают устойчивость к антибиотикам. Но меняется ли со временем и сам процесс эволюции, и если да, то что является движущей силой эволюции?
В новой работе, опубликованной 31 декабря 2024 года в журнале PNAS, биологи предполагают, что эволюция может с течением времени становиться эффективнее. Это происходит за счёт «тонкой настройки» реакции популяции на изменения окружающей среды — при условии, что колебания окружающей среды не слишком быстрые, считают авторы исследования.
«Жизнь очень, очень хорошо умеет решать проблемы», — сказал в своём заявлении Луис Заман, эволюционный биолог из Мичиганского университета и ведущий автор исследования. «Если посмотреть вокруг, в жизни так много разнообразия, и то, что всё это произошло от общего предка, кажется мне крайне удивительным. Кажется, что эволюция подходит к процессу очень творчески. И, как будто эта способность возникла сама собой».
Чтобы проверить свою гипотезу, Заман и его коллеги использовали компьютерную программу, в которой виртуальные организмы обитали в среде, где они могли выжить, используя одну из двух взаимоисключающих стратегий. В одной среде организмы могли есть синие ягоды, чтобы выжить, но погибали, если ели красные. В другой — красные ягоды были питательными, а синие — ядовитыми. Популяции организмов могли эволюционировать, чтобы питаться только одним видом ягод, но не обоими.
Когда исследователи неоднократно меняли условия в этих виртуальных мирах, меняя местами съедобные ягоды, их формы жизни со временем быстрее адаптировались к новым условиям. Этого не происходило, когда среда менялась слишком быстро — популяции не могли эволюционировать всего за одно поколение. Но на протяжении десятков или сотен поколений способность к адаптации возрастала и оставалась высокой.
«Как только популяция достигает определённого эволюционного уровня, кажется, что она уже не исчезнет из-за будущей эволюции», — говорит Заман.
Такая способность к эволюции объясняется двумя причинами: высокий уровень мутаций и увеличение со временем числа полезных мутаций, пишут авторы исследования. Высокий уровень мутаций даёт организмам шанс приспособиться к новым условиям, поскольку появляется большее разнообразие особей, которые могут выжить и процветать. В то же время большее количество полезных мутаций в целом позволяет организмам адаптироваться к условиям, с которыми уже сталкивались их предки.
Биологи использовали простые виртуальные организмы — эквивалент быстро размножающихся микробов. Но те же правила, вероятно, действуют и для более сложной жизни, пишут Заман и его коллеги в своём исследовании.
«Несмотря на то что мы изучали искусственную систему, — говорят они, — наши результаты позволяют понять, как и почему популяции в природе эволюционируют так неустанно».
Источник: habr.com
Похожие новости:
Уровень «цифровой зрелости» компаний в России выше, чем в среднем по миру
«Слушая подкасты, ничего не узнаешь, ты должен устать, упасть без задних ног — такой должна быть встреча с образованием»
Гиперперсонализация: как сделать предложение пользователю релевантным
У Twitter нашёлся заброшенный кластер из когда-то дефицитных NVIDIA V100