Kaip sparčiai besikeičianti aplinka veikia evoliuciją? Naujame tyrime mokslininkai šimtus kartų „paleido“ evoliuciją kompiuterinėse simuliacijose ir parodė, kad svarbu ne tik tai, kas keičiasi, bet ir kokia tvarka, kaip dažnai bei kokia buvo ankstesnė raida. Šios išvados keičia mūsų supratimą apie prisitaikymą, klimato kaitos padarinius ir netgi dirbtinio intelekto mokymą.
Evoliucija dažnai siejama su lėtu, nuosekliu prisitaikymu prie kintančio pasaulio. Tačiau nauji tyrimai rodo, kad reikšmę turi ne tik pati kaita, bet ir jos seka, dažnumas bei ankstesnių pokyčių „istorija“. Tai, kokiu keliu populiacija judėjo iki šiol, gali lemti, kaip ji prisitaikys ateityje.
„Populiacijos nuolat susiduria su naujais aplinkos spaudimais. Keičiasi metų laikai, vienais metais užklumpa potvyniai, kitais – sausros. Vis dar nežinome, kaip toks nestabilumas formuoja evoliuciją ilguoju laikotarpiu“, – aiškina dr. Csenge Petak iš Vermonto universiteto.
Mokslininkę domino, ar dažnos aplinkos permainos padeda organizmams geriau pasirengti būsimiems iššūkiams, ar, priešingai, juos stabdo, nuolat versdamos „pradėti viską iš naujo“.
Evoliucija atkurta šimtus kartų
Kartu su dr. Lapo Frati, informatikos specialistu iš Vermonto universiteto, ir biologų komanda iš Kembridžo universiteto dr. Petak sukūrė pažangias kompiuterines simuliacijas. Jose tyrėjai per tūkstančius kartų stebėjo skaitmeninius organizmus, gyvenančius 105 skirtinguose, kintančios aplinkos scenarijuose.
Rezultatai, publikuoti žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences, pasirodė esantys kur kas sudėtingesni, nei buvo tikėtasi.
„Radome stulbinančią įvairovę to, kaip populiacijos evoliucionavo nestabilioje aplinkoje. Kai kuriais atvejais pokyčiai padėdavo pasiekti aukštesnį prisitaikymo lygį, kitais – akivaizdžiai jį slopino“, – rašo autoriai.
Kodėl istorija tokia svarbi?
„Svarbiausia tai, kad evoliuciją atkūrėme šimtus kartų. Tai suteikė mums vaizdą iš paukščio skrydžio į procesus, kurių realiame laboratoriniame eksperimente praktiškai neįmanoma patikrinti“, – pabrėžia prof. dr. Melissa Pespeni, biologė ir pagrindinė darbo autorė.
Jos teigimu, esminė, bet mokslui ne visada patogi išvada – pradinė padėtis turi milžinišką reikšmę.
„Populiacijos istorija lemia, kaip aukštai ji gali pakilti prisitaikymo požiūriu ir kokia sudėtinga bus ši kelionė. Negalime manyti, kad viena populiacija tiksliai atspindi visą rūšį“, – aiškina Pespeni.
Šios išvados svarbios ne tik biologijai ar klimato kaitos tyrimams. Jos netikėtai siejasi ir su dirbtinio intelekto problemomis. Kaip pastebi dr. Nickas Cheney, dirbtinio intelekto polinkis „pamiršti“ anksčiau išmoktus gebėjimus, kai mokomas naujų dalykų, stulbinamai primena evoliuciją nuolat besikeičiančiame pasaulyje.
Atliktas tyrimas aiškiai rodo, kad evoliuciją formuoja ne vien pati kaita, bet ir jos seka, tempas bei ankstesnių sąlygų „atmintis“. Tai reiškia, kad suprasti ir prognozuoti evoliuciją – tiek gamtoje, tiek skaitmeninėse sistemose – galima tik atsižvelgiant į visą iki tol nueitą kelią.
