Эволюционный успех определяет не «приспособленность», а «частота появления»

Новое исследование Оксфордского университета ставит под сомнение классический принцип «выживания наиболее приспособленных». Моделирование популяций на длительных временных масштабах показало, что «приспособленность» признаков — не главный фактор эволюционного успеха.

Ключевые выводы:

• Эволюцией управляет не столько отбор наиболее приспособленных вариантов, сколько «прибытие наиболее частых» — генетически более доступных мутаций.
• Самые «приспособленные» варианты часто не успевают появиться или закрепиться в популяции в эволюционных масштабах времени.
• Жизнь на Земле могла развиться не через «выживание наиболее приспособленных», а через «прибытие наиболее частых».

Исследование опубликовано в PLOS ONE при поддержке Совета по инженерным и физическим наукам (EPSRC).

Вопрос теории: вызов дарвинизму

По словам ведущего автора, доктора Арда Луи, традиционная теория фокусируется на работе естественного отбора. Новое исследование оспаривает этот акцент, утверждая, что сильные смещения в темпах появления признаков через изменчивость могут направлять эволюцию к результатам, которые не являются просто «наиболее приспособленными».

Математические модели и биология

Эволюция — область, где математика наиболее успешна в биологии. Однако модели требуют упрощающих допущений. В данной работе в расчёты включены различия в скоростях появления изменчивости — фактор, традиционно не учитываемый в популяционной генетике. Пока модели применимы к относительно простым примерам молекулярной эволюции.

Связь с реальными наблюдениями

Модель предсказывает, что молекулы РНК, более устойчивые к мутациям, должны естественно возникать благодаря эффекту «прибытия наиболее частых». Это объясняет известный феномен: природная РНК, критически важная для происхождения жизни, действительно отличается высокой мутационной устойчивостью.

Реакция научного сообщества и неожиданность результата

• Биологи, работающие в области эволюции и развития, не были удивлены, так как давно утверждали, что процессы развития могут смещать эволюцию в определённых направлениях.
• Другие отреагировали с осторожностью, что разумно, учитывая потенциально далеко идущий характер заявлений.
• Для авторов сила смещающего эффекта оказалась неожиданно огромной, делая его устойчивым к широкому спектру эволюционных параметров.

Истоки исследования

Работа выполнена группой, специализирующейся на статистической физике, где много параллелей между эволюционной динамикой и процессами в физическом мире. Изучая самоорганизацию биологических структур, исследователи задались вопросом: как эти структуры эволюционировали изначально?