Парадоксы эволюции. Как наличие ресурсов и отсутствие внешних угроз приводит к самоуничтожению вида и что мы можем с этим сделать

Фундаментальные эволюционные инновации, описываемые Maynard S. J. and Szathmary E. (1997), оказываются результатом разрешения фрустрированного/ стеклоподобного состояния биологических и протобиологических систем в форме «фазового перехода биологической системы» или «биологического Большого взрыва», в терминологии Е. Кунина (The Biological Big Bang model for the major transitions in evolution, Koonin E., 2007), или, в более математической форме, выходом из «перемешивающего слоя» (Д. С. Чернавский) или «джокерами» (Г. Г. Малинецкий). Визуально это можно представить как сверхбыстрые перемещения с малопредсказуемой динамикой по ландшафту приспособленности, которые в большом масштабе времени могут выглядеть как эволюционные прыжки (рис. 17).

Таблица 2.Конкурирующие взаимодействия и фрустрированные состояния в биологической эволюции (из Wolf Y. I., Katzenelson M. I., Koonin E. V., 2018 *, с незначительными дополнениями автора, выделенными курсивом)

Примеч. Системы, взаимодействия и возникшие явления, относящиеся к фундаментальным эволюционным инновациям (ФЭИ, Major Transitionin Evolution, MTE), выделены жирным.

*Авторы (Wolf Y. I., Katzenelson M. I., Koonin E. V.) «удерживаются от указания конфликтов, служащих драйверами возникновения и эволюции человеческих обществ»

Рис. 17. Эволюционное движение биологического объекта по ландшафту приспособленности:

а – первоначальный ландшафт; б, в – одинаково измененный:

а: начальное положение объекта и предпочтительное направление эволюционного движения в сторону локального максимума приспособленности: б: в силу трансформации ландшафта приспособленности (например, по причине геологических преобразований) достигнутые изменения в случае некритического состояния оказываются в лучшем (или в среднем) случае нейтральными (что в некоторых случаях также может иметь эволюционное значение); в: в случае критического состояния биологического объекта трансформация ландшафта привела к неожиданному сверхбыстрому перемещению в непредсказуемую локализацию

Так, сверхнормативное, но не разрушающее физическое воздействие на комплекс белков и нуклеиновых кислот, в обычных условиях приводившее к простым нуклеотидным или аминокислотным заменам, или другим подобным минорным изменениям, в его стеклоподобном фазовом состоянии «вдруг» приводит к замене трансформационных конфигураций всего комплекса и появлению новых функциональных возможностей; ситуативное сожительство двух простых организмов (прокариотов) «вдруг» рождает совершенно новую биологическую сущность; некое событие, как правило, исторически быстро забываемое, в некоей фрустрированной человеческой популяции «вдруг» делает из нее пассионарную общность, изменяющую историю всего человечества.

Быстрота перемещения практически не позволяет в отдаленной перспективе проследить промежуточные шаги (рис. 17в). Такие перемещения могут быть описаны как разновидность «полета Леви» – случайного блуждания, в котором длины шагов имеют распределение вероятностей с «тяжелым хвостом», при этом очень длинные скачки чередуются с эпизодами коротких разнонаправленных перемещений. Данное блуждание, обладающее масштабной инвариантностью, отличается от броуновского движения, имеющего более равномерное распределение длин шагов, но масштабно-специфичного. Предполагается, что в некоторых ситуациях (например, поиска пищи), многие животные (например, акулы) могут переходить от броуновского движению к движению по типу полета Леви. Показано, что обратное квадратичное распределение времени полета или расстояния значительно оптимизирует в некоторых случаях поиск редко и случайно распределенных повторно посещаемых целей при ограниченности ресурса памяти системы (Viswanathan G. M., Raposo E. P. and da Luz M. G. E., 2008). Это свойство может соотноситься со стратегией инфотаксиса, см. гипотезу безмасштабной когнитивности в предыдущей главе.