Возможно, эволюция не такая уж и случайная
Основы эволюции довольно просты: организмы, лучше приспособленные к выживанию и размножению, получают преимущество перед остальными. Биологи часто описывают этот процесс с помощью ландшафта приспособленности, где различным фенотипам или генотипам соответствуют разные уровни приспособленности. Однако к областям одинаково высокой приспособленности может вести несколько путей, и тогда возникает вопрос: что происходит, если несколько разных фенотипов обладают одинаковой приспособленностью?
Существование множества фенотипов с одинаковой приспособленностью называют вырожденностью. Такие ситуации часто связывают с нейтральной эволюцией и предполагают, что движение по ландшафту одинаковой приспособленности происходит случайным образом. Однако новое исследование учёных из Израильского технологического института Технион, опубликованное в PNAS, показывает с помощью математической модели, что это не обязательно так.
Исследователи построили минимальную модель эволюционной динамики на гладких вырожденных ландшафтах приспособленности, включив в неё мутации и естественный отбор. Вместо ненаправленного случайного блуждания возник другой эффект: когда популяция достигала множества состояний с оптимальной приспособленностью, динамика мутаций и отбора систематически смещала её к более плоским областям, хотя приспособленность во всех точках оставалась одинаковой. Такой «направленный дрейф» возникает из‑за взаимодействия изменчивости популяции с геометрией ландшафта приспособленности. Кривизна влияет на распределение фенотипических вариаций, а те, в свою очередь, меняют направление исследования ландшафта популяцией даже при отсутствии градиента приспособленности.