Original Material
Эволюция в «цифровой пробирке»
Компьютерная модель генетических мутаций не смогла создать «идеальный организм»
Создать полноценную искусственную жизнь человек пока не в состоянии. Однако с помощью компьютеров уже можно просчитать эволюцию. Точнее, тот ее механизм, который отвечает за генетические мутации. Мэтью Каупервейт и Лорен Мейерс из университета Остина в Техасе попытались решить одну из вечных проблем эволюционной теории: как именно случайные изменения генома накапливаются от поколения к поколению и со временем приводят к значительному изменению вида.В самом простом, «школьном» изложении та теория обычно описывается так: точное копирование генетического кода иногда дает сбой. И при передаче наследственной информации потомкам в ней могут случаться ошибки -- те самые мутации. Дальше все просто: если мутация делает организм сильнее, тот получает преимущество при конкуренции, если ошибка вредна, особь проигрывает гонку на выживание. Правда, одного-единственного отклонения в коде мало, для того чтобы изменения оказались значительными, нужен целый ряд сбоев копирования. И вот этот момент и моделировали техасцы.
Если с одной мутацией все понятно, то с целым рядом все сложнее. Да, конечно, если каждая из них абсолютно независима от остальных и любое из этих изменений работает в плюс, на пользу организму, то все становится просто и понятно. Но представляется, что так бывает нечасто: рассуждая теоретически, какие-то из сбоев в отдельности могут оказаться для организма скорее вредными, чем полезными. Как обходить эту проблему, толком неясно. Да и экспериментировать в данном случае непросто: требуется довольно сложная генная инженерия плюс время на то, чтобы проверять выживаемость поколений с той или иной мутацией. Зато можно создать «цифровую жизнь» -- компьютерную модель, симулирующую эволюционный процесс на уровне генома.
В модели техасцев за основу была взята рибонуклеиновая кислота -- РНК, которая работает как носитель наследственной информации у некоторых вирусов. В дальнейшем Каупервейт и Мейерс вводили в программу данные различных эволюционных изменений, требующих нескольких изменений кода. Опыт (если, конечно, это можно назвать этим словом) теорию подтвердил. Точнее говоря, подтвердил, как и было задумано, поскольку сложно сказать, что именно рисовала модель -- эволюцию или наши представления о ней.
Общий же вывод таков: компьютерная модель РНК принимала простые изменения к лучшему. Со сложными последовательными мутациями цифровой фокус не проходил. Даже если в итоге после ряда сбоев на выходе должен был получиться блестящий результат, одно из изменений могло бы остановить всю цепочку. Смоделированная эволюция оказалась очень простой, если не сказать -- примитивной, штукой, не способной к долгосрочному проектированию.
С другой стороны, если жизнь функционирует так же, как и компьютерная модель, значит, природе не удастся создать «идеальную тварь». То есть живой организм вряд ли сможет в своей эволюции дойти до абсолютной вершины, изменения способны улучшать геном ступенчато, вносить мелкие поправки. Что, возможно, не так уж и плохо -- с нашей обывательской точки зрения. «Венцу творения», как не без самодовольства именует себя самого человек разумный, идеальные организмы в качестве конкурентов не нужны, нам вполне хватает того, чем мы уже стали. В нашем случае было достаточно и той примитивной «пошаговой эволюции». Пусть она не сделала нас идеальными, но хотя бы подарила разум. И эта синица в руках стала более эффективным оружием: по крайней мере, в той самой конкурентной борьбе человечество выигрывает за явным преимуществом.
 |
- // 24.07.2008
- // 24.07.2008
- // 24.07.2008
- // 24.07.2008
