Комп’ютерне моделювання, проведене вченими з Мічиганського університету, показало, що еволюція сама може еволюціонувати залежно від змін у навколишньому середовищі. Це означає, що не лише організми змінюються з покоління в покоління, але й самі механізми цих змін можуть адаптуватися до нових викликів. Через складність вивчення подібних процесів у природі дослідники створили цифрове середовище, де випадкові мутації та самовідтворювані програми змагалися за виживання.
У моделюваннях популяції віртуальних організмів взаємодіяли з двома компонентами — корисним і токсичним. Ці компоненти у різних сценаріях могли змінювати свої властивості з різною швидкістю — швидко, середньо або повільно. Такі умови змушували популяції постійно адаптуватися до нових середовищ, що дозволило виявити два механізми зміни самої еволюції.
Перший механізм полягає у зміні рівня мутацій у відповідь на коливання середовища. У стабільних умовах популяції знижували рівень мутацій через ризик негативних змін. Натомість при помірній швидкості змін середовища мутації різко прискорювались, підвищуючи здатність адаптуватися до нових викликів. Це підтвердило, що еволюційність може підлаштовуватись під частоту змін у середовищі.
Другий механізм дозволяє популяціям легше переключатися між вже знайомими середовищами. Наприклад, коли умови постійно змінювалися з посушливих на вологі й назад, популяції з часом накопичували такі мутації, які спрощували перехід між цими різними станами. Це зробило їх еволюційно гнучкішими.
Важливо, що зростання еволюційної гнучкості найбільш ефективно відбувалося тоді, коли періоди стабільності тривали близько 30 поколінь. Ще цікавіше, що навіть після припинення змін у середовищі високий рівень мутацій зберігався, дозволяючи накопичувати додаткову складність у майбутньому.
Це дослідження зосереджене переважно на одноклітинних організмах, однак вчені припускають, що схожі процеси можуть відбуватися і у складніших форм життя. Хоча концепція “еволюції еволюції” досі викликає дискусії, нові дослідження бактерій уже надають їй додаткові докази. Життя, схоже, не лише вирішує проблеми, а й розвиває саму здатність знаходити нові рішення.
Це дослідження було опубліковане в PNAS.