Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
При чрезмерной интенсификации функции выигрыш уже не будет заметно увеличиваться (может быть, даже уменьшится), а плата сильно возрастет. При малых интенсивностях, напротив, плата может расти медленнее, чем выигрыш. В этом случае существует оптимальная интенсивность. Если же на всем интервале возможных интенсивностей выигрыш растет медленнее, чем плата, то оптимален отказ от функции -нулевая интенсивность.
И выигрыш, и плата должны измеряться в одних единицах. Лучше всего - в коэффициента размножения. Но это не всегда удается. Тогда на помощь приходит представление о ресурсах: функция доставляет ресурс
136
организму, но при этом на нее тоже тратится ресурс. В простейших примерах ресурс один, измеренный, например, энергией. Наконец, можно рассматривать систему со многими ресурсами: энергия, различные вещества и т.д.
Первая встреча с платой за функцию произошла у нас в главе “Отбор по признаку”. Помните, случайное образование защитных приспособлений и плата за это - меньшее количество потомков у защищенных особей, если, конечно, среда не агрессивна.
Сложнее, чем для поведения, обстоит дело с платой за способность. Конечно, способность надо поддерживать и тратить на это ресурсы. Но как учесть затраты на нее в ходе индивидуального развития? А ведь они могут быть существеннее расходов на поддержание.
Есть такой прием - считают, что каждая способность может усиливаться только за счет других. Чтобы формализовать это утверждение, вводится “вектор интенсивностей” - набор интенсивностей выражения для всех способностей. Утверждается, что множество всех возможных значений этого вектора ограничено и в соответствующем многомерном пространстве вводится его граница. Она называется множеством Мэтью-Кермака [90]. Увы, в этом случае не удается исследовать отбор по одному признаку - связи между ними заставляют изучать отбор на многомерном множестве Мэтью-Кермака. Биологически выделен случай, когда развитие способностей достигается из-за больших затрат на потомство (как у млекопитающих).
С точки зрения, определяемой эволюцией функций, важен вопрос: дает ли рассматриваемая функция какие-либо преимущества, превосходящие затраты на нее при малых интенсивностях проявления. Если да, то тогда она может развиваться и достигать своего оптимального выражения. Если нет, то возникнуть “с нуля” она не может.
Пожалуй, наиболее интересна ситуация, когда функция выгодна (выигрыш превосходит расход) только при средних интенсивностях. Это весьма вероятно. Кому нужны, например, микродозы пищеварительных соков? Они могут приобрести значение только с конечных, отдаленных от нуля количестве и активности. А “чуть-чуть плеваться” брызгуну совсем не нужно. Затраты же и при малых интенсивностях им пропорциональны.
Возникновение новых функций, начиная со сверхмалой их интенсивности, кажется маловероятным. Соотношения выигрыша и затрат в зависимости от интенсивностей имеют, скорее всего, вид, представленный на рисунке. Это, конечно, гипотеза, но она кажется очень правдоподобной. Контрпримеры к ней из физиологии нам неизвестны.
В силу сказанного приобретает особое значение явление предадаптации [28]. Способность наращивается до некоторого порога как побочный эффект другой функции и лишь после прохождения порога
137
становится “выгодной”, подхватывается поведением, а потом и отбором. По-другому вроде бы обычно и быть не может, разве что крупная мутация случайно сразу создает новую систему. Полностью пренебрегать такой возможностью нельзя, хотя она кажется менее вероятной. (Но кто измерял эти вероятности?)
Соотношение между эволюцией способностей и функционального поведения представляется в первом (или даже “нулевом ”) приближении так. За счет малых вариаций и отбора (а, может быть, при участии процессов направленной изменчивости) идет “адаптогенез”, совершенствование имеющихся функций. Новые способности накапливаются коррелятивно (по ходу) и “способностями”, строго говоря, пока не являются - что это за способности без функционирования? Начиная с некоторого порога интенсивности своего проявления, способности начинают сначала случайно, а потом (отбор идет!) все чаще включаются в подвижные системы функционирования - появляется новая единица поведения. Она изменяет ситуацию, “адаптогенез ” начинает идти в другом направлении.
Необходимость преодоления порога для того, чтобы новые способности стали полезны, наводит на мысль, что действительно новое на клеточном уровне возникает редко - новое есть хорошо перегруппированное старое.
А. М. Уголевым создана концепция функциональных блоков, рекомбинацией и сравнительно малой адаптивной изменчивостью которых создано все функциональное разнообразие. Монография [101] насыщена интереснейшими примерами, подтверждающими эту концепцию.
Кожные яды лягушек присутствуют в желудочно-кишечном тракте млекопитающих. Там они работают гормонами. Стероидные гормоны вырабатываются не только у позвоночных, но и у грибов, и у растений. Важный гормон нейротензин. Действующий на нервную систему, выявлен у губок. А у тех не то что нервов - даже настоящих органов нет. Список совпадений огромен. Исключений вроде бы меньше.
