В начало: http://proza.ru/2021/09/13/908
Теория Дарвина и вера. Уточняющий коэффициент
-16-
Обратимся к самой что ни на есть суровой прозе жизни. Представьте себе тонущий корабль и себя на его борту. Кроме вас жаждет спасения еще несколько сот человек, а спасательная шлюпка всего одна и вмещает она максимум шестнадцать человек. Теперь представьте еще, что вы не мечетесь по кораблю, ничего не соображая, и даже не бьётесь в истерике, а спокойно ждёте результатов отбора кандидатов на выживание.
Теперь представим, что и все остальные пассажиры также рассудительны и спокойны. Никто не беснуется, не рыдает и не рвёт на себе волосы. Если вы любите сериалы о необитаемых островах и прочем выживании, то вам нетрудно будет это представить.
Отбором руководит капитан корабля. К слову, он не сбежал с тонущего корабля вместе со всей командой, воспользовавшись единственной лодкой. Трудно представить такое? Особенно ввиду участившихся случаев, когда капитаны паромов и прочих плавсредств бросали тонущих пассажиров и спасались бегством? Понимаю, это раньше у славных капитанов фрегатов, говорят, было понятие чести, а теперь честь никому не нужна. Сейчас все хотят выжить.
Развею ваши сомнения. Причина в том, что это не настоящий капитан, а гипотетический. Зовут капитана Естественный Отбор, а его корабль носит звучное имя «Эволюция».
Итак, вокруг бушует буря, корабль тонет, а наш капитан Естественный Отбор спокоен. Он прохаживается вдоль рядов пассажиров и зорко отбирает мельчайшие вариации, которые могут пригодиться для выживания.
Капитану известно намного больше, чем всем остальным. На то он и капитан. Он знает, что всего в нескольких милях находится вполне приличный остров с пресной водой, растительностью и всем, что полагается для выживания. Кроме того, ему сообщили, что рация вышла из строя, что шторм отнёс корабль далеко от торговых путей и, следовательно, надеяться на спасательную экспедицию не стоит. Так что, вполне возможно, на острове придётся провести жизнь нескольким поколениям.
Исходя из этой вводной, нужно сделать правильный выбор. На палубе выстроились сильные и слабые, высокие и низкие, быстрые и не очень, ловкие, зоркие и неуклюжие, близорукие. Есть потомственные строители, охотники, рыболовы; профессиональные спортсмены и тому подобное. Есть на корабле и дебоширы, алкоголики, лентяи и трусы, скаредные и недалёкие. Капитан Естественный Отбор должен учесть «мельчайшие вариации, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие, работая неслышно и незаметно», так чтобы раньше времени не растревожить пассажиров и не посеять панику.
Казалось бы выбор должен происходить по лучшим показателям ловкости, выносливости, зоркости и тому подобному; отличия счастливчиков от прочих должны быть существенными, заметными невооружённым глазом. Иначе выбор неочевиден.
Если применить строго научную методику, положительные «вариации в пределах текущей популяции» должны давать преимущество в выживании, скажем, от десяти процентов и выше. Такой повышенной выживаемостью обладает ловкий атлет, способный убежать почти от любого хищника, потомственный охотник, способный обеспечить всех дичью, ловкий строитель, способный из любых подручных материалов соорудить хижину, которая убережёт от ливней и морозов, прекрасный пловец, рыболов и ещё с десяток сильных и выносливых.
Однако наш капитан Естественный Отбор должен выбрать пассажира, не столь заметно выделяющегося из толпы. Строго говоря, его вариации (отличия) от других пассажиров таковы, что предоставили ему преимущество в выживании около пяти - семи процентов. Пусть, к примеру, эта мутация поможет её обладателю лучше переваривать вегетарианскую пищу.
Почему наш капитан должен предпочесть вегетарианца многим и многим другим, более ловким, сильным и выносливым? Может быть потому, что капитану известно, что на остров недавно переселились ящерицы Podarcis sicula и в очень скором времени там совсем не будет дичи, кроме самих ящериц, или потому, что подводные течения скоро так изменятся, что у берегов острова рыбу не сможет поймать даже великолепный рыбак, или что климат на острове такой сухой и тёплый, что строить хижины не к чему, да и не из чего.
В правильном кандидате пока нет ничего выдающегося, он мало чем отличается от любого из нас, его шансы выжить в данном поколении меньше, чем у многих других. Однако он обладает небольшой, но очень полезной вариацией (мутацией – нужное подчеркнуть) около пяти процентов в пределах текущей популяции. Эта вариация пока совсем незаметна, однако через какие-нибудь сотню - другую поколений она даст такое преимущество, какое нам и не снилось.
Возникает резонный вопрос. Может ли капитан Естественный Отбор видеть будущее? И если нет, то как ему удаётся выбирать меньшее из большего? Как он может отличить менее заметную полезность, но эволюционную, от более заметных, но не несущих в будущем эволюционных изменений?
Предположу, что Естественный Отбор не обладает даром предвидения, и свой выбор основывает на тех факторах, которые преобладают в данный конкретный момент. Ему нет дела до того, что будет или не будет через тысячи лет. Ведь если нынешнее поколение не выживет, то через тысячу лет выбирать будет уже не из кого.
Учитывая только приведённые выше факторы получается, что выбор капитана (в том случае если он всё же остановится на вегетарианце) совершенно случаен, если вообще возможен. Переводя на язык математики, в правой части нашего уравнения остаётся случайный отбор случайных мутаций. Или неопределённость помноженная на неопределённость.
Если отвлечься от нашего вымышленного примера с тонущим кораблём, то для естественного отбора может оказаться очень полезными изменения условий жизни, которые сместят неопределённость выбора в сторону мутировавшей особи. В изменившихся условиях те преимущества, которые ранее давали больше шансов выжить, могут оказаться менее полезны или вовсе бесполезны, и на их фоне незаметный эволюционный признак, превращается в путеводную звезду, если, конечно, он угадал с направлением перемен.
Фактор перемен мог бы вносить определённость, если бы не замечательные открытия генетики, касающиеся рецессивного состояния генов. Известно, что ген признака может не подвергаться естественному отбору, находясь в рецессивном состоянии.
Согласно СТЭ, естественный отбор действует не на отдельные гены, а на группы генов, которые должны накопиться в течении неопределённого количества поколений. А пока они накапливаются и полезный признак ещё не сформировался - естественный отбор не может его распознать, и шансы выжить у каждого носителя не больше, чем у любого другого. То есть к моменту, когда естественный отбор заметит новый признак и сможет приступить к процедуре отбора, должно пройти какое-то (довольно существенное для нескольких генов) поколений неопределённости.
Согласитесь, что это немного увеличивает неопределённость. Если в предложенной Дарвином схеме случайные изменения отбираются способностью их обладателя выжить, то теперь на суд естественного отбора предстает уже не одна, а целостная группа генов, получившаяся рецессивно (скрытно).
Как так удачно всё смогло сложится без всякого отбирающего агента? Всё-таки, когда в живом организме происходит некая единичная мутация, которая после прохождения контроля на выживаемость закрепляется в геноме – это понятно, но когда без всякой отбраковки, грубо говоря рецессивно, одна за одной проходят череда случайных мутаций, то вероятность составить из них хоть что-то полезное уменьшается пропорционально их количеству. И на выходе в неминуемой прогрессии будет расти число брака.
Однако усугубляет ситуацию даже не это. Мы исходили из предположения, что для того, чтобы естественный отбор заметил меньший генетический признак из множества более заметных негенетических, должны существенно поменяться условия жизни, органические и неорганические. Однако, для того чтобы рецессивные гены накапливались из поколения в поколение, условия жизни должны быть всё это время стабильны. Ведь с увеличением нестабильности резко возрастает смертность в популяции, и тех, кто не обладает лучшим оснащением, необходимым для выживания, пусть даже и имеющих рецессивно сформировавшийся частичный набор генов, неумолимая статистика естественного отбора скорее всего вычеркнет из списков живых.
Можно, конечно, предположить, что рецессивные гены распространяются на всю или почти на всю популяцию, прежде чем проявится их суммарный эффект в какой-либо заметной мутации. Но поскольку до выхода из рецессивного состояния преимущества никакого нет, то естественный отбор не должен давать носителям скрытых генов зелёный свет к ускоренному размножению.
Если всё же предположить, что именно так всё и происходило в природе, то мы должны признать, что для данного сценария потребуется ещё большее время относительной стабильности. То есть вероятность такого исхода опять же не больше, чем в случае распространения рецессивных генов на незначительную часть популяции, поскольку любое изменение внешней среды неминуемо приведет к сокращению или полному уничтожению популяции, не подготовленной к таким изменениям.
Ещё более захватывающим может оказаться предположение о том, что рецессивных генов в ДНК так бесконечно много, что их хватит на все случаи жизни и любое изменение внешней среды будет перекрыто необходимым набором прятавшихся до поры до времени мутаций.
Но в этом случае, накопление популяцией огромного запаса рецессивных генов ведёт к дилемме: либо процесс случаен и тогда рецессивное сырьё должно неизбежно переполнять закрома генофондов, поскольку кроме тысяч полезных наборов генов необходимо найти место ещё и для миллионов вредных. Либо рецессивных генов ровно столько сколько нужно, и тогда о случайности их формирования говорить затруднительно.
Опять же, если в ДНК всё же скрывается бесконечное число рецессивных генов, включая не только полезные, но и вредные, тогда чем эта задачка отличается от общей? Ведь вместо того, чтобы «естественный отбор ежедневно и ежечасно расследовал по всему свету мельчайшие вариации, отбрасывая дурные, сохраняя и слагая хорошие...», ему предстоит так же отбирать проявляющиеся на свет готовые комбинации рецессивных генов.
Только в этой картине мира для закрепления эволюционного изменения потребуется совпадение в одном поколении фактора изменения внешней среды и рожденных с подходящей для этих изменений комбинацией генов. Иными словами, чтобы такие совпадения могли осуществляться, размер популяции должен стремится к бесконечности для того, чтобы каждое поколение могло предоставить всё разнообразие комбинаций на суд естественного отбора.
Возможно так и есть, но тогда даже трудно представить себе механизм, позволяющий избегать дублирования. Почему в популяции должен проявится полный набор мутаций? То есть, каким образом у каждой из миллиона особей проявится только одна из миллиона мутаций, отличная от всех прочих, вместо того чтобы проявилась такая же, как, скажем, у её троюродной сестрёнки, а заодно и у всех дальних родственников?
Не будем далее путаться во всех этих предположениях, а подведем итог.
В течении многих миллионов лет эволюция проделала огромный путь на нашей планете. Сто пятьдесят лет назад был найден механизм, благодаря которому всё эволюционировало. Чарльз Дарвин оформил этот механизм в виде теории. В его теории с живыми организмами происходят случайные изменения. Эти изменения бывают полезными и вредными. Одни организмы успевают до своей кончины передать гены следующему поколению и пополняют генофонд. Другие нет.
Считается, что пополняют генофонд эволюционные гены, благодаря лучшей приспособленности их носителей. При этом сами эволюционные изменения столь незаметны, что никто их не замечает, кроме естественного отбора. Сам естественный отбор настолько хорош, что отбирает меньшие эволюционные вариации из больших не эволюционных. Кроме того, он позволяет маленьким эволюционным мутациям распространятся по популяции, суммироваться с другими столь же эволюционными и до поры столь же бесполезными, пока, наконец, суммарный их эффект не принесет виду очень заметную пользу.
Так или иначе, для того, чтобы искомая формула естественного отбора работала нужным образом, возможно, потребуется ввести поправочный коэффициент или константу.
Это довольно распространённая в науке практика. Постоянная Планка, постоянная Больцмана, постоянная Ридберга и ещё множество других констант очень выручают науку. Поправочный коэффициент, введённый в формулу естественного отбора, может стать тем недостающим звеном, которое многократно усилит шансы эволюционных изменений перед не эволюционными и превратит удвоенную неопределённость в поистине прекрасное математическое уравнение.
Продолжение:http://proza.ru/2021/10/08/1061