Исследования М. Эйгена

Теперь будет расти численность только тех носителей информации, селективная ценность Wt которых оказывается выше порога Е. Здесь, вероятно, наиболее важно то обстоятельство, что средняя продуктивность Ё во всей системе непрерывно растет в ходе эволюции до тех пор, пока не будет достигнут ее оптимум, равный максимальной селективной ценности Wm, возможной для данной системы видов. Приближение Е к Wm совершенно аналогично рассматриваемому мною исчерпанию эволюционного потенциала в данном направлении эволюции.
Состояние с Wm на некотором этапе эволюции Эйген рассматривает как селективное равновесие и указывает, что оно имеет метастабильный характер. Это равновесие сохраняется до тех пор, пока не возникнет селективное преимущество с Wm+i>Wm. Как только появляется новая копия такого рода im+i, прежнее равновесие разрушается, и система идет к новому (метастабильному) состоянию равновесия.... Здесь мы видим явную аналогию с появлением очередного ароморфоза.
Далее Эйген анализирует стохастический подход к отбору, подчеркивая ограничения детерминистической теории отбора. По его мнению, элементарный процесс, ведущий к возникновению какого-либо конкретного мутанта, существенно недетерминирован, и автокаталитическое усиление ведет к макроскопическому отображению случайных микроскопических событий. Кроме того, он отмечает, что процесс роста численности сам по себе подвержен статистическим флуктуациям и указывает, что определенные стационарные состояния в отличие от истинно равновесных метастабильны и не могут стабилизироваться, и поэтому для поддержания их в течение длительного времени необходима регуляция. С учетом отмеченных ограничений Эйген проводит стохастическое рассмотрение процессов отбора.
Эти вопросы и особенно возможную недетерминированность направлений эволюции в результате автокаталитического усиления случайных событий, я рассматриваю в гл. 13, где на основании данных по биологической конвергенции прихожу к другим выводам.
Затем Эйген дает очень интересный анализ возможности эволюционного совершенствования, основанного на комплементарном узнавании только нуклеиновых кислот, и повторяет его для чисто белковых каталитических систем. Он приходит к выводу, что ни нуклеиновые кислоты, ни белки-ферменты не обеспечивают осуществления естественного отбора. Эйген рассматривает также систему, образованную нуклеиновыми кислотами и белками, в которой сочетается комплементарное инструктирование (матричное конвариантное воспроизведение в нашей терминологии) с каталитической связью. Эта система — самовоспроизводящийся гиперцикл — может эволюционировать, т. е. совершенствоваться, путем использования селективных преимуществ. Замечательно, что для гиперциклов с тремя и более членами теоретический анализ предсказывает колебания что, как отмечено мною, является необходимым условием ускорения эволюции.
Далее весьма кратко Эйген отмечает необходимость «компартментализации», т. е. образования дискретных особей, в качестве неизбежного следствия эволюции гиперциклов. Более детальный физико-химический анализ этого вопроса изложен в гл. 6. В своей книге он, как и я, рассматривает опыты С. Спигелмана в качестве иллюстрации верности теоретических критериев естественного отбора.
Эйген следующим образом подводит итоги всему сказанному: «Эволюция представляется неизбежным событием, если задано присутствие определенного вещества с определенными автокаталитическими свойствами и если поддерживается такая величина потока (свободной) энергии, которая необходима для компенсирования стационарного производства энтропии». «Тот факт, что «отбор» и «эволюция» — по аналогии с «равновесием» в термодинамике — можно охарактеризовать экстремальными принципами, позволяет физически обосновать и количественно сформулировать дарвиновскую теорию. В такой форме теория Дарвина уже не просто описывает некий исторический путь, но представляет собой выводимый из физики закон, управляющий общими процессами самоорганизации материи». «Процессы автокаталитического отбора отфильтровывают и усиливают мутантов, обладающих высокой селективной ценностью, снижая тем самым недетерминированность, однако недетерминированность все-таки сохраняется в отношении выбора индивидуальных копий и затем отображается на макроскопическом уровне. Вследствие этого невозможно с достаточной точностью ни проследить прошлую, ни предсказать будущую эволюцию за пределами известных временных границ...».







Материалы

Яндекс.Метрика