Исследование: эволюция в меняющейся среде может как помогать, так и мешать

Учёные из Университета Вермонта с помощью компьютерного моделирования выяснили, что влияние изменчивой среды на эволюцию неоднозначно. В одних случаях колебания условий помогают популяциям достичь более высокой приспособленности, а в других — мешают.

Исследователи во главе с Ченге Пета и Лапо Фрати создали модель, отслеживающую тысячи поколений цифровых организмов в 105 различных изменчивых средах, имитирующих природные циклы (жара-холод, засуха-дожди).

Слева: графики, показывающие разницу в приспособленности популяций в изменчивой и статичной среде. Справа: целевые паттерны, использованные в экспериментах. Автор: Proceedings of the National Academy of Sciences (2025).

Результаты, опубликованные 15 декабря, показали высокую вариативность. «Мы обнаружили замечательное разнообразие в том, как популяции эволюционировали в изменчивых средах», — пишут авторы.

Как объяснила Ченге Пета, одни колебания (например, температуры) могут способствовать лучшей адаптации, в то время как другие (циклы засухи и дождей) могут мешать, заставляя популяцию постоянно «перезапускать» эволюцию.

Ведущие авторы исследования Ченге Пета и Лапо Фрати. Автор: University of Vermont

«Самое важное для меня — это то, что начальная точка действительно имеет значение. История популяции определяет, насколько высоко она может подняться и насколько сложен путь к этому», — сказала старший автор исследования, профессор биологии Мелисса Песпени.

Это открытие имеет значение для прогнозирования последствий изменения климата и эволюции устойчивости бактерий к антибиотикам. Кроме того, работа перекликается с проблемами в области искусственного интеллекта, в частности, с непрерывным обучением (online continual learning), когда системе приходится осваивать новые задачи, не забывая старые.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как сложные биологические процессы можно изучать с помощью вычислительных моделей, получая insights, полезные и для биологии, и для компьютерных наук. В 2025 году такой междисциплинарный подход становится всё более важным.