Nova studija sa Techniona, objavljena u PNAS, pokazuje da populacije na ravnim (degenerisanim) delovima fitnes-pejzaža ne postupaju sasvim nasumično. One pokazuju direkcioni drift prema ravnijim regionima koji bolje štite od štetnih mutacija, što dovodi do veće robusnosti čak i bez jasne selektivne prednosti. Nalaz menja pogled na neutralne evolucione promene i podstiče dalja istraživanja sa složenijim modelima i podacima iz prirode.
Evolucija Možda Nije Potpuno Nasumična — Studija Otkriva „Direkcioni Drift“ Ka Ravnijim Fitnes-Regionima
(Stanley45/E+/Getty Images)
Osnovna ideja evolucije je jednostavna: organizmi koji su bolje prilagođeni da prežive i razmnožavaju se imaju veću verovatnoću opstanka. Biolozi ovu dinamiku često zamišljaju kao višedimenzionalni fitnes-pejzaž u kome su "vrhovi" mesta sa najboljom prilagodnošću.
Tradicionalno se pretpostavljalo da, kada populacije dostignu ravne ili degenerisane delove tog pejzaža — gde više fenotipova ima istu fitnes-vrednost — evolucija počinje da se ponaša nasumično. Novo istraživanje grupe sa Techniona objavljeno u časopisu PNAS dovodi taj stav u pitanje.
An illustration of a fitness peak 'plateau' and what happens next. (Fachareldeen & Brenner,PNAS, 2026)
Glavni nalaz studije je da populacije ne «luta» slučajno po takvim ravnim regionima: umesto toga dolazi do implicitnog direkcionog drifta — kretanja prema onim delovima pejzaža koji su geometrijski "ravniji" i time manje podložni štetnim efektima mutacija.
Autori, predvođeni biologom Naama Brenner, konstruisali su pojednostavljeni matematički model koji kombinuje selekciju, mutacije i geometriju fitnes-pejzaža. Kroz analizu i simulacije koje prate stotine generacija, pokazali su da interakcija varijabilnosti populacije i oblika pejzaža stvara determinističku pristrasnost ka robusnijim regionima — čak i kada ti regioni nemaju očiglednu selektivnu prednost.
YouTube Thumbnail
"Na glatkim manifoldima jednake prilagodljivosti pojavljuje se implicitna pristrasnost koja deterministički usmerava evoluirajuće populacije prema ravnijim regionima," pišu autori.
Praktično značenje: delovi fitnes-pejzaža koji su "opraštajući" — gde su posledice genetskih promena manje štetne — postaju magnet za populacije. Kao posledica, organizmi mogu steći veću robusnost i otpornost bez direktnog selektivnog pritiska koji ciljano favorizuje tu robusnost.
Istraživači navode da ovaj mehanizam menja način na koji interpretiramo fenotipsku varijabilnost i naizgled neutralne evolucione promene. Male, naizgled beznačajne varijacije mogle bi otkriti oblik fitnes-pejzaža i put kojim je populacija prolazila kroz evoluciju.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Autori takođe ukazuju na moguću paralelu sa optimizacijom u mašinskom učenju: duboke neuronske mreže često konvergiraju ka "ravnijim" minimumima u funkciji greške, što je povezano sa boljom generalizacijom — slično tome što populacije dobivaju veću robusnost u ravnijim regionima fitnes-pejzaža.
Dalji koraci uključuju testiranje ovih principa na složenijim modelima, u ekosistemima i sa podacima iz prirode. Ako se potvrdi, nalaz može zahtevati preformulisanje nekih interpretacija neutralnosti u evoluciji i pružiti novu perspektivu na to kako se robusnost spontano razvija.
Publikacija: Fachareldeen & Brenner et al., PNAS, 2026.
Pomozite nam da budemo bolji.
