Evoluce nemusí vždy odměňovat flexibilitu. Výzkumníci, kteří stovkykrát simulovali její průběh v počítačových modelech, zjistili, že časté změny prostředí mohou jak pomáhat, tak negativně ovlivňovat přizpůsobení organismů.
Evoluce je často spojována se pomalým přizpůsobováním se proměnlivému světu. Nové studie však ukazují, že důležitá není pouze samotná změna, ale také její pořadí, četnost a historický kontext. Vědci doslova „spustili evoluci znovu“ mnohokrát a odhalili něco, co komplikuje jednoduché scénáře adaptace.
Evoluce ve světě, který neustále mění podmínky
Populace rostlin a živočichů neustále čelí novým environmentálním tlakům. Roční období se mění, jednoho roku přicházejí povodně, zatímco další rok trápí sucho. Stále nevíme, jak taková nestabilita formuje evoluci v dlouhém období,“ vysvětluje doktorka Csenge Petak z University of Vermont.
Vědkyni zajímalo, zda časté změny pomáhají organismům se připravit na budoucí výzvy, nebo zda je naopak zpomalují, nutí je neustále „začínat od začátku“.
Obnova evoluce: stovky simulací
Spolu s doktorem Lapem Fratim, informatikem z University of Vermont, a týmem biologů a výzkumníků z University of Cambridge, doktorka Petak vytvořila pokročilé počítačové simulace. Po dobu tisíců generací pozorovali digitální organismy ve 105 proměnlivých prostředích. Výsledky, publikované v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences, byly nejednoznačné.
„Našli jsme překvapivou variabilitu v tom, jak populace evolvovaly v nestabilních prostředích. V některých případech změny pomohly dosáhnout vyšší úrovně přizpůsobení, v jiných případech je jasně zpomalovaly,“ uvádí autoři studie.
Proč je historie důležitá?
„Nejvíce vzrušující je, že jsme evoluci obnovili stovkykrát. To nám nabídlo pohled na procesy, které nelze testovat v laboratoři,“ zdůrazňuje profesorka Melissa Pespeni, bioložka a hlavní autorka práce. Podle ní je klíčový závěr jednoduchý, ale zároveň… nepohodlný pro výzkum – výchozí bod má obrovský význam.
„Historie populačního vývoje ovlivňuje, jak vysoko se může dostat a jak obtížná je tato cesta. Nemůžeme předpokládat, že jedna populace reprezentuje celý druh.“ Tento závěr má důsledky nejen pro biologii a výzkum změny klimatu, ale také pro umělou inteligenci. Jak upozorňuje doktor Nick Cheney, problémy AI s „zapomínáním“ předchozích schopností nepochybně připomínají evoluci ve měnícím se světě.
Studie jednoznačně ukazuje, že evoluci formuje nikoli pouze sama změna, ale i její pořadí, tempo a paměť minulých podmínek.
Zdroj: ScienceDaily
Pubbikace: Csenge Petak, Lapo Frati, Renske M. A. Vroomans, Melissa H. Pespeni, Nick Cheney. „Variabilita evolvability: Vlastnosti dynamických fitness krajin určují, jak se evolvuje fenotypová variabilita.“ Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025; 122 (51) DOI: 10.1073/pnas.2519469122
