Major Transitions.
Более двадцати лет назад Джон Мейнард Смит и Эрш Сатмари произвели революцию в понимании жизни на Земле. Они показали, что самые большие эволюционные изменения происходили не постепенно, а скачками. Помимо долгих и монотонных изменений, эволюция состояла из последовательности поворотных моментов, когда менялась сама её природа.
Эти поворотные моменты авторы назвали «Большими переходами» (Major Transitions).
Мы привыкли упрощенно считать, что эволюция исчерпывается комбинацией трех факторов: мутации, отбора и дрейфа. Однако, этим процесс эволюции далеко не исчерпывается. Более того, он меняется во времени, поскольку в нем появляются новые факторы развития.
Ведь эволюция - это развитие.
А способов развития может быть великое множество. Вот природа и экспериментирует, в результате чего появляются разнообразные новинки:
- количественные, увеличивающие способности к развитию;
- и качественные, открывающие для эволюции новые пути.
Примером качественных эволюционных новинок могут служить новинки эпохи Кембрийского взрыва - периода, когда на Земле произошел резкий рост разнообразия скелетной фауны. Тогда за весьма недолгий, с эволюционной точки зрения, период в 30-50 млн лет на Земле появилась самая разнообразная живность, а эволюция скакнула к немыслимым ранее высотам: например, появление у живых существ зрения, роения, активного хищничества. Все эти новинки позволили природе исследовать абсолютно новые эволюционные пути, которые до этого у нее просто отсутствовали.
Однако, даже среди качественных эволюционных новинок, есть нечто особенное - прорывные новинки, с помощью которых происходят революции в эволюции. Те самые, что Сатмари и Смит назвали Большими переходами.
Марк Срур в своем эссе, посвященном открытию Сатмари и Смитом Больших переходов, приводит простую техническую метафору для этого понятия:
...Качественные новинки, возникшие в эпоху Кембрийского взрыва, можно уподобить технологической эволюции от парового двигателя до двигателя внутреннего сгорания. Принципы почти не меняются, но гораздо больше возможностей.
...Даже такая новинка, как изобретение полета - хоть и была весьма важна для насекомых и экологии, но не для эволюции, поскольку не приводила к совершенно новому пути развития эволюционных изменений.
...Прорывными новинками, приведшими к Большим переходам в мире технологий, были изобретения колеса и первого двигателя - паруса, а также освоение электроэнергии. Каждая из названных технологических новинок кардинально изменила жизнь общества.
Подобным образом, новинки биологической и культурной эволюции - гены, многоклеточность и язык - стали в них Большими переходами.
• Переход к эволюции генов ➡ привел к построению системы наследственности - системы хранения и передачи информации, в корне изменившей сам принцип работы эволюции.
• Переход к эволюции многоклеточных ➡ в корне поменял концепцию особи. Теперь особь состояла из множества отдельных клеток, развивающихся вместе в составе единой системы - живого организма. Эта система должна была функционировать как в течение жизни особи, так и в течение всего эволюционного времени для многих поколений.
• Точно так же переход в эволюции языка (последний из идентифицированных Больших переходов, переключивший эволюцию с биологического типа на эволюцию культуры) ➡ раскрыл целые новые области для эволюции людей, дабы они могли развиваться абсолютно новыми и доселе невозможными способами.
Количество и состав Больших переходов зависит от конкретного метода классификации и пристрастий различных авторов. Изначально в работе Сатмари и Смита Больших переходов было шесть. По мере развития темы и у них, и у других авторов число Больших переходов выросло до 10.
Но как ни классифицируй, среди них выделяются четыре следующих «самых больших перехода»:
• эволюция геномов;
• эволюция эукариот;
• эволюция многоклеточности;
• эволюция эусоциальности.
Последний термин означает высшую форму социальности, при которой представители вида живут группами, состоящими из нескольких поколений, и члены группы действуют альтруистично по отношению друг к другу в соответствии с регулярным разделением труда.
При более пристальном рассмотрении, все Большие переходы вписываются во вполне понятную схему - их как бы связывает единая логика процесса объединения. В ходе этого процесса, эволюция берет то, что в настоящее время существует и складывает это «нечто» вместе, чтобы создать что-то более новое и возможно, лучшее с точки зрения приспосабливаемости.
В каждом из переходов группы особей, которые ранее могли самостоятельно реплицироваться, сотрудничая, образуют новую, более сложную форму жизни:
• гены взаимодействовали с образованием геномов;
• археи и эубактерии образовывали эукариотические клетки;
• клетки взаимодействовали с образованием многоклеточных организмов (животные, растения и грибы);
• одиночные особи образовывали колонии с продуктивными и непродуктивными группами;
• малые не обладающие языком человеческие сообщества взаимодействовали с образованием широко масштабируемых больших обществ с общим языком.
Каждый из Больших переходов состоит из двух этапов:
1. Формирование кооперативной группы.
2. Превращение группы в единое целое - переход на новый, более высокий уровень организма с разделением труда, взаимозависимостью и координацией его частей.
Главными факторами, определяющими, состоится ли Большой переход или нет, являются:
• сотрудничество;
• разделение труда;
• минимизация эгоизма особей.
Кроме того, эволюционному тренду на объединение сопутствуют два важных момента:
• Увеличения сложности. И хотя естественный отбор вовсе не гарантирует, что организмы будут усложняться в ходе эволюции, вполне очевидно, что по отношению к эволюции человека сложность однозначно увеличивалась при каждом новом Большом переходе. С учетом же современных взглядов на развитие разума, как «машины предсказаний», увеличение сложности когнитивных агентов происходит самопроизвольно, оптимизируя их эволюционные преимущества.
• Второй момент, связующий три Больших перехода биологической эволюции (происхождение жизни, генов и языка) - это смена механизма наследования.
Рост сложности.
К числу наиболее универсальных характеристик сложных систем можно отнести: большое количество элементов и взаимодействий между ними, нелинейность характеристик, отражающих поведение системы, иерархическую структуру, неразложимость, непредсказуемость и самоорганизацию.
К нашей ветке биологической и культурной эволюции: от эукариотов до приматов, а потом от Homo sapiens до больших человеческих сообществ, - применимы все названные характеристики сложных систем. Причем сложность систем неуклонно повышалась с каждым новым Большим переходом.
Для обоснования процесса нарастающего эволюционного усложнения создано уже несколько теорий. Одной из самых новых теорий стала интерпретация Больших переходов, основанная на теории обучения. Эта теория впервые объединила концепции дарвиновской эволюции и иерархических байесовских моделей.
Согласно этой теории:
• сложность и глубина иерархической структуры индивидов отражает количество и сложность данных об окружающей среде, накопленных в течение эволюционной истории индивида;
• эволюция использует иерархические механизмы обучения, сопоставимые с теми, что люди используют в процессе понимания мира (извлечения смыслов).
По этой теории, эволюция - ни что иное, как процесс мета-обучения.
Природа экспериментирует и одновременно учится. А в ходе этого процесса, время от времени, у эволюции получается создавать все более сложные живые существа.
При этом нужно понимать, что такое усложнение - вовсе не доминирующая стратегия эволюции. Скорее, это нишевая стратегия, поскольку существовало и существует великое множество куда менее сложных организмов.
Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на родословную круговую диаграмму земных существ, где совсем на отшибе справа внизу располагаются Опистоконты (Opisthokonta) - обширная группа эукариот, включающая царства грибов, животных и прочей эукариотической мелочи. Т.е. абсолютно все (!) населяющие Землю животные относятся к этой теряющейся на большой диаграмме маленькой области.
Так что же толкает находящуюся в процессе постоянного мета-обучения эволюцию стремиться к созданию все более сложных и сложных систем (организмов, а потом и обществ)?
Наиболее обоснованным ответом видится такой - усложнение окружающей среды.
Сложность предсказаний, обеспечивающих выживание организма или общества определяется сложностью его окружения.
• Более сложные агенты усложняют среду своего обитания;
• Необходимость выживания в более сложной среде требует более сложных предсказаний вероятных изменений среды;
• Увеличение сложности предсказаний достигается усложнением предсказательной системы агента и его носителя - самого агента.
Так сложность порождает новую сложность, порождающую со временем новую сложность …
А Большие переходы являются практическим воплощением этого процесса все возрастающей сложности и агентов и среды их обитания.
/Источник №1//Источник №2//Источник №3/