Чтобы собрать организм по одной из дизайн-схем, представленных в книге дизайнов, необходима схема, компоненты, из которых она состоит, а также квалифицированный чтец и сборщик. Задача последнего точно и аккуратно собрать по схеме из заданных компонентов (четырех азотистых оснований) новый организм. Гениальность природы состоит в том, что ДНК одновременно является и дизайн-схемой, и ее сборщиком. По сути дела, это универсальный конструктор, который помимо сборки (копирования) способен еще сохранять и модифицировать схему. Дальнейшее действие эволюционного алгоритма протекает при наличии читателя схемы, ее сборщика и с помощью естественного отбора.
2. Встраивание
Созданием кода эволюционный алгоритм не ограничивается. На втором этапе происходит встраивание созданной ДНК в естественную среду обитания. Живому организму предстоит занять свою нишу (ареал обитания) в некой экосистеме, где он начнет взаимодействовать с другими организмами. В результате этого внутривидового и межвидового взаимодействия организмов, а также их взаимодействия с окружающей средой популяция вида, к которому принадлежит организм, численно растет и постепенно изменяет саму окружающую среду.
3. Конкуренция
Встроившись в экосистему, организм начинает взаимодействовать с другими особями внутри вида, с другими видами и с внешней средой. По мере роста численности популяции это взаимодействие все чаще принимает форму конкуренции: жизненно необходимых ресурсов на всех не хватает, да и места с лучшими условиями жизнедеятельности тоже ограниченны. Выжить и оставить потомство в условиях конкуренции суждено не всем особям. Это и есть третий этап эволюционного алгоритма. Неодарвинисты утверждают, что конкуренция не всегда идет на пользу данной популяции. Довольно часто конкретная особь достигает своих целей в ущерб своему виду.
Р. Докинз в книге «Эгоистичный ген» (Докинз, 2013) приводит такой пример. Обыкновенная чайка гнездится большими колониями, где гнезда расположены друг от друга на расстоянии около двух метров. Некоторые особи прилетают раньше других, чтобы занять наиболее удобные места для гнездования. Соответственно, они же раньше садятся на гнезда. Получается, что, с одной стороны, особь получает более выгодное место для гнезда, в большей степени защищенное или с лучшим доступом к кормовой базе, а с другой стороны, менее благоприятные погодные условия для высиживания значительно увеличивают процент невыведенных птенцов в кладке. Докинз резюмирует, что эгоистичный ген, позволяя получить определенные преимущества для отдельной особи, в целом наносит вред популяции.
В истории эволюции человека тоже можно найти много подобных примеров. Я постараюсь чуть позже затронуть эту тему подробнее, рассуждая о ловушках, в которые нам суждено было угодить.
4. Отбор
Четвертый этап эволюционного алгоритма – отбор. Отбираются не организмы, даже не их вид или популяция. Отбираются создающие их гены!
Вот как Докинз пишет о развитии первых репликаторов: «Не надо искать их в океане, они давно перестали свободно и непринужденно парить в его водах. Теперь они собраны в огромные колонии и находятся в полной безопасности в гигантских неуклюжих роботах, отгороженные от внешнего мира, общаясь с ним извилистыми, непрямыми путями и воздействуя на него с помощью дистанционного управления. Они создали нас, наши души и тела; и единственный смысл нашего существования – их сохранение. Они прошли длинный путь, эти репликаторы. Теперь они существуют под названием генов, а мы служим для них машинами выживания».
При этом Докинз подчеркивает, что теория эгоистичного гена – это всем хорошо знакомая «теория Дарвина, просто сформулированная иным способом, чем это сделал Дарвин».
Докинз даже уверен, что Дарвин признал бы уместность теории эгоистичного гена: «Это, в сущности, логический продукт дарвинизма, но выраженный по-новому. В центре внимания находится не отдельный организм, а взгляд на природу с точки зрения гена. Это иное видение, а не иная теория».
Именно гены являются объектом отбора, а не взаимодействующие организмы, как это может показаться. Получается, что эволюция – это процесс отбора из огромного количества возможностей, который бездумно перемалывает информацию о дизайне вещей. Эволюция как бы пробует огромное количество схем, отбирая в основном то, что работает лучше. Этот процесс повторяется много-много раз. Этот цикл не имеет предопределенной точки окончания, поскольку началом следующего цикла служит результат предыдущего.
Какие знания создает биологическая эволюция
Взаимосвязь ДНК и окружающей среды очень плотная. Известный фотограф и ученый Арт Вульф в книге «Дикая природа» (под редакцией Мишель Гилдерс, 2000) даже утверждает, что опытный зоолог способен по полной расшифровке генома воссоздать основные условия окружающей среды, поскольку ДНК представляет собой и закодированное описание среды обитания предков. А специалист по компьютерной технике и молекулярной биологии Леонард Адлеман еще в 1994 г. разработал и построил на основе ДНК целый компьютер, который был способен делать сложные вычисления. Все это демонстрирует, насколько адаптивен природный механизм.
Сам по себе механизм эволюции может осуществляться посредством разных инструментов. В его арсенале как адаптивные шаги, так и исследовательские прыжки, а также их комбинации. Сначала, когда требуется достичь локального оптимума, алгоритм делает адаптивные шаги: если адаптивный шаг улучшает ситуацию, то делается следующий шаг, а если ухудшает, то происходит возврат на прежнее место. Но бывают неблагоприятные внешние условия, при которых для выживания необходимо «поднять планку», тогда и предпринимаются исследовательские прыжки.
Прямой аналогией является активное использование в современных бизнес-моделях принципов поддерживающих и подрывных инноваций. Об этом, кстати, я подробно рассказывал на страницах другой своей книги «Инноваторы побеждают» (Махов, 2013). Поддерживающие инновации направлены на постоянное улучшение качества производимых товаров и услуг и удовлетворение тем самым запросов наиболее требовательных клиентов. Именно таким инновациям уделяют первостепенное внимание компании, лидирующие на своих рынках. Их положение стабильно, а клиенты лояльны, т. е. внешние условия в целом благоприятны. Необходимо только постоянно контролировать ситуацию и своевременно осуществлять адаптивные шаги.
Совсем иначе работают подрывные инновации. Предпринимателей, реализующих такие инновации, вообще не интересуют потребители «классической» продукции. Они производят принципиально новые товары, и главной их проблемой оказывается не конкуренция на рынке, а отсутствие спроса. В случае успеха они формируют новый рынок, расширяющийся за счет того, что предлагаемый относительно недорогой продукт прост и удобен в обращении и достаточно быстро привлекает интерес все более многочисленных покупателей. Происходит это главным образом оттого, что рынок «классической» продукции уже поделен между его лидерами, имеющими сильный бренд, устоявшуюся репутацию, отлаженные каналы сбыта и производственные процессы. Зайти на такой рынок компании-новичку крайне сложно. Это и есть жесткие внешние условия, при которых эволюция осуществляется исследовательскими прыжками.
