В далеком детстве у меня была подруга (и до сих пор есть), а у нее тогда еще был папа-ученый, физик ядерщик. У подружкиного папы самая любимая сказка из наших детских была именно сказка про Алису Льюиса Кэрролла. Мы тогда не сильно его понимали, да и сказку тоже сильно недопонимали – то ли дело привычные золушки и красные шапочки.

Теперь я, значительно подросшая и даже немного поумневшая, узнала, что сказка про Алису не так уж проста и совсем не с ума сводящая, а даже наоборот. Да и написал ее не просто какой-то английский сказочник Льюис Кэрролл, а профессор математики оксфордского университета Чарльз Лютвидж До́джсон (Кэрролл – псевдоним). Папа подруги, обладая многочисленными знаниями в физике и математике, понимал всю прелесть зашифрованных законов нашего мира в поведении героев воображаемого мира Алисы.

Возьмем хотя бы один из них – Принцип (или эффект, или правило) Черной королевы из сказки «Алиса в зазеркалье».
Первыми заметили соответствие этому правилу, так верно сформулированному Черной королевой, биологи, наблюдающие за эволюцией наземных млекопитающих. Если по-простому, то все мы знаем про охоту хищника на травоядное. Чтобы выжить тому же оленю, необходимо быстро бегать. Но не просто быстро, а быстрее волка. Каждое последующее поколение оленей бегает все быстрее и быстрее, потому как выживают только самые быстрые. Но и волку, чтобы не остаться голодным, надо бежать быстрее от поколения к поколению.

Ричард Доукинс, Английский этолог, эволюционный биолог, назвал этот принцип «эволюционная гонка вооружений».

Правда поговаривают, что еще раньше эту метафору произнес палеонтолог Ли ван Вален, стараясь именно по принципу Черной королевы объяснить постоянную скорость вымирания биологических видов.

На этом же эффекте Черной королевы построили свой закон экологи Роберт Макартур и Эдвард О. Уилсон, сформулировавших его в книге «Теория островной биогеографии». Вкратце: на некий остров забрасываются судьбой животные вида А. По прибытию в новую жизнь вид скорее всего будет вымирать, но для выживания (а также скорейшего приспособления) виду А надо активно размножаться, заселяя вновь обретенную сушу. Если занесло на этот остров следующий вид В, то ему надо будет приспосабливаться не только к новой жизни, но и к виду А. При увеличении числа видов животных на острове и число вымерших будет расти. Со временем вновь прибывшие все чаще будут обнаруживать на острове прижившийся свой вид, значит количество видов животных увеличиваться не будет, но и вымирание остановится. Если представить график зависимости скорости заселения (т. е. числа новых видов, прибывших за данный период времени) от числа видов, уже заселивших остров, то заметно, что скорость заселения высока тогда, когда число обитателей острова мало, и низка, когда их число велико. Этот закон равновесия Макартура-Уилсона элементарно применить и к теории заселения городов людьми.

Также не сложно проследить принцип применения эффекта Черной Королевы в экономике, бизнесе и т.п. Все кругом развивается, и чтобы не сдавать однажды завоеванные позиции, нужно постоянно «бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте». Гонка вооружений заставляет наращивать арсенал в любой отрасли жизни, и не только у животных, но и у человека. Есть ли возможность когда-либо остановиться? Чисто теоретически – есть, но это тема совсем для другого поста.

Термин происходит из произведения Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье », из диалога Алисы с Чёрной Королевой :

У нас, - сказала Алиса, с трудом переводя дух, - когда долго бежишь со всех ног, непременно попадёшь в другое место.

Какая медлительная страна! - вскричала Королева. - Ну а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте.

Перевод Н. Демуровой

Гонка вооружений

Парадокс пола и его значение

Научный автор Мэтт Ридли популяризировал термин «Эффект Чёрной Королевы», связав его с половым отбором в своей книге The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature (1993), в русском переводе - «Секс и эволюция человеческой природы» (2011).

В двуполых популяциях живых существ, мужские особи, составляя, как правило, около половины населения, не имеют возможности непосредственно произвести потомство без участия женского пола (если у них отсутствует биологическая возможность изменять свой пол). У некоторых видов, таких как львы, есть обычай среди самцов умерщвлять молодняк, рождённый от другого самца (согласно Ричарду Докинзу , это проявление так называемого эгоистичного гена , чья цель состоит только в том, чтобы размножиться, и который может как следствие подавить воспроизводство других генов). Кроме того, самцы и самки должны тратить ресурсы для привлечения и конкуренцию за противоположный пол. Половой отбор также может порождать черты, которые уменьшают пригодность вида и индивидуума к выживанию, так, яркая окраска оперения у райских птиц , используемая для привлечения полового партнёра, в то же время увеличивает вероятность быть замеченными потенциальными хищниками. Таким образом, половое размножение может быть очень неэффективным в плане борьбы за существование.

Возможное объяснение того факта, что почти все позвоночные раздельнополы, состоит в том, что пол увеличивает возможности к адаптации. Во-первых, если выгодная мутация происходит среди особей, размножающихся бесполым способом, то для этой мутации нет возможности распространиться, а особи получить гены из других линий своего вида, у которых могли возникнуть собственные полезные мутации. Во-вторых, это перемешивает аллели . Некоторые случаи наследственной изменчивости могли быть выгодными, только когда одна мутация вступала в соединение с другой мутацией, а половое размножение увеличивает вероятность, что такое соединение произойдёт.

Правда ли, что королева эволюционных проблем - это Красная (a.k.a. Чёрная) Королева? Не торопитесь с ответом - не забывайте о гермафродитах!

Даже нам, людям, со всем нашим умением предвидеть события, не так-то просто действовать в интересах наших собственных ближайших потомков: вспомним уничтожение лесов, глобальное потепление и проблему перенаселения. Как же тогда , с её слепотой и эгоизмом, могла поставить долговременную выгоду секса для популяции выше его кратковременной двойной цены со всеми вытекающими неприятными последствиями? (Ник Лейн. Лестница жизни)

Я собрался достаточно подробно обсудить проблему эволюции популяционного воспроизводства и рекомбинации (включая феномен пола). Конечно, все ключевые мысли можно конспективно изложить в одном коротком тексте, но при этом они окажутся декларативными и непонятными. Чтобы их обосновать, нужен текст, по объёму превышающий целую колонку, однако такое обоснование окажется непонятным для неспециалистов. Я пытаюсь изложить и непростой комплекс общеизвестных идей, и собственные наработки таким образом, чтобы они были доступными для понимания вдумчивых читателей-небиологов. Как побудить таких читателей разбираться в обсуждаемом предмете? Для меня самого часто оказывается интересным материал о незнакомых мне отраслях познания, в котором видна логика рассуждения развивающих эти отрасли людей. Вот такую логику я и пытаюсь, в меру своего умения и понимания материала, отразить в этих колонках. Естественно, необходимый для этого объём текста растёт, как на дрожжах. Эта колонка - уже пятая из «половой» серии; будет ещё три или четыре.

Но объясняют ли эти эксперименты происхождение пола? С тем, что Красная Королева объяснила феномен пола, согласны такие авторитеты, как Александр Марков или Мэтт Ридли. Впрочем, говорят, Александр Кондрашов (автор упомянутого в прошлой колонке топора Кондрашова) продолжает считать феномен пола так и не получившим своего объяснения.

Эксперименты, о которых пишет Наймарк, несомненно, убедительны. Впрочем, не забывайте: доказать, что «силы» Красной Королевы хватило бы, чтобы преодолеть двойное падение плодовитости, вызванное переходом от клональности к раздельнополости во времена происхождения полового размножения, они не могут.

В случае Caenorhabditis elegans мы имеем дело с видом, у которого уже прекрасно сформировано половое размножение. То, что у гермафродитов оно вырождено вследствие самооплодотворения, - вторичный эффект. Кстати, анализируя описанный эксперимент, надо иметь в виду, что потомки, образовавшиеся в результате самооплодотворения, оказываются более или менее гомозиготными (имеющими идентичные аллели), а черви, появившиеся от скрещивания самцов и гермафродитов, оказываются намного более гетерозиготными (по многим локусам имеют разные версии гомологичных аллелей). Повышенная гетерозиготность может способствовать росту сопротивляемости и сама по себе, без учёта последствий рекомбинации.

В любом случае Caenorhabditis производит и яйцеклетки, и сперматозоиды. Гапло-диплоидный жизненный цикл с оплодотворением и мейозом у этих червей вполне сформирован. Красная Королева может повысить долю червей с половым развитием. В то же время я сомневаюсь, что она могла бы обеспечить эволюцию от клонального размножения к половому, переступив через двукратный проигрыш в эффективности воспроизводства.

А теперь я должен сделать признание. Как я и писал ещё в позапрошлой колонке, у меня есть своя версия решения, просто я не торопился её разъяснять. Чтобы вы оценили выход из теоретического тупика, вас нужно было в этот тупик завести. Я и в этой колонке не успею дать все обоснование решения, но обозначить его смогу.

Проницательный (кроме шуток) Ник Лейн, процитированный в эпиграфе, не разделяет секс и его «двойную цену». Он не прав. Снижение эффективности воспроизводства связано не с половым размножением как таковым, а с наличием самцов, которые сами не оставляют потомков. То, что Джон Мейнард Смит назвал «двойной ценой пола», правильно было бы назвать «двойной ценой раздельнополости». Гермафродиты не платят эту цену!

Давайте-ка я напомню иллюстрацию, которую приводил, начиная разговор об эволюции рекомбинации.

Гипотеза Чёрной Королевы , также называемая «Принципом Чёрной Королевы», «Эффектом Чёрной Королевы» или «Гонкой (Бегом) Чёрной Королевы» является эволюционной гипотезой и может быть сформулирована следующим образом: Относительно эволюционной системы, виду необходимы постоянное изменение и адаптация, чтобы поддерживать его существование в окружающем биологическом мире, постоянно эволюционирущем вместе с ним

Термин происходит из произведения Льюиса Кэрролла Алиса в Зазеркалье , из диалога Алисы с Чёрной Королевой :

У нас, - сказала Алиса, с трудом переводя дух, - когда долго бежишь со всех ног, непременно попадёшь в другое место. - Какая медлительная страна! - вскричала Королева. - Ну а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте.

Перевод Н. Демуровой

Гонка вооружений

Первоначально предложенная Ли ван Валеном (1973 г.), метафора «эволюционная гонка вооружений» была сочтена подходящей для описаний биологических процессов, подобной гонке вооружений между странами. На основании исследований Ли ван Вален обнаружил, что способность группы организмов к выживанию с течением времени не улучшается, и что вероятность вымирания для любого вида случайна и не зависит от продолжительности его существования на планете. Таким образом шансы для выживания вида являются величиной неопределённой .

Парадокс пола и его значение

Научный автор Мэтт Ридли популяризировал термин «Эффект Чёрной Королевы», связав его с половым отбором в своей книге The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature (1993), в русском переводе - «Секс и эволюция человеческой природы» (2011).

В двуполых популяциях живых существ, мужские особи, составляя, как правило, около половины населения, не имеют возможности непосредственно произвести потомство без участия женского пола (если у них отсутствует биологическая возможность изменять свой пол). У некоторых видов, таких как львы, есть обычай среди самцов умерщвлять молодняк, рождённый от другого самца (согласно Ричарду Докинзу , это проявление так называемого эгоистичного гена , чья цель состоит только в том, чтобы размножиться, и который может как следствие подавить воспроизводство других генов). Кроме того, самцы и самки должны тратить ресурсы для привлечения и конкуренцию за противоположный пол. Половой отбор также может порождать черты, которые уменьшают пригодность вида и индивидуума к выживанию, так, яркая окраска оперения у райских птиц , используемая для привлечения полового партнёра, в то же время увеличивает вероятность быть замеченными потенциальными хищниками. Таким образом, половое размножение может быть очень неэффективным в плане борьбы за существование.

Возможное объяснение того факта, что почти все позвоночные раздельнополы, состоит в том, что пол увеличивает возможности к адаптации. Во-первых, если выгодная мутация происходит среди особей, размножающихся бесполым способом, то для этой мутации нет возможности распространиться, а особи получить гены из других линий своего вида, у которых могли возникнуть собственные полезные мутации. Во-вторых, это перемешивает аллели . Некоторые случаи наследственной изменчивости могли быть выгодными, только когда одна мутация вступала в соединение с другой мутацией, а половое размножение увеличивает вероятность, что такое соединение произойдёт.

Примечания

Ссылки

• Мэтт Ридли «Секс и эволюция человеческой природы», - М: Эксмо, 2011, С.82-86. ISBN 978-5-699-48641-0
• (англ.) Leigh Van Valen «A new evolutionary law». Evolutionary Theory 1: 1-30. 1973

В замечательной книжке Льюса Кэрролла «Алиса в стране чудес» Чеширский кот говорит главной героине: «Чтобы оставаться на месте нужно бежать со всех ног, а чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!».

В следующей книге «Алиса в Зазеркалье», между Алисой и Чёрной Королевой происходит следующий диалог:
- У нас, - сказала Алиса, с трудом переводя дух, - когда долго бежишь со всех ног, непременно попадёшь в другое место.
- Какая медлительная страна! - вскричала Королева. - Ну а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте.

Собственно, отсюда и родился термин «Теория Чёрной королевы» обозначающий концепцию, суть которой может быть сформулирована следующим образом: «Относительно эволюционной системы виду необходимы постоянное изменение и адаптация, чтобы поддерживать его существование в окружающем биологическом мире, постоянно эволюционирующем вместе с ним».

Когда «старый конь» портит борозду..

Что это означает для нас?

Да всё очень просто – в современном мире всё очень быстро меняется и попытка прожить всю жизнь «на одной волне», выражаясь молодежным языком, «не прокатывает». Иными словами, если вы привыкли работать «по-старому» и не хотите учиться «новым фокусам», то скорее всего «ветер перемен вышибет вас на обочину истории».

Дело в том, что находясь в статичном положении, мы не стоим на месте, а уверенно и с песней катимся назад, то есть деградируем. Это опять же легко увидеть на примере лишнего веса – если перестать контролировать свои пищевые привычки (т.е. «оставаться на месте»), то и не заметишь, как наберешь десяток-другой-третий лишних «жировых» килограмм.

Если прожить день, ничего не сделав для того, чтобы хоть на миллиметр продвинуться вперед, то кажется, что ничего страшного не произошло.
Десять дней – тоже вроде ничего особенного (хотя мог бы уже быть, как минимум, на сантиметр впереди, а оказывается – на сантиметр откатился)
Сто дней – наверное стоит побеспокоиться (как никак уже -10 см)
Тысяча дней – становится страшно (откатился на метр назад)
Так и недалеко и до «ямы» из которой уже и не выбраться…

Открытие Чи́ксентмихайи

От всех этих кошмарных ужасов есть один надежный рецепт – это находиться в «состоянии потока». Того потока, в который мы входим, когда занимаемся своим делом жизни (любимым делом), т.е. самореализуемся (концепцию потока предложил американский психолог венгерского происхождения Ми́хай Чи́ксентмихайи).

«Состояние потока» штука очень сильная и именно в нём знаменитые артисты и спортсмены получают свои выдающие результаты и ставят рекорды. Это, не побоюсь этого словам, состояние достижения высшего мастерства.

Человек, который двигается к своей Великой Цели способен входить в «состояние потока» быстрее и легче всех остальных. Для него это уже практически естественный процесс в который он может погружаться когда захочет. И это позволяет ему опережать внешние обстоятельства и «выигрывать у Чёрной королевы».

В рамках программы «Построение новой жизни» особый упор делается на то, чтобы научить человека входить в состояние потока и пребывать в нём максимально возможное время. Это нужно чтобы получать результаты «выше среднего».

Состояние потока vs. прокрастинация

Одна из болезненных проблем современного человека – это прокрастинация или, выражаясь более простым языком, постоянное откладывание дел и внутренний самосаботаж. Вроде и надо дела делать, и понимаешь насколько это важно и нужно, а не хочеееетсяяяя!

Люди пытаются бороться с прокрастинацией выдумывая всякие фишки, трюки, приемчики и техники. Всё это по большому счету полная фигня. И работает на ооочень короткие дистанции.

Чтобы не страдать прокрастинацией человек должен уметь пребывать в «состоянии потока», а для этого нужно иметь здоровое сознание, которое опять же невозможно обрести не самореализуясь через дело жизни (любимое дело). Всё связано!

Поэтому, если хотите быть на шаг быстрее и на голову выше – найдите свой жизненный Путь и начните двигаться по нему, самореализуясь через своё дело жизни!