«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
Энциклопедичный YouTube
1 / 3
SciShow - Почему секс существует?
ВЕРШИТЕЛЬ СУДЕБ.СЕРЫЕ ГУМАНОИДЫ.
Император, который знал свою судьбу. Николай II.
Субтитры
Гонка вооружений
Первоначально предложенная Ли ван Валеном (1973 г.), метафора «эволюционная гонка вооружений», происходящая при коэволюции видов смежных трофических уровней, была сочтена подходящей для описаний биологических процессов, подобно 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.
Анализ процессов видообразования и вымирания видов, проведенный по палеонтологическим остаткам для 19 семейств кайнозойских млекопитающих, показал справедливость гипотезы Черной Королевы, согласно которой основной причиной вымирания было постепенное ухудшение качества среды для эволюционирующей клады (группы родственных видов). Разнообразие всей группы снижается в равной степени из-за уменьшения скорости видообразования и из-за увеличения скорости исчезновения видов.
Вымирание видов, также как их возникновение в процессе эволюции, происходит постоянно, хотя внимание публики больше привлекают массовые вымирания, события сами по себе достаточно редкие. Объясняя постоянную (фоновую) скорость вымирания видов, биологи все чаще обращаются к «гипотезе Черной Королевы» (Red Queen hypothesis), предложенной палеонтологом Ли ван Валеном (Leigh Van Valen); см.: L. M. Van Valen, 1973. A new evolutionary law (PDF, 2 Мб). Гипотеза эта отсылает нас к «Алисе в Зазеркалье» (“Through the Looking-Glass”), к тому месту в этой необычной сказке Льюиса Кэролла, где Черная Королева (Red Queen) заставляет бежать Алису всё быстрее и быстрее. Когда же они наконец садятся отдохнуть под деревом, то запыхавшаяся Алиса с удивлением обнаруживает, что они остались на том же самом месте. Королева объясняет: чтобы убежать дальше, необходимо бежать еще быстрее. А когда Алиса говорит, что в их стране всё не так, королева не без ехидства замечает: “A slow sort of country!” («Какая-то медленная страна!»):
Alice looked round her in great surprise.
“Why, I do believe we"ve been under this tree all the time! Everything"s just as it was!”
“Of course it is,” said the Queen: “what would you have it?”
“Well, in our country,” said Alice, still panting a little, “you"d generally get to somewhere else - if you ran very fast for a long time, as we"ve been doing.”
“A slow sort of country!” said the Queen. “Now, here , you see, it takes all the running you can do, to keep in the same place. If you want to get somewhere else, you must run at least twice as fast as that!”
Алиса в изумлении огляделась.
Что это? - спросила она. - Мы так и остались под этим деревом! Неужели мы не стронулись с места ни на шаг?
Ну, конечно, нет, - ответила Королева. - А ты чего хотела?
У нас , - сказала Алиса, с трудом переводя дух, - когда долго бежишь со всех ног, непременно попадешь в другое место.
Какая медлительная страна! - сказала Королева. - Ну, а здесь , знаешь ли, приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте! Если же хочешь попасть в другое место, тогда нужно бежать по меньшей мере вдвое быстрее!
(Перевод Н. Демуровой )
Наша биосфера, однако, вовсе не медленная страна. Происходящая в ней эволюция живых существ также не может остановиться, поскольку постоянно изменяется окружающая среда. Если какие-то организмы замедляют скорость эволюции и перестают соответствовать быстро меняющейся среде, они просто вымирают. В процессе естественного отбора, путем классической дарвинской эволюции, возникают новые виды, лучше соответствующие новым условиям.
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.
