Еволюцията винаги ни е била представяна като безмозъчен механизъм на непрекъснато развитие, отсяващ най-подходящите белези, даващи предимства на живите същества за оцеляване спрямо условията на средата с помощта на естествения отбор.

В същото време доста последователи намира теорията на "интелигентния дизайн", според която сложността на живота не може да бъде обяснена с простия на вид еволюционен процес, а има нужда от някаква сила или Създател, носител на безкрайна интелигентност, който правилно да направлява процеса.

А какво би станало ако се докаже, че самият еволюционен процес не просто не е безмозъчен, ами в самите му механизми са заложени основите на интелигентността?

Теорията за еволюцията на Чарлз Дарвин предлага обяснение за това защо биологичните организми са толкова добре приспособени да живеят на нашата планета. Този процес обикновено се описва като "неинтелигентен" - базиран на произволни вариации без конкретна посока. Но въпреки своя успех, някои се противопоставят на тази теория, защото не вярват, че живите същества могат да еволюират постепенно. Нещо толкова сложно като окото на животно, според тях, би трябвало да е продукт на интелигентен Създател.

Позоваването на свръхестествен Създател не би могло да се приеме като полезно обяснение от научна гледна точка. Но какво ще кажете за интелигентност, която не е свръхестествена? Наскоро получените резултати, основаващи се на компютърно моделиране, свързват еволюционния процес с принципите на обучението и интелигентното разрешване на проблеми - без намесата на каквито и да са висши сили. Това предполага, че макар еволюцията да е започнала на сляпо, след няколко милиарда години опит тя е станала много по-умна.

Що е то интелигентност?

Интелигентност може да се използва за означаване на много неща, но понякога тя не е нищо повече от разглеждането на даден проблем от правилната гледна точка. Намирането на интелигентно решение може да представлява просто осъзнаването, че нещо, което ни изглежда константно може всъщност да варира (като например ориентацията на хартията в изображението по-долу). Може да представлява просто подхождането към проблема с правилните средства.

С правилните материали (в примера на картинката - с триъгълници) е лесно да се открие комбинацията от стъпки (в случая, прегъвания), които разрешават проблема чрез по етапно усъвършенстване (всяко прегъване покрива все по-голяма част от снимката). Но с лоши материали (прегъвания, които водят до тънки дълги правоъгълници по ръба на снимката) пълното решение е невъзможно.

При хората, способността да подхождаме към даден проблем с адекватния набор от средства идва от опита - тъй като умеем да се учим. Досега смятахме, че еволюцията чрез естествен отбор не може да се учи, тя просто се движи напред, блъскайки неумолимо с все същия "чук" на произволните вариации, постепенно натрупвайки промени, когато се случи те да са полезни.

Еволюция на способността да се еволюира

При компютрите, ние използваме алгоритми като тези, моделиращи невронните мрежи в мозъка, за да разберем как работи обучението. Обучението само по себе си не е толкова загатъчно - можем да накараме машините да го правят стъпка по стъпка чрез алгоритми. Такива алгоритми за машинно обучение са добре развита част от изкуствения интелект. При невронните мрежи, обучението включва пренастройването на връзките между невроните (силни или слаби) насочени към постигане на максимално възнаграждение. С помощта на такива прости методи невронните мрежи могат не просто да разрешават проблеми, но и с времето да стават все по-добри в разрешаването им.

Но дали това важи и за еволюцията, дали и тя може да става по-добра в еволюирането с течение на времето? Тази идея е известна като еволюция на способността за еволюиране. Способността да се еволюира зависи от подходящата вариация, селекцията и наследствеността - основните играчи в теорията на Дарвин. Любопитно е, че всички тези компоненти могат да се повлияват от предишната еволюция, което означава, че еволюцията в миналото може да промени начина, по който би работила еволюцията в бъдеще.

Например, произволна генетична мутация може да направи даден крайник на животно по-дълъг или по-къс, но тя може също да накара предните и задните крайници да се променят независимо или съгласувано. Такива промени повлияват наличния материал за бъдещата еволюция. Ако селекцията в миналото е оформила тези материали по подходящия начин, това може да направи много по-лесно разрешаването на нови проблеми - достатъчно лесно, за да бъде разрешено с постепенни подобрения. Например, ако дължината на крайник е еволюирала да се променя независимо, еволюирането на по-голям ръст ще изисква множество промени (които да повлияват всеки отделен крайник) и междинните фази може да са по-несполучливи от началната версия. Но ако промените са съгласувани, индивидуалните промени може да са полезни.

Идеята за еволюцията на процеса на еволюция съществува от известно време, но конкретното приложение на теорията за заучаването е на път да осигури на тази концепция така необходимите теоретични основи.

Генните мрежи еволюират така, както невронните мрежи се обучават.

Резултатите от тези проучвания показва, че еволюцията на регулаторните връзки между гените, които контролират как самите гени са експресирани в нашите клетки, има същите способности за обучение, каквито имат невронните мрежи. С други думи, генните мрежи еволюират така, както невронните мрежи се учат. Докато връзките в невронните мрежи се изменят по посока на максималното възнаграждение, то естественият отбор променя генетичните връзки по посока на повишаване на жизнеспособността. Способността за обучение сама по себе си не е нещо, което има нужда от Създател - тя е неизбежен продукт на случайните вариации и отбора, когато те действат върху връзките.

Изхождайки от това не е изумително, че еволюцията може да еволюира, за да е още по-добра в процеса на еволюция по абсолютно същия начин, по който невронна мрежа се научава по-лесно да разрешава проблеми с натрупването на опит. Самата интелигентност не е непременно свързана с "предсказване" (или каквото и да е друго схващане отклоняващо се от теорията на Дарвин) - тя представлява еволюция на връзките, които й позволяват да разрешава нови проблеми.

Така, когато преценим, че дадена еволюционна задача е прекалено трудна (като например създаването на сложния апарат на окото) може да се окаже, че тя е напълно възможна със средствата на постепенното усъвършенстване. Вместо да смятаме, че "глупавата" еволюция е напълно достатъчна, е крайно време да признаем, че еволюцията е била достатъчно умна, за да развие необходимите материали, които правят разрешаването на даден проблем толкова лесно.

Интересно е, че Алфред Ръсел Уолъс (Alfred Russel Wallace), който е предложил теорията за естествения отбор по същото време, по което и Дарвин, по късно е използвал термина "интелигентна еволюция", за да изтъкне довода за Божествената намеса, определяща траекторията на еволюционните процеси. С натрупването на все повече данни за установената връзка между обучението и еволюцията, същият термин може да започне да се използва с абсолютно противоположен смисъл.

Автор: Ричард Уотсън (Richard A. Watson), доцент в Института по Естествени науки/Електроника и компютърни науки към Университета на Саутхемптън.

Източник: The Conversation

Още по темата

28/11/2015

Животът

Топ 5 на погрешните схващания за еволюцията: Наръчник за демистификацията на основите на съвременната биология

11/07/2015

Животът

"Непростимата сложност" на флагелума. Еволюция или интелигентен дизайн?

26/06/2015

Животът

Еукариотите: Нов етап в еволюцията

09/05/2015

Животът

Кандидат за липсващото звено в еволюцията на многоклетъчните е открит на дъното на океана