Избыток ресурсов для эволюции.

Я сейчас пишу научную статью про критический путь эволюции. Вкратце напомню, что это постоянная скорость самого быстрого пути эволюции при избытке ресурсов. Но что значит избыток? Как много ресурсов нужно, чтобы эволюция шла на максимальной скорости?

Это можно оценить по величине популяции N, которая участвует в естественном отборе. Рассмотрим на примере бактерий. В бесполой популяции, когда бактерии размножаются делением (клонированием), скорость адаптации сначала растёт пропорционально N, но при больших N резко замедляется. Дальше скорость эволюции продолжает расти только лишь пропорционально ln(N), то есть выходит на насыщение. Это называется клональной интерференцией. Точка перелома задается условием N·U > 1, где U ≈ 10⁻⁶ — средняя частота полезных мутаций.

Конкретно для бактерий кишечной палочки E. coli, которые часто используются в генетических экспериментах, стандартом режима глубокого плато клональной интерференции считается популяция N ≈ 10⁸ клеток. Дальнейшее увеличение числа бактерий не ускоряет эволюцию всей популяции, так как одни и те же полезные мутации возникают у разных особей быстрее, чем они успевают размножиться.

А теперь самое интересное. Знаете, сколько энергии рассеивает такая популяция? Всего лишь ~10⁻⁴ Вт или порядка 10⁻⁷ Вт/К в производстве энтропии.

Удивительно, как мало энергии требовалось для критического пути эволюции на уровне одноклеточных, а для пребиотической химии значит ещё меньше. Дальше для животных и потом цивилизации потребность в энергии растет экспоненциально. Но первые 10 млрд лет эволюции, судя по моим расчетам, могли происходить даже на микроскопических пылинках в космосе.

#Эволюция@entropians