Эволюция жизни определяется не спонтанным естественным отбором, а процессами квантовой механики в клеточном ядре — именно по такому принципу и происходит взаимодействие «кирпичиков» белков и ДНК. Данную теорию направленной эволюции выдвинул доктор физико-математических наук, преподаватель Уральского федерального университета Алексей Вениаминович Мелких.
«Около 20 лет я занимаюсь построением теории направленной эволюции, которая, как я убежден, придет на смену дарвинизму, — говорит Алексей Мелких. — Основной вопрос, который не может решить дарвиновская теория, в том числе такие ее современные варианты, как расширенный синтез, это вопрос о возникновении сложных живых систем в процессе эволюции. Каким образом возникли столь сложные организмы, число состояний генома которых невозможно перебрать за время жизни Вселенной?»
Теория направленной эволюции базируется на трех ключевых принципах. Первый заключается в том, что эволюция априорно направлена, то есть существует априорная информация, в соответствии с которой происходят направленные изменения генов. В процессе направленной эволюции отбор и случайные мутации играют вторичную роль.
В то же время, любые способы ускорения эволюции по сравнению с полным перебором вариантов — блочное кодирование, молекулярная экзаптация (использование тех же генов для новых целей), кумулятивный отбор и другие — неявно предполагают наличие априорной информации о будущих состояниях информационной последовательности. При отсутствии априорной информации характерное время образования видов будет экспоненциально велико.
«Только существование априорной направленности позволяет объяснить характерные времена эволюции, — говорит Алексей Мелких. — Поскольку число вариантов информационных молекул (ДНК) растет экспоненциально с ростом длины такой молекулы, то, когда число нуклеотидов становится больше, чем 102-103, простой перебор вариантов последовательности становится невозможным за время жизни Вселенной».
Второй принцип теории — случайность в эволюции является следствием неопределенности в окружающей среде. Наличие случайности в генетических процессах часто рассматривается в качестве доказательства дарвиновского (ненаправленного) характера эволюции. Однако случайность может быть просто следствием неопределенности в окружающей среде и самом организме. При этом эволюция остается одновременно направленной.
«В настоящее время эксперименты (хотя и с недостаточной точностью) проводятся с быстро эволюционирующими организмами, такими как бактерии. Здесь мы можем увидеть, как конкретно меняется геном. И мы видим, что он меняется направленно, а вовсе не случайно. Так можно объяснить сложность и разнообразие видов в нашей природе. Если природа просто перебирает возможные варианты мутаций, как у Дарвина, то такого разнообразия не получить», — заявил Алексей Мелких.
Третий принцип — квантовая механика играет важную роль во всех генетических процессах, делая эти процессы в высокой степени управляемыми. Мотивация использования квантовой механики для моделирования эволюции основана на том, что все операции с генетическим материалом (ДНК, РНК, белки) не могут быть объяснены на основе классической механики. Одна из основных проблем молекулярной биологии — парадокс Левинталя — состоит в том, что белок, который первоначально возникает в виде линейной молекулы, должен каким-то образом найти свою естественную (нативную) конформацию (пространственную конфигурацию). Только в этой конформации он способен выполнять свои функции. Однако для достаточно длинных белков число возможных конформаций экспоненциально велико и не может быть перебрано за время жизни Вселенной.
Основные положения теории направленной эволюции опубликованы в таких журналах, как Origin of Life and Evolution of Biospheres, Biosystems, Progress in Biophysics and Molecular Biology.
https://urfu.ru/ru/news/26828/
https://science.urfu.ru/ru/persons/%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%BA%...
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030326471...
