
§
9.3. ТЕОРИЯ ДОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ 491
талитическое усиление приводит к макроскопическому проявле-
нию
случайных микроскопических событий. Сам процесс роста
численности подвержен статистическим флуктуациям, которые
должны учитываться. Эйген провел вероятностное рассмотрение
проблемы [43], основываясь на стохастической теории процессов
рождения и гибели (см. [45]). Стохастические модели представ-
ляют собой в данном
случае
цепи Маркова [43—46]. Детерми-
нистическая
теория соответственно модифицируется. Рассмотрим
вслед за Эйгеном три примера.
Допустим, что имеется п различных носителей информации,
причем каждый из них представлен одной цепью. Редупликация
точная,
все Q
t
= 1. Все F
{
и R
t
одинаковы, т.е. W
t
= Е
ь
Со-
гласно детерминистической теории в системе не
будет
никаких
изменений.
Стохастическая теория показывает, однако, что си-
стема
будет
утрачивать информацию при распаде каждого неиз-
быточного носителя, происходящем до его редупликации. Со-
держание информации сузится до немногих или
даже
одной
сильно
избыточной последовательности, а затем вся популяция
вымрет вследствие «флуктуационной катастрофы». Это неиз-
бежно, так как флуктуации образования и распада цепей неза-
висимы.
Полное вымирание произойдет достаточно быстро —
стационарная
популяция, состоявшая при t = 0 из п видов,
в
среднем просуществует в течение времени n/F < t < n
2
/F. Нет
критерия
выживания, кроме самого выживания, нет оптимиза-
ции.
Если
система та же, все Wi одинаковы, но Q, < 1, то
судьба
всей популяции
будет
такой же. Однако поведение отдельных
носителей информации
будет
иным. Если A
t
= D,- и Q,- < 1, то
Wi
=
AiQi
— Di < 0. Это вымирание компенсируется продукцией
новой
информации вследствие ошибок копирования. Система
«беспорядочно дрейфует в информационном пространстве», но
в
конце концов уничтожается «флуктуационной катастрофой».
Лишь при Wi ф W
h
и Qi < 1 реализуется устойчивое вос-
произведение и отбор цепей с максимальным значением W
m
.
Пока
эти цепи образовались в малом числе, они подвергаются
опасности
вымирания вследствие флуктуации. С ростом их числа
система становится более устойчивой и, в конце концов, главные
копии
доминируют в соответствии с детерминистической тео-
рией.
В этом
случае
система
ведет
себя сходно с системой, на-
ходящейся в устойчивом равновесии, в котором флуктуации,
пропорциональные
л/п, несущественны для больших значе-
ний
п. Однако при образовании системы каждое макросостоя-
ние
вырастает из микросостояния, представленного вначале
единичной
копией. Следовательно, для таких метастабильных
систем детерминистическое поведение ограничено гораздо силь-
нее,
чем для систем, близких к истинному равновесию.