Физики из Массачусетского технологического института доказали, что форма тела многих рыб является продуктом оптимизации между скоростью плавания и количеством связанных с ним энергозатрат и практически не может быть улучшена. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B .
Исследователи создали компьютерную модель тела рыбы, учитывающую способ плавания, расположение мышц и изменчивость формы. Тысячи виртуальных рыб, изначально имеющих самое разное соотношение между длиной, толщиной, изгибом формы тела и размером хвостового плавника, пропустили через множественные циклы симулированной эволюции. Эволюционное преимущество получали те их них, которые имели лучшее сочетание между скоростью плавания и количеством затрачиваемой на него энергии. Виртуальные рыбы, имеющие более удачную форму тела, передавали свои черты следующему поколению.
В результате последовательной эволюции авторы получили множество виртуальных рыб, форма тела которых была максимально оптимизирована. Их пропорции лежали на так называемой кривой Парето . Это означает, что нельзя было улучшить пропорции тела рыбы так, чтобы увеличить скорость но при этом не увеличить энергозатраты, и наоборот.
Авторы использовали известные данные о массе, развиваемой скорости и форме тела реальных рыб и сравнили их с виртуальными. Оказалось, что такие рыбы, как форель, тунец, атлантический лосось а также попавший в симуляцию наряду с рыбами дельфин, имеют форму тела, очень близкую к оптимальной.
Эволюционные биологи часто высказываются об адаптации к условиям существования тех или иных черт тела живых организмов. Однако обычно эти утверждения являются умозрительными и часто ничем реально не подкреплены. В каждом случае для такого заявления требуется отделить признаки, подвергающиеся давлению отбора, от тех, которые являются результатом случайности. В случае исследованных рыб теперь имеются надежные доказательства того, что форма их тела продиктована именно адаптацией, а не случайностью.
Физики из Массачусетского технологического института доказали, что форма тела многих рыб является продуктом оптимизации между скоростью плавания и количеством связанных с ним энергозатрат и практически не может быть улучшена. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B . 