Эволюция течёт подобно воде. В широкой равнинной реке изменения плавны и почти незаметны, тогда как горный ручей бурлит, огибая каждый камень. Размер популяции и частота мутаций задают русло этого потока: широкое и спокойное или узкое, полное порогов.
Учёные построили математическую модель [tag:standard_model], опирающуюся на теорию случайных процессов, заложенную Андреем Марковым. В модели учтены ключевые параметры: время, численность популяции, темп возникновения мутаций и их размах — то есть величина изменений, которые они вносят в геном. В больших группах эволюция движется неспешно: мутации накапливаются столетиями и чаще всего исчезают без следа, подобно тому, как капля чернил рассеивается в реке, не меняя её цвета. В малых популяциях, напротив, процесс бурлит: полезная мутация способна всего за несколько поколений распространиться на всех особей, словно камень, упавший в ручей и перенаправивший его течение.
Подобные расчёты позволяют предвидеть, как виды ответят на изменения среды. Управляя уровнем стохастичности — уровнем хаоса — в популяциях, мы получаем возможность замедлять нежелательную эволюцию, например, у вредных насекомых. Так биология обретает инструмент точных прогнозов, заменяя общие рассуждения количественным анализом.
Математика случайных цепей, которую применили учёные, родилась не в биологии: Андрей Марков создал её, анализируя чередование гласных и согласных в поэме Пушкина «Евгений Онегин».