Сам Дарвін вважав еволюцію незворотною; він писав: «Вид, раз зниклий, ніколи не може з'явитися знову, якби навіть знову повторилися абсолютно тотожні умови життя». Однак якщо говорити про менш масштабні події, відповідь не так очевидний. Сучасник Дарвіна Долло також виступав за незворотність, сформулювавши навіть власний закон: «Організм ні цілком, ні навіть частково не може повернутися до стану, вже здійсненому в ряді його предків».
Справді, легко собі уявити, як п'ятипала кінцівку ссавця, який потрапив у водне середовище, знову регресує до куди більш давньої форми плавника. Однак це саме регрес, рух до спрощення, але не в строго зворотному напрямку, в якому колись кінцівку розвинулася з плавника.
За словами професора Джеффа Гора (Jeff Gore), вчених заплутує сама постановка питання - слід питати не те, чи може еволюція піти назад, а то, як і коли це відбувається. Таким дослідженням і зайнявся Гор зі своєю командою на прикладі розвитку у бактерій стійкості до антибіотиків, конкретніше кажучи - до цефотаксиму.
Робоча модель для цих досліджень була створена кілька років тому командою гарвардських вчених, які показали, що в придбанні бактерією повної стійкості до цього антибіотика вона обов'язково повинна придбати п'ять певних мутацій. Кожна з них все збільшує стійкість і, як наслідок, вони можуть з'являтися послідовно, в будь-якому порядку, все нарощуючи і нарощуючи стійкість бактерії до цефотаксиму.
Можливі шляхи руху бактерії по «шляху п'яти мутацій» в цьому випадку можна узагальнити в діаграмі; всього варіантів руху виходить 120, починаючи від абсолютної схильності дії антибіотика (0 мутацій) і аж до повної стійкості (5 мутацій). Однак тоді вже вчені показали, що в реальності бактерії рухаються лише 18-ю варіантами шляху.
Цю модель і використовувала група Джеффа Гора, задавшись питанням про те, чи здатні бактерії знову послідовно втрачати стійкість до цефотаксиму - зрозуміло, в штучних умовах, в яких стійкість ця буде негативно позначатися на виживання. Було показано, що стану, що відрізняються за все на одну мутацію, завжди оборотні, але в міру накопичення числа мутацій «шлях назад» виявляється все менш і менш можливим.
«Таким чином, вперше продемонстровано, як оборотність змін визначається еволюційної дистанцією між ними, - додає Джефф Гор, - В експериментах на даній системі критичною точкою є чотири мутації: коли бактерія отримує всі чотири, до початку вона повернутися більше не зможе».