Мутациями. Среда ими не управляет, она может лишь отсеивать вредные.
Мутациями не определяется. Мутация это случайный выстрел в цель, если таких выстрелов достаточно много, то вероятность попасть в цель достаточно высока, но для этого цель должна существовать. Не в смысле кем-то продуманного плана, а в смысле определённого средой наиболее выгодного состояния системы. Под средой следует понимать не только стихийные силы, но и межвидовую конкуренцию.
На практике нередко будет достаточно попадания в локальный минимум по принципу "лишь бы работало". А более оптимальный вариант может и не появиться.
Туда же - локальный минимум должен быть определён системой - средой, как узел кристаллической решётки, если нет, никакая мутация не сможет закрепиться в генотипе.
Что касается человека, то всю нелепость своей конструкции он компенсирует технологически, что в принципе можно рассматривать как часть эволюционного процесса.
P.S. П.Уоттс - редкий нынче умный фантаст. Читал его "Слепоту" и "Эхопраксию" - истинное удовольствие.