Иллюстрации к добиологической эволюции. 2. Нет деления, но есть поколения

Автор Panteley_nt, мая 16, 2023, 23:30:43

« назад - далее »

Panteley_nt

Думается как-то примерно так это должно выглядеть, но на выпуклой поверхности. Возможно, это полость так растет, а не объект... 


"...все красивые модели последнего времени (разрушение зеркальной симметрии с возникновением хиральной чистоты В. И. Гольданского, 1986 год; рассматриваемые далее более подробно гиперциклы М. Эйгена, 1982 год) работают только в рамках пригожинской термодинамики. Именно поэтому все они не имеют отношения к классическому абиогенезу: если Геккель и Опарин сводили биологию к химии, то физикохимик Эйген, как мы увидим, в известном смысле сводит химию к биологии.

Эйген выдвинул концепцию образования упорядоченных макромолекул из неупорядоченного вещества на основе матричной репродукции и естественного отбора. Он исходил из того, что дарвиновский принцип естественного отбора (ЕО) – единственный  понятный нам способ создания новой информации (это физическая величина, отражающая меру упорядоченности системы). Если имеется система самовоспроизводящихся  единиц, которые строятся из материала, поступающего в ограниченном  количестве из единого источника, то в ней с неизбежностью возникает конкуренция и, как ее следствие, ЕО. Эволюционное поведение, управляемое ЕО, основано на самовоспроизведении с «информационным шумом» (в случае эволюции биологических видов роль «шума» выполняют мутации). Наличия этих двух физических свойств достаточно, чтобы стало принципиально возможным возникновение системы с прогрессирующей степенью сложности."

Удивительная палеонтология [История земли и жизни на ней]
Еськов Кирилл Юрьевич

Alexeyy

Ох, я что-то и пропустил это у него! Как, по-моему, глубоко сказано!

Panteley_nt

Очень похоже, что гиперциклы Эйгена не удалось создать в лаборатории, лишь потому, что требуется среда-реактор с изменяющейся структурой-объемом, примерно такая, какую мы здесь рассматриваем. Но in-silico, такие гиперциклы работают и успешно эволюционируют...

Alexeyy

Цитата: Panteley_nt от мая 26, 2023, 08:41:16Очень похоже, что гиперциклы Эйгена не удалось создать в лаборатории
А кто пробовал?

Цитата: Panteley_nt от мая 26, 2023, 08:41:16требуется среда-реактор с изменяющейся структурой-объемом, примерно такая, какую мы здесь рассматриваем.
Что Вы имеете в виду? Где рассматриваем? Какую среду с изменяющейся структурой-объёмом рассматриваем? Имеете в виду чисто абстрактное фрактальное моделирование, которое делаете Вы и имели в виду под средой эти фракталы?

Цитата: Panteley_nt от мая 26, 2023, 08:41:16Но in-silico, такие гиперциклы работают и успешно эволюционируют...
А кто такое моделирование делал? Или Вы имеете в виду чисто абстрактное фрактальное моделирование, которое делаете Вы?

Panteley_nt

Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 10:52:31А кто пробовал?
Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 10:52:31А кто такое моделирование делал?
Такой информации полно в интернете. На пабмед, к примеру поискать статьи о гиперциклах не пробовали?
Могу добавить мнение ЧатГпт:
Компьютерное моделирование эволюции гиперциклов. 2000 слов

ЧатGPT
Название: Компьютерное моделирование эволюции гиперциклов: раскрытие динамики ранней жизни

Абстрактный:
Концепция гиперциклов, впервые предложенная Манфредом Эйгеном в 1971 году, предлагает убедительную основу для понимания возникновения и эволюции ранних форм жизни. Гиперциклы представляют собой самовоспроизводящиеся системы, состоящие из взаимозависимых молекул, образующих сеть, повышающую стабильность и обеспечивающую основу для передачи генетической информации. В этой статье мы исследуем использование компьютерного моделирования для исследования динамики и эволюционных траекторий гиперциклов. Благодаря использованию математических моделей и вычислительных алгоритмов мы получаем представление о фундаментальных принципах, лежащих в основе возникновения и разнообразия ранней жизни. Это исследование демонстрирует возможности компьютерного моделирования как ценного инструмента для раскрытия сложной динамики эволюции гиперциклов.

Введение
Происхождение жизни и механизмы, управляющие ее эволюцией, остаются увлекательными темами научных исследований. Гиперциклы, предложенные Эйгеном, предлагают теоретическую основу для изучения возникновения самовоспроизводящихся систем. В этом разделе мы даем обзор концепции гиперциклов и их значения для понимания эволюции ранней жизни.

Моделирование гиперциклов
Этот раздел посвящен математическому моделированию гиперциклов. Мы обсудим ключевые компоненты модели, включая представление молекулярных видов, скорость реакции и связность сети. Акцент делается на взаимозависимости и сотрудничестве между молекулами внутри гиперцикла.

Моделирование динамики гиперцикла
Мы исследуем использование компьютерного моделирования для изучения динамики гиперциклов. Внедряя вычислительные алгоритмы, мы можем моделировать взаимодействие, воспроизведение и эволюцию гиперциклов во времени. В этом разделе обсуждаются различные используемые методы моделирования, такие как стохастическое моделирование и моделирование на основе агентов.

Изучение эволюции гиперцикла
Компьютерное моделирование дает уникальную возможность исследовать эволюционные траектории гиперциклов. Благодаря виртуальным экспериментам мы можем наблюдать появление новых вариантов, давление отбора, действующее на систему, и диверсификацию молекулярных видов. В этом разделе представлены тематические исследования и результаты моделирования, которые проливают свет на эволюционную динамику гиперциклов.

Проблемы и будущие направления
Область моделирования эволюции гиперциклов сталкивается с рядом проблем и ограничений. В этом разделе мы обсудим сложность моделирования реалистичных биохимических систем, выбор подходящих параметров и необходимость проверки с помощью экспериментальных данных. Кроме того, мы выделяем будущие направления, такие как интеграция генетических алгоритмов и подходов машинного обучения в моделирование гиперциклов.

Последствия и приложения
Понимание эволюции гиперциклов имеет глубокие последствия для нашего понимания ранней жизни и динамики биологических систем. В этом разделе обсуждается более широкое значение моделирования гиперциклов, включая приложения в синтетической биологии, открытии лекарств и разработке искусственной жизни.

Заключение
Компьютерное моделирование стало мощным инструментом для изучения эволюции гиперциклов и выяснения принципов, определяющих динамику ранней жизни. Комбинируя математическое моделирование с вычислительными методами, мы получаем ценную информацию о появлении, диверсификации и стабильности самовоспроизводящихся систем. Будущие достижения в методологиях моделирования и интеграция экспериментальных данных еще больше улучшат наше понимание увлекательного путешествия от простых молекулярных взаимодействий к сложности жизни.

В заключение, компьютерное моделирование гиперциклической эволюции дает представление о процессах, сформировавших раннюю жизнь на Земле. Благодаря вычислительной мощности мы можем раскрыть секреты взаимодействия между молекулами, репликации и давления отбора. Постоянно совершенствуя наши модели и алгоритмы, мы приближаемся к разгадке происхождения жизни и получаем ценную информацию о фундаментальных принципах, лежащих в основе биологических систем.

Alexeyy

Цитата: Panteley_nt от мая 26, 2023, 18:27:44
Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 10:52:31А кто пробовал?
Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 10:52:31А кто такое моделирование делал?
Такой информации полно в интернете. На пабмед, к примеру поискать статьи о гиперциклах не пробовали?
Не пробовал. Странно: на русском мне, почему-то ничего не попадалось про это. Моделировали на компьютере что ли в смысле компьютер решал физические уравнения, соответствующие взаимодействию молекул/атомов?

Panteley_nt

Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 10:52:31Имеете в виду чисто абстрактное фрактальное моделирование, которое делаете Вы и имели в виду под средой эти фракталы?
Здесь нужно рассматривать фракталы не как абстрактные изображения, а как универсальный процессуальный язык природы. Или даже способ познания реальности. Это не мое мнение, а основание синергетики.

Alexeyy

Согласен с тем, что это - своего род универсальный язык природы. Но я не понял, что Вы имели в ввиду и о чём спросил в сообщении номер 48.

Panteley_nt

Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 18:46:27Но я не понял, что Вы имели в ввиду и о чём спросил в сообщении номер 48.
Я не настаиваю на перемещении гиперциклов во фрактальный, развертывающийся реактор, но здесь есть, что обсудить.

Alexeyy

Да я вообще, пока, не очень понял о чём Вы говорите (и не спорю). Например, что такое развивающийся фрактальный реактор. Я же подробно уточнил свой вопрос в 48 сообщении.

Panteley_nt

Цитата: Alexeyy от мая 26, 2023, 19:12:07Например, что такое развивающийся фрактальный реактор
Все очень просто: энергетическое воздействие (удары волн, электрический разряд или любое другое) вызывает деструкцию минералов, и как следствие, возникновение сетей трещин, полостей, пор, складок и т.д. Но края трещин тоже покрыты трещинками, полости и складки испещерены микрополостями и микроскладками, так же и края пор покрыты микропорами, все это приводит не к привычной нам репликации, но к размножению другого рода, немного напоминающему почкование. Но почки, едва начав образовываться, уже покрываются микропочками, а те, в свою очередь, еще меньшими, но все это фрактальное многообразие растет, так как трещинам и полостям свойственно увеличиваться в размерах. Если Вы не можете этого представить, Вы не понимаете сути фрактальности. Кстати, нейросети рисуют фракталы неправильно, самоподобие там отсутствует. Видимо не понимают их сути.))) Не знаю, может, здесь нужно особое самоподобное вИдение, которое приходит не сразу. В книге "Фрактальная семиотика" В.В.Тарасенко, говорится о слепых пятнах, препятствующих правильному восприятию. Не исключаю, что здесь нужны специальные тренировки, как в случае с кубами Хинтона. К тому же, бОльшая часть фракталов не содержит выраженного самоподобия. Выложу видео, где все наглядно и органично.

Panteley_nt

Что думает наш неутомимый помощник о последнем сообщении?
В отрывке подчеркивается увлекательная связь между энергетическим воздействием и образованием сетей трещин, полостей, пор и складок в минералах. Эти естественные процессы способствуют возникновению фрактальных узоров, которым свойственны самоподобие и замысловатое разнообразие. Автор предполагает, что это фрактальное разнообразие скорее напоминает форму репродукции, напоминающую почкование, чем традиционную репликацию.

Разрушение полезных ископаемых энергетическими воздействиями, такими как удары волн или электрические разряды, инициирует каскад структурных изменений. По мере того, как минералы испытывают эти воздействия, в них образуются сети трещин и полостей, которые служат каналами для перераспределения энергии и вещества. Интересно, что края этих трещин, как и поверхности полостей, не однородны, а имеют свой причудливый узор из микрополостей, микроскладок и микропор. Этот рекурсивный характер роста фракталов приводит к постоянному расширению и усложнению структуры минерала.

Фрактальность, как описано в отрывке, является фундаментальной концепцией для понимания самоподобной природы природных явлений. Он представляет собой свойство, при котором сложные паттерны возникают в разных масштабах, демонстрируя сходные структуры и поведение. Автор подчеркивает, что нейронные сети неадекватно представляют фрактальность, поскольку они часто не могут уловить истинную суть самоподобия. Это говорит о том, что для полной оценки и понимания фрактальных паттернов необходима особая форма самоподобного видения, которая может потребовать специальной подготовки или понимания восприятия.

Ссылка на «Фрактальную семиотику» В.В. Тарасенко подчеркивает наличие слепых зон, препятствующих правильному восприятию фракталов. Эти слепые пятна могут помешать людям полностью понять глубину и сложность фрактальных структур. Этот отрывок указывает на возможность того, что для более глубокого понимания и оценки фрактальности может потребоваться специализированное обучение, подобное концепции кубов Хинтона.

Стоит отметить, что, хотя многие фракталы обладают ярко выраженным самоподобием, есть случаи, когда это свойство менее заметно. Фракталы бывают разных форм и уровней сложности, начиная от замысловатых рекурсивных паттернов и заканчивая более нерегулярными и фрагментированными структурами. Распознавание и интерпретация этих разнообразных фрактальных паттернов способствует более глубокому пониманию мира природы и присущей ему сложности.

В заключение в отрывке подчеркивается связь между энергетическим воздействием, образованием сетей трещин и полостей и появлением фрактальных узоров в минералах. Это предполагает, что это фрактальное разнообразие представляет собой форму воспроизводства, близкую к почкованию. Обсуждение ограничений нейронных сетей в улавливании истинного самоподобия и необходимости специализированного обучения подчеркивает сложную природу фрактальности. Изучение фракталов и их разнообразных проявлений расширяет наше понимание мира природы и подчеркивает сложность ее структур и процессов.

Panteley_nt

То есть уместно бы было говорить не о репликации репликаторов, а о генерации генераторов, что, согласитесь, совершенно меняет суть дела. От геноцентрированной гипотезы, мы переходим к теории, где воспроизводство уже существует, и не может выродиться, пока все минералы не пререработаны эррозией, а информационные агенты, ( также известные как протогены), могут встраиваться в него, образуя зачатки биоразнообразия.
Заявление предполагает изменение точки зрения на фундаментальные процессы, лежащие в основе возникновения жизни. Вместо того, чтобы сосредоточиться исключительно на репликации репликаторов, автор предлагает рассматривать генерацию генераторов как ключевое понятие, меняющее суть дела. Этот переход от гипотезы, ориентированной на гены, к более широкой теории подчеркивает существование воспроизводства и его связь с обширной эрозией полезных ископаемых. Более того, интеграция в этот процесс информационных агентов, называемых протогенами, рассматривается как катализатор формирования зачатков биоразнообразия.

Традиционная геноцентричная гипотеза, оказавшая влияние на понимание механизмов наследования и эволюции, уделяет большое внимание репликации генетического материала. В нем подчеркивается роль генов как первичных единиц наследственности и основное внимание уделяется их передаче из поколения в поколение. Однако предложение сместить акцент на создание генераторов открывает новую перспективу. Этот сдвиг означает, что фундаментальный процесс воспроизводства выходит за рамки репликации генетического материала и охватывает более широкий спектр явлений.

Признавая значение эрозии в данном контексте, автор подчеркивает роль энергетического воздействия в формировании окружающей среды и создании условий для возникновения жизни. Разрушение полезных ископаемых при различных энергетических воздействиях, таких как удары волн или электрические разряды, приводит к образованию сетей трещин, полостей и складок. Эти структуры служат основой для последующей интеграции протогенов, выступающих информационными агентами.

Термин «протогены» относится к объектам, которые обладают способностью переносить и передавать информацию. Эти агенты рассматриваются как важнейшие компоненты в генерации генераторов и инициации репродуктивного процесса, выходящего за рамки простого генетического воспроизведения. Интеграция протогенов в систему предполагает наличие механизма передачи информации, способствующего развитию рудиментарного биоразнообразия.

Концепция генерации генераторов подразумевает продвижение к повышенной сложности и разнообразию. Это предполагает, что за счет интеграции протогенов и непрерывной эрозии минералов репродуктивный процесс становится более сложным и многогранным. Эта более широкая перспектива бросает вызов представлению о воспроизведении как единственной движущей силе возникновения и эволюции жизни. Вместо этого он подчеркивает динамическое взаимодействие между энергетическим воздействием, эрозией, информационными агентами и разнообразием форм жизни.

Эта альтернативная теория подчеркивает сложную взаимосвязь между геологическими процессами и возникновением жизни. Это предполагает, что геологическая динамика Земли, включая эрозию и образование трещин и полостей, играет решающую роль в создании условий, необходимых для развития жизни. Интеграция протогенов в эту систему означает поворотный шаг к развитию биоразнообразия и последующему усложнению форм жизни.

Важно отметить, что эта альтернативная теория существенно влияет на наше понимание происхождения и природы жизни. Он бросает вызов традиционным представлениям, основанным на геноцентрической гипотезе, и открывает возможности для изучения взаимосвязей между геологическими процессами, передачей информации и появлением разнообразия жизни. Необходимы дальнейшие исследования и исследования, чтобы изучить и подтвердить концепции, представленные в этой теории.

В заключение, предложение сместить акцент с репликации репликаторов на создание генераторов представляет собой новый взгляд на возникновение жизни. Этот сдвиг подчеркивает роль эрозии, энергетического воздействия и интеграции информационных агентов (протогенов) в формировании рудиментарного биоразнообразия. Признавая динамическое взаимодействие между геологическими процессами, передачей информации и разнообразием форм жизни, эта альтернативная теория расширяет наше понимание фундаментальных процессов, лежащих в основе происхождения жизни. Дальнейшее изучение этих концепций будет способствовать продолжающемуся поиску разгадки тайн возникновения и эволюции жизни.

Alexeyy

Необычный взгляд. А что имелось в виду под успешной эволюции гиперциклов в компьютерных симуляциях - не уточните?

Panteley_nt

Например https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18694761/

Гиперциклы - это системы интеграции информации, которые, как считается, преодолевают информационный кризис добиотической эволюции, обеспечивая сосуществование нескольких коротких шаблонов. Для несовершенной репликации шаблона мы получаем простое выражение для максимального числа различных шаблонов n(m), которые могут сосуществовать в гиперцикле, и показываем, что оно является убывающей функцией длины L шаблонов. В случае высокой точности репликации мы находим, что произведение n(m)L стремится к постоянному значению, ограничивая тем самым информативность гиперцикла. Сосуществование шаблонов достигается либо в виде стационарного равновесия (устойчивой неподвижной точки), либо в виде устойчивой периодической орбиты, в которой суммарная концентрация функциональных шаблонов отлична от нуля.