Неодарвинизм под вопросом

[Игорь Антонов]

Мелкомягкие исходят слюной от зависти - полигоны с многомиллионными тиражами промежуточных моделей

А я думаю, что мелкомягкие могут спать спокойно. Детерминированные автоматы вкупе с рандомизаторами не составят конкуренции даже их пресловутой продукции и даже на многомиллиардных пробных тиражах,  какой  бы сверхразум там на кнопочку ни нажимал.

[Alexy]

Ещё механизм ускорения: гены регулируют гены. Это означает, что гены не образуют одноранговое множество. Среди них есть иерархия. Некоторые гены управляют целыми блоками других генов, а сами, в свою очередь, входят в состав блоков ещё более высокого порядка. Ситуация как в программировании. Сперва писали на Ассемблере -- это было на заре эволюции. Потом придумывали языки всё более и более высокого уровня -- это происходило позже. Программист на языке высокого уровня может одной закорючкой кардинально изменить программу, значительно её улучшить. Потому что он включит или перенастроит целый крупный модуль. Так же и мутация в регуляторном гене может перенастроить работу целого ансамбля генов и дать резкое положительное изменение.

Вероятность того, что мутация в регуляторном гене даст резкое положительное изменение очень мала ( если мутации по всей длине гена генерируются с одинаковой частотой).

[Рома]

А я думаю, что мелкомягкие могут спать спокойно. Детерминированные автоматы вкупе с рандомизаторами не составят конкуренции даже их пресловутой продукции и даже на многомиллиардных пробных тиражах,  какой  бы сверхразум там на кнопочку ни нажимал.

Да? А между тем, проги, созданные при помощи генетических алгоритмов вполне нормально решают многие задачи, причём более эффективно, чем непосредственно созданные трудом программистов. Ну а роль генетических алгоритмов в настройке нейросеток - вообще отдельная песня.
Для начала: http://www.cs.sandia.gov/opt/survey/ea.html

[Alexy]

Рома, я не очень понял, что Вы тут имеете в виду под локальным оптимумом?

"Скажем, для отшлифовки 1024-нуклотидного гена до уровня локального оптимума при простом бинарном делении с мутацией в каждом поколении и постоянном движущем отборе - 20 поколений. Это, имхо, тот самый минимум для организмов не имеющих механизмов обмена генетическим материалом и полового размножения. У нас же эволюция протекает быстрее и эффективнее."

[Рома]

Рома, я не очень понял, что Вы тут имеете в виду под локальным оптимумом?

Одним из способов решения NP-трудных задач является применение метода локального поиска, когда заранее выбранное множество локальных преобразований используется для последовательного улучшения начального решения до тех пор, пока это улучшение возможно, в противном случае оказывается достигнутым локальный оптимум, который нередко является оптимальным решением.

[DNAoidea]

Вероятность того, что мутация в регуляторном гене даст резкое положительное изменение очень мала ( если мутации по всей длине гена генерируются с одинаковой частотой).

Так-так, если этот ген сотоит из 200 аминокислот, и замена одной из них снижает сродство данного регулятора к некому энхансеру, и при этом у организма шея начинает рости быстрее, чем всё остальное, то я что-то не вижу тут мста для низкой вероятности. Если для подобного эффекта нужно, допустим пять изменений, то такое место есть, но если хотя бы три из этих изменеий без двух других нейтральные, а одно само пос себе слабовредное, то шансы возрастают многократно, посольку четыре из пяти мутаций будут гулять по популяции, а если к делу подключится внутригенный кроссинговер, то будет совсем хорошо, а ежели у нас сразу за этим геном будет его же псевдоген и неравный кроссинговер произойдёт между геном и псевдогеном, то может оказаться, что мутаций будет сразу много - и всё это с достаточно высокой вероятностью. А ещё мутации могут быть в регуляторных не генах, а участках, и там для кроссинговер проблем особо нет, и участки значительно короче - поскольку не требуется пространственной организации, как в белки (ну почти не требуется). Ещё есть транспозоны, которые могут впихиваться в середину гена, а может и притащут экзон какого другого гена даже. Кроме того, видимо, частоты мутаций на разных участках генома не одинаковы и зависят от активности систем репарации. Так что есть много способов чтобы обойти медлительные точечные мутации.
Имперор - про то, что ничтожно мало шансов "улучшить" или "сделать" активный белок, вы уже где-то писали ("Жизнь на Марсе"?, а может другая какая тема), и там ваши аргументы подверглись критике.

[Игорь Антонов]

А я думаю, что мелкомягкие могут спать спокойно. Детерминированные автоматы вкупе с рандомизаторами не составят конкуренции даже их пресловутой продукции и даже на многомиллиардных пробных тиражах,  какой  бы сверхразум там на кнопочку ни нажимал.

Да? А между тем, проги, созданные при помощи генетических алгоритмов вполне нормально решают многие задачи, причём более эффективно, чем непосредственно созданные трудом программистов. Ну а роль генетических алгоритмов в настройке нейросеток - вообще отдельная песня.
Для начала: http://www.cs.sandia.gov/opt/survey/ea.html

Рома, чукча не читатель...   Я знаю, что такое генетические алгоритмы, я и сам их писал.  Что касается продукции мелкомягких - так это мимо. Несколько десятков операторов, связанных в упорядоченный алгоритм, уже будут для миллиардов вариантов рандомизации этого ряда лишь предметом закономерного нарушения его целостности и упорядоченности. Что тут говорить о тысячах строк кода.  "Случайность + отбор" в технических приложениях - не модель синтеза сколько-нибудь сложной системности, тем более - иерархической. Модель ли это для синтеза  биологической системности? Ответ "да", конечно, привычен, но обоcнован ли он чем-то весомым?

[DNAoidea]

Ответ "да", конечно, привычен, но обоcнован ли он чем-то весомым?

Да - мутациями и отбором.
В технических приложениях если пытаться сделать что-то с нуля - то тут возникает два существенных отличия от природы: в природе в отличае от техники нет поставленной изначально внешней цели - то есть алгоритьм должен что-то делать, а не только плодить самого себя, во-вторых времени если говорить именно с нуля, то у эволюции было в запасе достаточно много, а также широкое поле действий. Эволюционный процессы, происходящие ныне, даже такие крупные как появление многоклеточных животных начинались уже с очень и очень серьёзной базы.

[Игорь Антонов]

Ответ "да", конечно, привычен, но обоcнован ли он чем-то весомым?

Да - мутациями и отбором.

DNAoidea, вы лишь повторяете известный тезис, а  я спрашиваю про весомые его обоснования. Из известных свойств мутаций  ещё не следует, что они могут  конструктивно преобразовывать биологическую организацию. Это надо доказать, а не декларировать.

В технических приложениях любой эволюционный шаг, затрагивающий структуру,  сопряжён с комплексной согласованной реорганизацией ряда элементов. Через рандомизацию существующей системы просто нет пути к преобразованию такого рода. Миллиарды миллиардов мутаций, приложенных к "Блокноту" не помогут ему сделать  один шаг к Winword-у.

У мутации  нет свойства  закономерно порождать новую системность даже при отсутствии ограничений на число испытаний. Появление же новой биологической организации - процесс по факту закономерный, из этих событий состоит вся вертикальная эволюция,  но этот процесс не является закономерным следствием  сочетания случайных мутаций с отбором. В этой  цепочке,  как минимум, есть отсутствующие звенья.

[Рома]

В технических приложениях любой эволюционный шаг, затрагивающий структуру,  сопряжён с комплексной согласованной реорганизацией ряда элементов. Через рандомизацию существующей системы просто нет пути к преобразованию такого рода.

Кажется, я понял, что Вас смущает. Эволюция идёт в основном от простого к сложному, от примитивного существа к более сложному, причём зачастую началом этого усложнения является простая дупликация того или иного гена или группы их. Организмы потихоньку усложняются, а затем слишком сильно усложнившиеся - вымирают.

У мутации  нет свойства  закономерно порождать новую системность даже при отсутствии ограничений на число испытаний.

Гм. Ну смотря что считать "новой системностью". Удвоение гена - новая системность? А изменение одного из этих двух генов? Была бактерия с одним ферментом - стало их два, и появилась возможность освоить новый субстрат. Это новая системность? Или жила была себе прокариота, жрала других прокариот, а тут мутация - и некоторые из сожранных прокариот не перевариваются. А ещё одна группа паразитировала на соседях. Те кто слишком круто хозяина жрал - гибли вместе с ним, а вот у других мутации были такие, что сильно жрать хозяев не могли, и в конце концов даже пользу стали приносить... Вот такой симбиоз - это новая системность?

[Игорь Антонов]

У мутации  нет свойства  закономерно порождать новую системность даже при отсутствии ограничений на число испытаний.

Гм. Ну смотря что считать "новой системностью". Удвоение гена - новая системность? А изменение одного из этих двух генов? Была бактерия с одним ферментом - стало их два, и появилась возможность освоить новый субстрат. Это новая системность? Или жила была себе прокариота, жрала других прокариот, а тут мутация - и некоторые из сожранных прокариот не перевариваются. А ещё одна группа паразитировала на соседях. Те кто слишком круто хозяина жрал - гибли вместе с ним, а вот у других мутации были такие, что сильно жрать хозяев не могли, и в конце концов даже пользу стали приносить... Вот такой симбиоз - это новая системность?

Новая системность - появление в целостной системе (организме) специфичной подсистемы (совокупности упорядоченно взаимодействующих элементов, выполняющих новую функцию). Например, появление жгутика у бактерий. Статью В.П.Скулачева мы здесь как-то уже обсуждали. Но не только это, а вообще - любая эволюционная  дифференциация, увеличение числа и усложнение структуры разнородных функциональных элементов "структурной схемы" организма - это новая системность. На этом явлении выстроена вся вертикальная эволюция. И вопрос о реальном механизме такой дифференциации структур до сих пор открытый. Декларации о соответствующих потенциях мутаций голословны.  Где факты?

Что касается симбиоза -  это  да. Здесь новая системность в силу относительной автономности достаточно сложных объектов, образующих новое целое, гипотетически может складываться случайно. Если объясните всю вертикальную эволюцию через цепочку симбиозов - партия ваша.

[Imperor]

Imperor
Можно ли где-то прочесть Вашу статью?

Вот здесь. Только что вывесил, вместе с другой статьей на ту же тему.
http://www.paleo.ru/forum/viewtopic.php?t=1023&start=435&sid=835713af310066b95ad2cac2ed5c074a

У мутации нет свойства закономерно порождать новую системность даже при отсутствии ограничений на число испытаний.

Пожалуй, одним из самых ярких примеров, показывающих, насколько склонна материя "умножать информацию", является феномен дрейфа генов  

Имперор - про то, что ничтожно мало шансов "улучшить" или "сделать" активный белок, вы уже где-то писали ("Жизнь на Марсе"?, а может другая какая тема), и там ваши аргументы подверглись критике.

Да, именно в этой теме я об этом и писал. Но нормальной критики, к сожалению, не увидел. В основном, вся критика сводилась к следующим аргументам:
1. Сколько можно толочь в ступе эту "невероятность"! Оскомина уже от этих доводов на зубах...
На это можно скромно возразить - из того, что "оскомина на зубах уже от этих доводов" совсем не следует, что эти доводы надо игнорировать. Разве игнорировать факты, не укладывающиеся в картину - это научно?
2. Простые математические рассчеты здесь не катят... [это вторая "критика", которую я услышал]...
В ответ на этот вопрос я скромно спросил - почему не катят? А в ответ тишина... и даже ни одной ссылки... правда e-note ссылку на какого-то странного типа с откровенными логическими ошибками в тексте привел... да и та ссылка не по данному конкретному вопросу, а вообще...  
У меня ощущение, что "профессионалы" сговорились... Вот поехала моя знакомая в Германию, передала общий смысл моей статьи какому-то эволюционному "гуру"... Гуру ответил - да, такая точка зрения существует, но есть много других рассуждений, которые говорят об обратном... Т.е., как я понял, Гуру тоже игнорирует тему вероятности - т.е., определенные факты, конечно, упрямы, но есть другие мнения на этот вопрос, вытекающие из других фактов   Таким образом, некоторые биологи молча (ибо громко об этом говорить  стыдно) подозревают теорию вероятности в ошибочности.
Ну так разбейте эту теорию плиз! В чем проблема то?
Значит, когда мы работаем с другими биологическими объектами, то математическая обработка материалов очень даже приветствуется... а как только мы говорим, что ферменты не могли появиться на свет случайно - это математически невероятно... так математика сразу отбрасывается куда подальше.
Единственное конструктивное предложение, по-моему, высказал в той ветке комбинатор - о множественности вариантов возможных ферментов (как следствие, резкое увеличение вероятности). Эта мысль показалась мне интересной. Поэтому я ее обыграл в своей статье. В итоге вероятность всё равно осталась печальной.
Одно могу сказать точно - если и была эволюция ферментов методом случайного тыка, то она была только у бактерий. В тот далекий "бактериальный" период жизни и родились все ферменты. Все эукариоты вместе взятые не смогли бы породить случайный фермент по определению. Я уже молчу о многоклеточных эукариотах.
Но и с бактериями, новые ферменты порождающими - тоже БОЛЬШАЯ проблема.

[Dims]

В рамках вашей интерпретации  сосуд с газом, термодинамическое состояние которого не изменяется,  просто захлёстывают бурные потоки информации.

Смотря в какой модели и на каком уровне. С точки зрения классической механики и на уровне молекул-шариков, движение детерминированно, а поэтому никакой новой информации не возникает.

Вы можете и так считать, пожалуйста, но только надо чётко осознавать при этом, что эта информация не имеет ничего общего с информацией конструктивной, созидательной, организующей.

Созидательность и конструктивность -- это уже оценка характера информации, а не её количества.

Пенроуз в "Тенях разума" показывает, что характерное поведение недетерминированных физических систем воспризводимо  полностью детерминированной системой, включающей генератор псевдослучайной последовательности с периодом, превышающим время наблюдения за системой.

Ну, возможно.

Следовательно, закономерности эволюции физических систем, управляемых  "жалким детерминизмом" и  случайностью, в принципе воспроизводимы полностью  детерминированной системой.

Собственно говоря, это тривиальное утверждение. Действительно, всю эволюцию можно просто записать на киноплёнку (или голографический проектор) и тогда будет происходить то же самое, что происходило, только детерминированно.

[Игорь Антонов]

В рамках вашей интерпретации  сосуд с газом, термодинамическое состояние которого не изменяется,  просто захлёстывают бурные потоки информации.

Смотря в какой модели и на каком уровне. С точки зрения классической механики и на уровне молекул-шариков, движение детерминированно, а поэтому никакой новой информации не возникает.

Но если биологические мутации в той же мере  воспроизводимы на уровне детерминированных корпускулярных моделей, как и якобы случайное движение  молекул в сосуде с газом, то  и при таких мутациях  по вашей же логике никакой новой информации не возникает. Чего тогда стоит ваше противопоставление животворящей случайности косному детерминизму?
И если генетический алгоритм находит решение некоторой задачи, используя детерминированный генератор псевдослучайной последовательности,  тогда в результате его работы  тоже никакой новой информации не возникает?  
Так?

Вы можете и так считать, пожалуйста, но только надо чётко осознавать при этом, что эта информация не имеет ничего общего с информацией конструктивной, созидательной, организующей.

Созидательность и конструктивность -- это уже оценка характера информации, а не её количества.

Достаточно широко обсуждаемой и утверждаемой становится та точка зрения, что информация как феномен вообще существует лишь в рамках и в контексте конструктивной деятельности. Такую точку зрения на информацию, которую ещё три с половиной года назад излагали и защищали Анатолий Москвитин и я, теперь обосновывают учёные из Института прикладной математики РАН в  журнале "Информационные процессы". См. "Фундаментальное значение информатики в современной научной картине мира" Н.А.Кузнецов, О.Е. Баксанский, Н.А. Гречишкина ( ТОМ 6 № 2 2006)

[DNAoidea]

Имперор, я дублирую своё сообщение здесь и стираю там - тут ему больше места.

Но и с бактериями, новые ферменты порождающими - тоже БОЛЬШАЯ проблема.

2. Простые математические рассчеты здесь не катят... [это вторая "критика", которую я услышал]...
В ответ на этот вопрос я скромно спросил - почему не катят? А в ответ тишина... и даже ни одной ссылки... правда e-note ссылку на какого-то странного типа с откровенными логическими ошибками в тексте привел...

Бактерии не порождают новые белки - они их только модифицируют, подгоняя или под новые антибиотики или под их высокие концентрации, а такого плана белки гуляют в плазмидах почвенных бактерий. (Кстати пока я этого не знал гены устойчивости к антибиотикам ставили меня тоже в тупик). Во-вторых, белок не работает по приныпу +/- : и белок имеющий активность может её иметь, скажем 10% от нормальной, но будет фиксироваться, что активность есть, и с другой стороны белок имеющий 0.1% или даже 1% активности будет определятся как неактивный. Кроме того, посмотрите в Pfam по какому-нибуть семейству белков на то какими разными могут быть последовательности амнокислот в белках делающих одно и тоже, но относящихся к разным организмам, и как мало иногда бывает абсолютно стабильных аминокислот. В белках важна не последовательность, а консензус, и он может быть достаточно широким - именно это делает подсчёт вероятностей и возможных вариантов неверным. Надо считать от количества вариантов, входящих в консенсус. Но и это не всё - ген не возникает de novo в наши времена - времена когда такое было уже давно прошли, и тогда (это был этап зарождения жизни) темпы метаболизма и, что главное, точность процессов была намного ниже, чем сейчас - потому как просто не было "известно" активных консензусов и работали иные - более широкие и потому куда более вероятные, но как только некий белок попадал в некий узкий консензус (и более активный) он уже не мог оттуда выпасть, потому как отбор отсеивал тех кто выпадал - из-за конкуренции. Таким образом всё, что нам надо - это чтобы появился белко, который обладает активностью отличной от нулевой может быть и очень низкой и той, которая будет признана сейчас как нечто неработающие совершенно. Дальше белок будет двигаться к более узким и более активным консенсусам, возможно, конечно, что на всём поле возможностей островов, дающих ненулевую активность много, но тогда иные отсеятся или примут на себя иные функции - толком, насколько я понимаю, не решался вопрос существовл ли ген-пердок всех генов (я больше склоняюсь к тому, что нет - то есть всё пошло от нескольких "островов"). И есть ещё один момент - видимо активности первых белков начинались с простого связывания субстратов - при этом повысится его концентрация и уже будет ускорение реакции. Связывание вещества может быть достигнуто с химической точки зрения и очень небольшими по длинне полипетидами или даже полинуклеотидами (вспомните неспецифическое связывание белков и ДНК), поэтому не нужно считать вероятность беря полимеры в длинну сотни амнокислот - начиналось всё наверняка со значительно меньших отрезков. Ну и пошло уже всё дальше, отрезки росли, сливались с другими, удваивлись и т. д. В наши времена "новый" ген в процессе эволюция - это всегда модификация старого. И порой чтобы перейти от одной функции к другой больших замен и не надо - инче бы у нас должно было бы быть не 25 - 30 тыс. генов, а куда больше.

У мутации нет свойства закономерно порождать новую

У мутаций нет, но у отобранных мутаций и наслоённых друг на друга в результате этого есть.
А что имеется под этим:

Появление же новой биологической организации - процесс по факту закономерный, из этих событий состоит вся вертикальная эволюция,

В виду? Почему закономерный? Что это значит?

но этот процесс не является закономерным следствием сочетания случайных мутаций с отбором. В этой цепочке, как минимум, есть отсутствующие звенья.

Какие именно? Димс, уже довольно подробно это объяснял.

Декларации о соответствующих потенциях мутаций голословны. Где факты?

А чем вас не устраивает дупликация генов?