Неодарвинизм под вопросом

[Игорь Антонов]

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?

Если бы эволюция форм жизни не была закономерностью, то она не могла бы быть предметом для науки. Не правда ли? Соответственно, закономерны  и  отдельные эволюционные шажки, реализующие усложнение организации.

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.

Вы знаете, то, что объяснял здесь Димс,  с не меньшим успехом могу объяснить я сам Димсу или Вам. Я же говорил здесь не об этом - не о перечне общих мест, составляющих модель эволюции через отбор, а о проблеме возникновения системных новшеств, которая не решается ни моделью постепенного накопления мелких шажков в неком выигрышном направлении (в технических приложениях это параметрическая оптимизация), ни моделью хаотичных возмущений исходной структуры, возмущений, которые  для сложных систем являются однозначно деструктивными.  Повторюсь, в рамках технических, вычислительных  моделей закономерность системного усложнения по схеме "мутации+отбор" не воспроизводится. Это не дискуссионный вопрос, это  данность, хорошо мне известная. И мне вполне понятно, почему дело обстоит именно так. Следовательно, истинная эволюционная модель  должна в качестве обязательного элемента включать те свойства живого, у которых пока нет математических и технических модельных аналогов. Пока это не так,  в декларируемой модели эволюции  отсутствуют важнейшие  звенья.  

А чем вас не устраивает дупликация генов?

Тем, что дупликация генов сама по себе  не создаёт новых подсистем в организме. И задача возвращается к исходной.

[Dims]

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

Мала, но она больше, чем если бы не было регуляторного гена. Представьте, что мы сравниваем простую глину и конструктор лего. Вероятность того, что из лего получится какое-то осмысленное произведение выше, чем вероятность того, что оно получится из глины. Потому, что лего уже содержит в себе зачатки решений. Естественно, в глине больше свободы. Но никто не мешает расплавить и лего и лепить из него, как из глины.

[Dims]

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?

Тут дело в точности. Если мы фиксируем некую точность, некую ограниченность наших знаний, то некоторые детерминированные на самом деле вещи начинают для нас быть недерминированными, случайными. Важно не прыгать с места на место. Однажды зафиксировав уровень, уже не сходить с него. И тогда разница между детерминированным и недетерминированным не сотрётся.

Фактически, тот детерминированный процесс, который имитирует случайность -- точно так же создаёт информацию, только не в абсолютном смысле, а в смысле, что он реализует ту информацию, которая ранее была нам неизвестна.

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?

Нет. Если мы фиксируем уровень наших знаний, то детерминированный (то есть, теперь это значит "полностью прослеживаемый нами") алгоритм не может ничего нового найти. Всё, что он может найти -- мы и так можем предвидеть. Если же алгоритм находит что-то сверх того, что мы можем предвидеть, то такой алгоритм уже следует называть (в смысле той относительности, о которой я сказал вначале) недерминированным, хотя для какого-нибудь высшего существа он вполне может быть виден, как на ладони.

[Dims]

Повторюсь, в рамках технических, вычислительных  моделей закономерность системного усложнения по схеме "мутации+отбор" не воспроизводится. Это не дискуссионный вопрос, это  данность, хорошо мне известная.

Этого не может быть. Случайность, по определению, означает, что может выпасть ЧТО УГОДНО. Если некая закономерность у Вас не воспроизводится, значит у Вас неслучайные мутации, которые по каким-то таинственным причинам никогда не выпадают в нужном направлении.

Иными словами. Вы можете (должны мочь!) с такой же лёгкостью провести как селекцию по признаку, скажем, засухоустойчивости, так и селекцию по признаку усложнения. Что отбираете, то и получаете.

Закономерность усложнения заложена не в мутациях, а в отборе. По каким-то причинам для успешного выживания нужно усложняться. Это свойство реальности. Жизнь усложняется только поэтому. Это не свойство жизни. Иногда, во многих тактических случаях жизнь упрощается. Когда это выгодно. А когда выгодно усложняться, она усложняется.

Точно так же, как жизнь на поверхности обнаруживает, что в среде есть много солнечных лучей, из которых при помощи фотосинтеза можно извлечь энергию, так же она обнаруживает, что существует пространство усложняющихся конструкций, в котором можно двигаться для лучшего выживания.

Представьте себе, что кто-то поставил себе целью смоделировать возникновение фотосинтеза. Но не учёл в своей модели наличие света. Допустим, он сидит на абсолютно тёмной планете и удивляется, что жизнь у него не изобретает фотосинтез. И говорит, что фотосинтез возник вовсе не благодаря мутациям и отбору, так как его модель показало, что мутации есть, отбор есть, а фотосинтеза нет. Думаю, так же было и в Ваших проверках. Вы не требовали от модели усложнения. Она и не усложнялась.

[Игорь Антонов]

Этого не может быть. Случайность, по определению, значает, что может выпасть ЧТО УГОДНО. Если некая закономерность у Вас не воспроизводится, значит у Вас неслучайные мутации, которые по каким-то таинственным причинам никогда не выпадают в нужном направлении.

Вы знаете, Dims, случайность подчиняется своим законам. Статистическим. И если среднее время ожидания некоторого случайного события, для которого нет физических запретов,  превышает время существования Вселенной, то это событие в рамках рассмотрения закономерностей, характерных для данной  Вселенной,  может считаться физически нереализуемым. Как например, то, что миллиарды молекул в сосуде с газом соберутся в одной его половине. Вы утверждаете, что может выпасть "ЧТО УГОДНО". Как насчёт этого? И как насчёт теории, которая будет построена на допущении, что "Иногда, очень редко, когда никто этого не видит, они всё-таки там собираются" ?  

Иными словами. Вы можете (должны мочь!) с такой же лёгкостью провести как селекцию по признаку, скажем, засухоустойчивости, так и селекцию по признаку усложнения. Что отбираете, то и получаете. Закономерность усложнения заложена не в мутациях, а в отборе.

Dims, системное усложнение - не некий признак,  по которому можно вести или не вести отбор. Я уже говорил, что не надо пересказывать мне общеизвестные постулаты об эволюции через отбор. Я хорошо их знаю. И я пояснил выше, в чём состоят их проблемы.

Как один из примеров, о  чём идёт у меня речь - процесс диминуции хроматина.

А.К.Гришанин, А.К.Шеховцов, Т.В.Бойкова, А.П.Акифьев, И.Ф.Жимулев, "ПРОБЛЕМА ДИМИНУЦИИ ХРОМАТИНА НА РУБЕЖЕ XX И XXI ВЕКОВ", "цИТОЛОГИЯ", ТОМ 48, 5-2006, с.379-396":
"В заключение мы должны отметить,что такой сложный многоэтапный процесс, как диминуция хроматина, в частности у аскарид, циклопов и простейших, не мог возникнуть путем постепенного накопления микромутаций. ДХ как таковая должна была возникнуть сразу и в законченном виде. В этом отношении ДХ сравнима с такими эволюционными событиями, как вылет первой птицы из яйца рептилий, возникновение глаза позвоночных, сложное поведение жука-бомбардира,и с другими бесчисленным событиями,составлявшими эволюцию, но ни в коем случае с популяционными процессами."

По каким-то причинам для успешного выживания нужно усложняться. Это свойство реальности. Жизнь усложняется только поэтому. Это не свойство жизни. Иногда, во многих тактических случаях жизнь упрощается. Когда это выгодно. А когда выгодно усложняться, она усложняется.

Dims, с такого уровня доводами можно в цирке выступать.

[Alexy]

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.

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.

Вы считаете, что при эволюции белков или целых живых организмов может применяться какой-то из методов локального поиска?
И если можно, поясните, почему он дает результат за 20 поколений?

[DNAoidea]

Игорь Антонов - я понял, что ваши аргументы сводятся к тому, что появление нненулевой активности вы представляете себе как аналогию того, что молекулы газа должны собраться в одной половине сосуда и шансы на то сремятся к нулю. Если бы это было так, то техники ни DNA shafling ни Error prone PCR не давали бы ничего (они в купе с методикой "эволюция в пробирке" используются для построения высокэффективных ферментов), но тем нее менее это не так. И я жуе в сообщении адресованым Импрору писал как это может быть. Также, как и писал Димс, про лего, новые ферменты не возникают на пустом месте - пример отдельные механизмы, использующиеся в нервной системе имеются и у тех, у кого таковой нет, и эволюция больше играет в лего, чем лепит из глины (последнее тоже имеет место,н о скромное), кроме того, именно регуляторные гены могут давать новые системы, если при изменения их самих происходят изменения и в генах, отвественых за более "мелкие" функции: если брать ту же нервную систему то не в ней первой появилось узнавание клеток, и понятно, что не в ней первой была регуляция мембранных потенциалов, просто оно всё благодаря генам-регуляторам собралось в единную систему и получилась нервная.

Если бы эволюция форм жизни не была закономерностью, то она не могла бы быть предметом для науки. Не правда ли? Соответственно, закономерны и отдельные эволюционные шажки, реализующие усложнение организации.

Не правда. Случайные процессы и процессы построеные на случайности также подверженны анализу, как и другие. Из случайности вытекает то, что едва ли может быть исчерпывающие объяснение почему в окраске адмирала преобладают красные и чёрные цвета, а репейницы - оранжевые, но может быть объеянено, почему у насекомых шесть ног, а у Позвоночных четыре - хотя изначально то и другое базировалось на случайных чертах, просто число ног и условия их формирования больше подверженны физическим законом и потому можно сказать, почему иные формы отсеялись (благодаря физическим законам), а формы окраски нет - они просто менее ограничены, нежели ноги.

[Inry]

И если среднее время ожидания некоторого случайного события, для которого нет физических запретов,  превышает время существования Вселенной, то это событие в рамках рассмотрения закономерностей, характерных для данной  Вселенной,  может считаться физически нереализуемым.

Как один из примеров, о  чём идёт у меня речь - процесс диминуции хроматина.

"В заключение мы должны отметить,что такой сложный многоэтапный процесс, как диминуция хроматина, ..., не мог возникнуть путем постепенного накопления микромутаций. ДХ как таковая должна была возникнуть сразу и в законченном виде. В этом отношении ДХ сравнима с такими эволюционными событиями, как вылет первой птицы из яйца рептилий, возникновение глаза позвоночных, сложное поведение жука-бомбардира,и с другими бесчисленным событиями,составлявшими эволюцию, но ни в коем случае с популяционными процессами."

По каким-то причинам для успешного выживания нужно усложняться.

Dims, с такого уровня доводами можно в цирке выступать.

А тут как раз крецинистский цирк и выступает. По полной программе (глаз, жук, птица). Где, кстати, старые фокусы под названием "ССК" и "жгутик"? Какая жалость, их за пару лет спалили дочиста, известны промежуточные фазы, гены и возможные пути развития. У меня подозрение, что новые фокусы построены на точно таких же мошеннических приёмах. Уж больно похожее описание. С птицами уже проблемы, их от прочих динозавров отличить сложно. Всё - перья, цевка, двуногость, лёгочные мешки, теплокровность - уже было.
О, ещё забыли "промежуточное зено" между обезьяном и человекой!

О вероятности -

Посчитайте на досуге вероятность существования Игоря Антонова (что его пра:8 родичи женятся именно на своих половинах, и что их хромосомы рекомбинируются именно таким способом и т.п.). Данное событие, очевидно, абсолютно нереализуемо и невозможно. Вас не может быть. В чём же ошибка?

Вероятность существования конкретного существующего обьекта равна 1. Даже если он совершенно невероятен. Растасуйте карты - получите событие, которое никогда больше не повториться. Статистика здесь неприменима.

Статистика будет играть роль, когда говорится о классе обьектов. Но для этого необходимо знать условия вхождения в данный класс. Пока что имеем один обьект типа "жизнь". Он уже существует. Про то, как могут выглядеть другие "жизни", есть только предположения. В вышеуказанном случае - какие ограничения накладываются на обьект, чтобы он был определён как "тот самый Игорь Антонов"?
Какие именно требуются параметры для того, чтобы белок катализировал ЭТУ реакцию? Пока данное число неизвестно, говорить о вероятностях можно только в демагогическом ключе.

По поводу димунции хроматина (урезании ядерной ДНК в соматических клетках, кто не понял, любовь Игоря к щеголянию терминами известна ещё с ру-атеизма).

К сожалению, диминуция хроматина пока слабо изучена методами молекулярной биологии. Вот почему полное описание всех ее этапов затруднено. Тем не менее с достаточной уверенностью можно говорить о следующих событиях,

1. «Принятие» клеткой программы диминупии хроматина. Отнюдь не случайно у циклопов промежутки до и после диминуционного деления в восемь-девять раз короче, чем предшествующий период.
2. Маркировка последовательностей ДНК, которые должны быть элиминированы, с одной стороны, и которые подлежат сохранению — с другой. Сотни и даже тысячи участков, в которых происходит диминуция хроматина в хромосомах, должны быть приведены в состояние готовности к диминупии одновременно.
3. Разрезание ДНК в маркированных участках.
4. Сшивание неэлиминируемой ДНК в «мини-хромосомы».
5. Образование уникальной по своей структуре мембраны, формирующей гранулу, в которую, как в консервную банку, заключена элиминируемая ДНК
6. Деградация ДНК внутри этих гранул.

Мы опять имеем God in the Gap! Спорим, если не насядут клерикалы, изгоним и этого призрака (если уже не). В частности, процесс очень похож на рабуту репарационного механизма.

В закончении отмечу, что хотя геном фугу укорочен, она великолепно живёт. Почему-то это не принимается как доказательство паразитичности "мусорной" (я написал кавычки) ДНК?

[Рома]

Вы считаете, что при эволюции белков или целых живых организмов может применяться какой-то из методов локального поиска?

Точно. Это один из простейших, но мал-мала эффективных механизмов поиска.

И если можно, поясните, почему он дает результат за 20 поколений?

Ген в 1024 нуклеотида - 2048 бит информации. В случае, если при каждом делении происходит одна мутация, вследствии которой один из дочерних организмов оказывается более или менее приспособленным к условиям, и в каждом поколении только более приспособленный оставляет потомство (вариант движущего отбора), то сколько, по Вашему, потребуется поколений для достижения локального оптимума? Неужели "на много десятков порядков больше"? Разумеется, в реальности ситуация намного сложнее - имеются как факторы замедляющие процесс, так и ускоряющие его, вероятность оставления потомства в разной степени зависит от генетических факторов, да и вообще...

И всё-таки мне бы хотелось ознакомиться с Вашими расчётами...

[Игорь Антонов]

Если бы эволюция форм жизни не была закономерностью, то она не могла бы быть предметом для науки. Не правда ли? Соответственно, закономерны и отдельные эволюционные шажки, реализующие усложнение организации.

Не правда. Случайные процессы и процессы построеные на случайности также подверженны анализу, как и другие. Из случайности вытекает то, что едва ли может быть исчерпывающие объяснение почему в окраске адмирала преобладают красные и чёрные цвета, а репейницы - оранжевые, но может быть объеянено, почему у насекомых шесть ног, а у Позвоночных четыре - хотя изначально то и другое базировалось на случайных чертах, просто число ног и условия их формирования больше подверженны физическим законом и потому можно сказать, почему иные формы отсеялись (благодаря физическим законам), а формы окраски нет - они просто менее ограничены, нежели ноги.

DNAoidea, вы пишете про возможность закрепления  отбором случайно приобретённых черт  форм жизни, а я про то, что наблюдаемым фактом является  закономерность усложнения  организации форм жизни в процесе эволюции и, соответственно, закономерны и отдельные шаги этого процесса. Ваше утверждение не является отрицанием моего.

[Рома]

а я про то, что наблюдаемым фактом является  закономерность усложнения  организации форм жизни в процесе эволюции и, соответственно, закономерны и отдельные шаги этого процесса.

Закономерным является постепенное занятие всего пространства возможных решений, и, соответственно, может идти как по линии увеличения размеров, так и уменьшения их, как по увеличению сложности, так и уменьшению её. Вот те же туникаты - в ходе эволюции упростились дальше почти некуда, и живут припеваючи. Имеет смысл расти в размерах, если выше тебя никого нет, имеет смысл усложняться, если сложнее тебя никого нет.

Надеюсь Вы согласитесь, что занятие всего пространства возможных решений (в том числе и связанных с усложнением) вполне закономерным образом следует из роста, развития, размножения, наследственности и изменчивости...

И всё-таки - сколько, по оценкам Ваших "математиков" надо ангело-часов "программистам господа бога" для того, чтобы написать 20 мб патч к 800 мб программе?

[Alexy]

Сегодня или завтра выложу одну статью.

Представьте, что мы сравниваем простую глину и конструктор лего. Вероятность того, что из лего получится какое-то осмысленное произведение выше, чем вероятность того, что оно получится из глины. Потому, что лего уже содержит в себе зачатки решений. Естественно, в глине больше свободы. Но никто не мешает расплавить и лего и лепить из него, как из глины.

Главное дорстоинство конструктора - это неизменные элементы (детали), которые могут быть использованы много раз в разных комбинациях. В геноме аналогами им могли бы быть не- или слабо мутирующие участки.

[Игорь Антонов]

А тут как раз крецинистский цирк и выступает. По полной программе (глаз, жук, птица)...
 
По поводу димунции хроматина (урезании ядерной ДНК в соматических клетках, кто не понял, любовь Игоря к щеголянию терминами известна ещё с ру-атеизма).
http://arbuz.uz/genom.htm
К сожалению, диминуция хроматина пока слабо изучена методами молекулярной биологии. Вот почему полное описание всех ее этапов затруднено. Тем не менее с достаточной уверенностью можно говорить о следующих событиях...

...Мы опять имеем God in the Gap! Спорим, если не насядут клерикалы, изгоним и этого призрака (если уже не). В частности, процесс очень похож на рабуту репарационного механизма.

Inry, пять "креационистов", а точнее учёных-биологов, цитату из работы  которых Вы коментируете выше, как раз и занимаются уже более десятка лет, прошедших после публикации статьи Акифьева, которую Вы также выше цитируете, дальнейшим уточнением методами молекулярной биологии деталей диминуции хроматина. И Акифьев как раз один из пяти. А то, что их в итоге клонит к креационизму, что я отрицать не буду - так это заслуга таких людей как Вы. Тех, кто всеми силами долгие годы насаждает стереотип "Случайность или смерть", "СТЭ или Бог". В итоге даже у серьёзных учёных в сознании вырабатывается однозначная логическая цепочка: "Если СТЭ окажется несостоятельна, значит Бог всё-таки есть!" А если бы не прятать по страусиному голову в песок, а открыто признавать несовершенство текущего состояния теории и искать пути его  преодоления в рамках науки, глядишь, и биологов, ищущих главные ответы в вере вместо знания, оказалось бы меньше. А так, спасибо пока Шишкину.

[Игорь Антонов]

Надеюсь Вы согласитесь, что занятие всего пространства возможных решений (в том числе и связанных с усложнением) вполне закономерным образом следует из роста, развития, размножения, наследственности и изменчивости...

Нет, не соглашусь.
Есть принцип Больцмана. - "Физическая система под воздействием флуктуаций закономерно и необратимо переходит в своё наиболее вероятное макросостояние" . Не в любое возможное. Если Вы будете подвергать размножению, сопровождаемому случайными  мутациями символов (пока в отсутствие отбора) некий фрагмент текста, например, размером в 1 килобайт,  то через 10000 поколений у вас на выходе будет огромное количество различных вариантов наборов символов, с высокой точностью повторяющих закон распределения вашего мутационного механизма, например равномерный, и никак не упорядоченных. Случайный процесс закономерно трансформирует исходную систему в систему со своими статистическими характеристиками, а не во всё, что угодно и что принципиально возможно. Если вы будете трясти  плоскую банку с миллионом разноцветных  камушков триллионы лет, то там так и не сложатся поочерёдно  портреты всех ваших знакомых. Нет, там будет один и тот же (для наших глаз) триллионнолетний хаос.

Когда вступает в действие фактор отбора, он, конечно,  может уводить систему от энтропийного равновесия. Но к многокомпонентным системам, тем более иерархическим, нет направленного приближения мелкими шажками, нет градиента. Поэтому даже отбор результатов случайных флуктуаций по каким-либо критериям не порождает на выходе такую системность закономерно. Может ли он породить системность случайно? - Да, может. - Но на пустом месте и на небольшом количестве элементов. Но для любой сложившейся функциональной структуры, состоящей, например,  из тысяч элементов, случайность уже - однозначный враг существующей  системности и ничего более.

И всё-таки - сколько, по оценкам Ваших "математиков" надо ангело-часов "программистам господа бога" для того, чтобы написать 20 мб патч к 800 мб программе?

Ангелам, видимо, наше время пофиг. Так что - нуль. Но это, если  "божественную силу"  задействовать.
А вот если им позволить действовать только через "случай + божественный отбор" - тогда, боюсь, не справятся  вообще, надорвутся бедолаги.

[DNAoidea]

Когда вступает в действие фактор отбора, он, конечно,  может уводить систему от энтропийного равновесия. Но к многокомпонентным системам, тем более иерархическим, нет направленного приближения мелкими шажками, нет градиента. Поэтому даже отбор результатов случайных флуктуаций по каким-либо критериям не порождает на выходе такую системность закономерно. Может ли он породить системность случайно? - Да, может. - Но на пустом месте и на небольшом количестве элементов. Но для любой сложившейся функциональной структуры, состоящей, например,  из тысяч элементов, случайность уже - однозначный враг существующей  системности и ничего более.

Почему при этом отрицается возможность иерархического отбирания - то есть вначале из полного хаоса осткается какое-то его часть, затем от оставшего ещё и так далее? Ни на одном из шагов мы не создаём совершенно упорядоченную систему, каждый раз мы отсеиваем только те, которые менее упорядочены. Тоже самое происходит при поиске короля на шахматной доске. Я вижу, Игорь Антонов, что вы хотите постулировать, что либо хаос либо полный порядок, но это не так! Посмотрите сколько существует нейтральнх мутаций! Если скрупулёзно мерить активность белков, то у самых "выбитых" какой-то уровень да найдётся. А в первичном океане было важно уже химическое сродство. после него порядок уже никогда не создавался на пустом месте - а только из другого порядка - чуть-чуть другого. Иногда на одну аминокислоту или нуклеотид. Поэтому-то дупликая и столь важная вещь в эволюции. попробуйте спорить с существующим положением вещей, а не с тем, которое вы постулируете.