Эволюция, как самодостаточность.

[василий андреевич]

С интересом следил за темой "Причины великих вымираний" и выходило, что следствия предлагаемых причин, "самопроизвольно" перерастали в причины ничуть не меньших следствий...
Рад, что Роман Джиров и observer сошлись на том, что надо бы вначале договариваться о границах понятий. Когда Alexy естественным образом поинтересовался мат. моделями, f_evgeny предложил одну из простейших. И т.д.

Слово самодостаточность пусть никого не пугает налетом мистического абсолюта, просто я не вижу другого понятия, которое позволит отвлечься от факторов, которые должны бы определять любой процесс. Честно говоря, я лично, хотел бы как можно меньше встревать в возможную дискуссию, а только способствовать как можно большему раскрытию столь емкого термина, как эволюция, хоть в биопалеонтологическом плане, хоть в космологическом.
Раз по закону жанра нужна затравка, то предлагаю что-то вроде голосования: Вам какой сценарий более по душе (не по математике) - развитие Природы из абстрактной точки, в которой сосредоточена вся будущая Вселенная или развитие многоплановости из множества случайных мелких (а потому однотипных) флуктуаций? Возможно кто-то предложит и третий сценарий. Или другая затравка: чем отличается эволюция от факта или летописи?
Заключить же введение темы хотелось бы эпиграфом из Пастернака (по памяти, а она подводит): "...и знаясь с истиной в быту, нельзя в конце не впасть, как в ересь, в неслыханную простоту".

[observer]

василий андреевич, тоже из Б.Пастернака (и тоже по памяти): «Во всем мне хочется дойти до самой сути...» И в чем сокровенная суть самодостаточной (или самопроизвольной) эволюции? Поражающего воображение процесса, который запускается как химический, а со временем перерастает в биологический?
Его невозможно выводить из биологического, поскольку живое само есть продукт самопроизвольной (мне так привычней) эволюции. И поэтому теме, кстати, самое место в разделе «небиологические разговоры об эволюции» - одно к одному.
Могучие «старики» давно открыли ключевой секрет самопроизвольной эволюции. По словам нобелевского лауреата, микробиолога Ж.Моно, решающую роль играют «две вещи: (i) высокоточное воспроизведение самой структуры и (ii) столь же высоко точное воспроизведение любого случайного изменения структуры. Коль скоро есть и первое, и второе, то поскольку случайности сохраняются, имеет место эволюция» (Jacques Monod. Le Hasard et la Necessite, 1970).
Понято 4+ десятка лет назад – и уже стало общим местом в литературе. А небиолога изумляет, что до сих пор никто не пытался строить научную гипотезу от отчетливо видимой стартовой точки. Из которой следует все остальное - при удаче, разумеется. Может, пора? Совместными усилями...

[Сергей]

Интересно, а кто-нибудь пробовал моделировать поведение репликатора в среде без отбора? Постоянный приток избытка ресурса при постоянно низкой численности репликаторов при убыли от естественных причин. Оценка «эффективности» системы – по количеству «биомассы».

Модель должна быть простейшей, но приближенной к реальным свойствам природных репликаторов: «тело» состоит из небольшого набора одинаковых блоков, которых в среде избыток. В «теле» содержится фермент, осуществляющий репликацию.

Отбор будет, но только в силу свойств структуры самого репликатора. Усложнение структуры наверняка будет наблюдаться, а вот можно ли так подобрать свойства репликатора, чтобы возникла, например, функция программируемой смерти?

[observer]

  Сергей, проще, гораздо проще... Но только по началу: быстрая «эволюция способов эволюции». А вот программируемая смертность - не раньше 2-полых популяций. Прокариоты виртуально бессмертны. Главное, на взгляд небиолога, - не забегать вперед. И не пропустить самое значимое.
Предлагаю танцевать прямо от Ж.Моно: допустим некие молекулярные структуры (в нано-мире, естественно) обрели чудесную способность к самореплицированию. Скажем, достаточно сложные цепочки типа ...acgu... собирают на себе свои точные копии - из ингредиентов a, c, g, u, в изобилии присутствующих в благоприятной среде. Не стОит зацикливаться на том, откуда ингредиенты - и как образовались достаточно сложные молекулярные структуры. Допустим. «Идеальный газ» - как в физике. Тогда запускается самопроизвольное копирование с копий; понеслась...
По Н.Тимофееву-Ресовскому: эволюция идет «...всюду, где имеется редупликация, где какие-то элементарные существа размножаются. Способны рядом с собой построить себе точно подобные и оттолкнуть...» (Воспоминания. 2008). То есть, пара условий Ж.Моно дополняется еще одним: копия всякий раз отделяется от оригинала. Принцип индивидуальной судьбы. Тогда имеет место экспоненциальный рост численности первого саморепликатора: так, после 25 шагов копирования с копий «клон» насчитывает уже около 33,5 млн «особей». После 100 шагов - миллион триллионов триллионов... Все дело в количествах «особей»: по началу эволюция воюет не уменьем, а числом.
Крайне необычный процесс (хотя и предельно простой); до сих пор в Универсуме ничего подобного не происходило. Стартовая точка самопроизвольной эволюции.

[василий андреевич]

Самодостаточность самопроизвольной эволюции должна заключаться в том, что не возможно иного пути развития, кроме как в унаследовании неких сущностей от предшествующего. Вообразив мир, где возможно любое чудо, мы обязаны допустить возникновение античуда, которые "сожрав" друг друга, оставят, в лучшем случае, флуктуацию, равную разности чудес. Флуктуации - это некие нулевые биения, из которых может складываться ритм. Взаимодействие ритмов в том, что они не одинаковы, и если есть перетекание энергии из одного ритма в другое, то есть возможность подобия жизнидеятельности за счет этого потока. Стоя на позициях унаследованности жизни от процессов в костной материи, необходимо принимать и унаследованность принципов развития.
Например. В керне из свехглубоких скважин, поднятых с глубин в пять, а то и семь километров, обнаруживают, помимо известных бактерий, безооболечечные сгустки органики, накапливающие свою биомассу за счет того, что они способствуют окислению метана и молекулярного водорода при восстановлении окислов горных пород. Статья была короткая, прочел ее наспех, а потому и не делаю скоропалительных выводов.
Смысл же моей реплики в том, что не могла Природа избрать иной путь своего функционирования, кроме эволюционного. Следовательно, факторы эволюции, и естественный отбор среды в том числе, являются следствием естественного процесса "усложнения" способов взаимодействия постоянно видоизменяющихся неоднородностей. Где-то здесь спряталась и репликация, как продвинутый способ передачи "навыков" по борьбе за "выживание" в условия всевластия энтропии.

[Макроассемблер]

С интересом следил за темой "Причины великих вымираний" и выходило, что следствия предлагаемых причин, "самопроизвольно" перерастали в причины ничуть не меньших следствий...

Не надо выдавать желаемое за действительное.

[observer]

  Ближе к телу: колоссальная численность идентичных «особей» означает появление ошибок копирования с копий: выпадают мутации. Как ни высока («цифровая») точность самореплицирования, погрешности неизбежны – энтропия, блин. В природе ошибки неизбежны, - то есть, за мутациями дело не станет. Причем фантазия природы по части искажения структур неистощима. Тогда как в модели погрешности приходится задавать экзогенно, и здесь сразу видно, что суть дела в мутациях. Все зависит от того, какие они и сколько их; случайность как творческая сила косной природы.
Допустим, «клон» уже насчитывает 10_24 идентичных «особей», каждая из которых самореплицируется раз в сутки. Такая у них физхимия. Мутации выпадают в среднем раз на миллион копий - нечасто. Иначе говоря, 10_18 мутаций в сутки - причем почти все они, разумеется, ущербные. Энтропия. Но пусть одна мутация на 10 миллиардов выигрышна - и означает какое-то позитивное изменение саморепликатора. Отрицательные флуктуации энтропии, статистически столь же неизбежные, как и ущербные мутации. Только много реже.
Тогда за сутки возникает типа 100 миллионов новых - усовершенствованных - форм саморепликаторов. За 3 тыс. лет – триллион. За 30 млн лет... В 1000 раз больше или в 100 раз меньше – при таких численностях не имеет никакого значения. Как видно, во-первых, нарастает разнообразие форм саморепликаторов. Забавно: высокоточное копирование с копий порождает разнообразие - статистически неотвратимо. Так сказать, разнообразие копий; не иначе, диалектика... И наоборот: если точность копирования низка, то процесс разваливается («катастрофа ошибок» по М.Эйгену).
Во-вторых, время от времени (нечасто) возникают структуры повышенной сложности. Не «приспособленности», а именно сложности (по А.Колмогорову или как-то еще; неважно).
Разрази меня гром, если здесь не самая что ни на есть самопроизвольная эволюция! Понятно, что она такое: необратимый цепной процесс, который ведет к расширению разнообразия форм саморепликаторов. А также сопровождается (от случая к случаю) усложнением структур. Фантастика: такого в Универсуме до сих пор не происходило.
Видно, какова движущая сила самопроизвольной эволюции: самореплицирование, самопроизвольное копирование с копий. Остальное от лукавого.

[василий андреевич]

С интересом следил за темой "Причины великих вымираний" и выходило, что следствия предлагаемых причин, "самопроизвольно" перерастали в причины ничуть не меньших следствий...

Не надо выдавать желаемое за действительное.

Очевидно имеется ввиду, что я не заметил причину падения метеоритов в изменении климата Земли. А если серьезно, то любое периодическое явление, даже такое, как падение метеоритов, способно выглядеть, как причина лавинообразных кризисов. Статистическая модель, предложенная observer, если, конечно, я правильно понял, как раз и выражает подобную закономерность.
От себя приведу пример, который, если подходить к природе как некой пространственно-временной фрактальности, можно считать подобным. Участки ряби на поверхности океана удобно считать копиями друг друга (не нравится "беспричинная" раябь - возьмите "нулевые" или собственные колебания). Как и клон, каждая малая волна обладает отличной фазовой скоростью, этого достаточно, что бы волновые фронты, начали складываться в большую океаническую волну. Вдали от берега эта волна незаметна, но попадая на отмель, она распадается на составляющие, ввиду того, что донная, в идеале ровная, поверхность оказывает неоднозначное влияние на фазовые составляющие большой волны. Если размеры отмели несоизмеримо шире длины волны, то можно заметить как из под главного гребня начинают выбегать волны все меньших порядков, которые в конце концов (ну нет, допустим, береговой линии) выродятся в первозданную рябь.
И я не берусь утверждать, что возможно проследить родство певичной и конечной волн из той и другой ряби.

[observer]

  Проще, господа, проще. Для понимания самопроизвольной эволюции вовсе не нужны навороты вроде «пространственно-временной фрактальности» и т.п. Не потопить бы здравую тему в метафизических кружевах. Ведь прелесть гипотезы как раз в том, что неописуемое чудо живого вырастает из вполне прозаических вещей - где-то даже примитивных. Как говорят, будь проще, и народ...
Как видно, дело сводится к высокоточному тиражированию информации, которую несут на себе самореплицирующиеся структуры. Раз информация воспроизводится снова и снова - в колоссальных количествах копий, она неизбежно разнообразится, обогащается и накапливается. Источник новой информации - случайность (мутации). В полном соответствии с теорией.
Правда, читать накапливаемую саморепликаторами информацию пока некому. Пока; пользователи нарисуются - чуть позже.
А тем временем поиграйте с простенькой моделькой и убедитесь, что для самопроизвольной эволюции нисколько не нужны изменения среды обитания. Изменения никак не работают в схеме; избыточное условие. «Бритва» Оккама. Если среда как-то изменяется, - ладно. Никаких возражений; эволюции не мешает. Но саморепликаторы прекрасно эволюционируют и в абсолютно неподвижной среде. Понятно, что при изменениях среды эволюция идет не так, как в неподвижной. Не так, но и без изменений ничем не хуже. Может, в каком-то смысле даже лучше.
СтОит начать с самого начала, как проступают презабавные вещи. Еще только цветочки.

[Роман Джиров]

  Проще, господа, проще. Для понимания самопроизвольной эволюции вовсе не нужны навороты вроде «пространственно-временной фрактальности» и т.п. Не потопить бы здравую тему в метафизических кружевах. Ведь прелесть гипотезы как раз в том, что неописуемое чудо живого вырастает из вполне прозаических вещей - где-то даже примитивных. Как говорят, будь проще, и народ...

О, да. Вот уж чего-бы не хотелось, так это парафилософии.

Как видно, дело сводится к высокоточному тиражированию информации, которую несут на себе самореплицирующиеся структуры. Раз информация воспроизводится снова и снова - в колоссальных количествах копий, она неизбежно разнообразится, обогащается и накапливается. Источник новой информации - случайность (мутации). В полном соответствии с теорией.

Да.

Правда, читать накапливаемую саморепликаторами информацию пока некому. Пока; пользователи нарисуются - чуть позже.

Есть кому. Каждый саморепликатор- он "по совместительству" еще и считывающее устройство, иначе- он не смог бы быть репликатором. Хотя вряд-ли Вы это упустили, скорее я не понимаю, что Вы имеете ввиду, на что намекаете. Кто- "пользователь"?

А тем временем поиграйте с простенькой моделькой ...

И где она? Давно жду. Даже не самой компьютерной программы, поиграться, а описания алгоритма модели. Может она неправильная, эта Вами неоднократно помянутая модель.

...и убедитесь, что для самопроизвольной эволюции нисколько не нужны изменения среды обитания. Изменения никак не работают в схеме; избыточное условие. «Бритва» Оккама. Если среда как-то изменяется, - ладно. Никаких возражений; эволюции не мешает. Но саморепликаторы прекрасно эволюционируют и в абсолютно неподвижной среде. Понятно, что при изменениях среды эволюция идет не так, как в неподвижной. Не так, но и без изменений ничем не хуже. Может, в каком-то смысле даже лучше.

Без самой модели- это беспредметный разговор.
Кстати, я уже дважды писал о среде- мутация это тоже изменение среды. Если Вы это принимаете- то эти Ваши слова неправильны, если нет- опровергайте.

СтОит начать с самого начала, как проступают презабавные вещи. Еще только цветочки.

Все-же, под "самым началом" Вы понимаете химическую эволюцию, которая Вами уже вроде упоминалась как "начало самопр. эв." или все-же уже биологическую?

[Роман Джиров]

...Допустим. «Идеальный газ» - как в физике. Тогда запускается самопроизвольное копирование с копий; понеслась...
По Н.Тимофееву-Ресовскому: эволюция идет «...всюду, где имеется редупликация, где какие-то элементарные существа размножаются. Способны рядом с собой построить себе точно подобные и оттолкнуть...» (Воспоминания. 2008). То есть, пара условий Ж.Моно дополняется еще одним: копия всякий раз отделяется от оригинала. Принцип индивидуальной судьбы. Тогда имеет место экспоненциальный рост численности первого саморепликатора: так, после 25 шагов копирования с копий «клон» насчитывает уже около 33,5 млн «особей». После 100 шагов - миллион триллионов триллионов... Все дело в количествах «особей»: по началу эволюция воюет не уменьем, а числом.
Крайне необычный процесс (хотя и предельно простой); до сих пор в Универсуме ничего подобного не происходило. Стартовая точка самопроизвольной эволюции.

Все это правильно.
Я совершенно не понимаю другого, как Вы из этого делаете вывод о ненужности "изменений среды". Нужны они или нет- эти изменения неотъемлемая часть, свойство природы. Они просто есть всегда, невзирая на наше мнение о их "нужности". Каждая новая копия, даже без изменения, без мутаций, уже есть новое изменение среды. Среда, вмещающая один организм, и вмещающая миллион организмов- уже принципиально разные "среды"(прошу прощения за корявость) для организма. Не изменяя среду, не преобразуя порядок среды в порядок, структуру своего тела- она просто не возникнет эта копия. И да, количество копий нарастает экспоненциально. И что из этого следует- тоже давно заметил еще один великий ум- Ч.Дарвин - конкуренция и отбор. Отбор- сравнивание копий между собой и выбраковка менее конкурентоспособных. Отбор- проверка копии на соответствие условиям среды, на степень адаптированности к ней.

[Роман Джиров]

Видно, какова движущая сила самопроизвольной эволюции: самореплицирование, самопроизвольное копирование с копий.

Да с этим никто и не спорит-то, в общем. Ну, разве к терминологии придраться.

Остальное от лукавого.

А вот это уже дудки. Поскольку мутации случайны- без отбора будем иметь царство хаоса, а не эволюционное развитие. Мутация- ошибка копирования, шум, без отбрасывания всех "неправильных" ошибок- придем к полной утрате информации- все последовательности в гене ,несущие информацию, рано или поздно под влиянием мутаций(ошибок, шума), будут превращены в бессмысленные наборы знаков. Получим не развитие, а распад. Торжество пресловутой энтропии, хоть и не хотелось ее поминать.

[observer]

  У меня нет утверждений о «ненужности» (кому?) изменений среды. Утверждаю другое: самопроизвольная эволюция не нуждается в изменениях среды. Настолько ясно, что скучно повторяться: самореплицирование (и численность саморепликаторов) - мутации - разнообразие форм и сложность. Зачем ей еще какие-то изменения?
Другой разговор, что среда в реальности не остается неизменной. Таки другой разговор: нам нисколько не нужна ТВ-реклама. Однако она навязывает свои услуги. Эволюция не нуждается в изменениях среды, хотя по жизни они, конечно же, имеют место.
Не надо валить все в кучу. Наоборот, в науке принято отделять котлеты от мух... Хотите понять, в какие игры играет самопроизвольная эволюция? Так отшелушите все привходящее, вторичное, оставьте голую суть дела. А она на диво проста: самореплицирование. См. у Ж.Моно, у Н.Тимофеева-Ресовского. Наконец у славного Р.Докинса с его саморепликаторами (явно вслед за Ж.Моно).
А моделька прямо перед глазами: самореплицирующиеся цепочки ...acgu... Проще некуда. Задайте (на свой вкус) скорость копирования с копий, частоту мутаций и их типы (точковые и т.д.). Вероятность неущербных мутаций... И гоняйте на компьютере (генератор случайных чисел), наблюдайте, что получается. От простого к сложному, а не наоборот.

[Сергей]

Каждая новая копия, даже без изменения, без мутаций, уже есть новое изменение среды. Среда, вмещающая один организм, и вмещающая миллион организмов- уже принципиально разные "среды"(прошу прощения за корявость) для организма. Не изменяя среду, не преобразуя порядок среды в порядок, структуру своего тела- она просто не возникнет эта копия. И да, количество копий нарастает экспоненциально.

Вы рассматриваете модель «опаринского бульона». Скорее всего, никакого «бульона» не было. Сейчас очевидно, что для зарождения жизни нужна динамическая среда. В ней-то как раз и возможны условия, о которых говорит observer.

Представьте себе реку, постоянно несущую собираемую у истоков органику, чем ближе к устью, тем скорость реки меньше. В реке живут репликаторы, эту органику потребляющие. Отбор в этих условиях будет по скорости передвижения репликаторов. И самые «быстрые» репликаторы будут жить в верхнем течении и в условиях избытка ресурсов, и в отсутствии конкуренции.

[Роман Джиров]

Вы рассматриваете модель «опаринского бульона». Скорее всего, никакого «бульона» не было.

Я вообще-то имел ввиду не абиогенез, а эволюцию уже живого. С бульоном- да, скорее всего. Просто с observer-ом мы ранее это обсуждали в других темах, и потому может непонятно.

Сейчас очевидно, что для зарождения жизни нужна динамическая среда. В ней-то как раз и возможны условия, о которых говорит observer.

Вот именно, динамическая. А observer- настаивает на достаточности статичной, причем- абсолютно статичной. Вот и спорим.

Представьте себе реку, постоянно несущую собираемую у истоков органику, чем ближе к устью, тем скорость реки меньше. В реке живут репликаторы, эту органику потребляющие. Отбор в этих условиях будет по скорости передвижения репликаторов. И самые «быстрые» репликаторы будут жить в верхнем течении и в условиях избытка ресурсов, и в отсутствии конкуренции.

Вот. Хороший пример. Отбор. Он есть- реакция на влияние изменений среды. По observer-у он не нужен, т.как не нужны изменения среды. А без изменений среды- не будет отбора новых, "улучшенных" вариантов, и отсева, отбраковки старых, худших, менее адаптированных. И тогда, получается, нет отбора и есть эволюция без отбора. Достаточно мутаций. По моему- неправильно, вот и спорим. Либо неправильно я его мысли понимаю.