Эволюция, как самодостаточность.

Автор василий андреевич, декабря 12, 2009, 17:33:35

« назад - далее »

observer


  Роман Джиров (декабря 14, 2009): Поскольку мутации случайны - без отбора ... царство хаоса, а не эволюционное развитие.

Восхищен (кроме шуток): Роман Джиров уже видит, к чему идет дело - и нисколько не ошибается. Ведь самопроизвольная эволюция нисколько не нуждается, страшно сказать, в отборе. Ни в естественном, ни в искусственном. Присмотритесь к условиям Моно - Тимофеева-Ресовского: там ни слова о естественном отборе. (Хотя по другим поводам идея ЕО у Н.Тимофеева-Ресовского задействована весьма активно). И в модельке отбор тоже никак не работает - пока саморепликаторы не наткнутся на ограниченность ресурсов. Само собой, рано или поздно наткнутся (экспоненциальный рост численности!), но не сразу. Так, если ресурсов очень много (ну очень - хотя вполне конечные количества), то не скоро. Эволюция может заметно продвинуться от стартовой точки, еще не встречаясь ни с каким отбором. ЕО - неизбежное следствие эволюции, вторичное (модифицирующее) обстоятельство. А вовсе не ее движущая сила. И кстати, не направляющая тоже...
У Романа в качестве доводов эмоционально окрашенные слова - вроде «хаос». Ну и хаос - что такого? Кто-то надеется уклониться от хаотических процессов? Пустое: он попросту не ведает, что говорит прозой. Разве био(гео)ценозы не системы динамического хаоса? И биосфера в целом? Обыденное мышление робеет при встрече с непривычным: как же эволюция без ЕО? Непорядок. А в чем непорядок? Как учил председатель Мао (тоже себе авторитет), «пусть расцветают 100 цветов». Почему нет?
Здесь то же самое, что с изменениями среды: ЕО нисколько не нужен самопроизвольной эволюции (ни химической, ни биологической), но в реальности он имеет место. Просто потому, что саморепликаторы натыкаются (экспоненциальный рост численности!) на ограниченность ресурсов в среде обитания.
В науке принято отделять необходимые (и достаточные) условия от букета обычно наличествующих - иначе ничего не понять. Так, баллистическая ракета натыкается на сопротивление воздуха, но ведь атмосфера ей нисколько не нужна – ни для старта, ни для полета. И ради создания теории ракетной баллистики необходимо (для начала) забыть об атмосфере. 
У самопроизвольной эволюции внутренний источник динамики - как у баллистической ракеты. Внешние ей не нужны (хотя они тоже присутствуют). Неужели не понятно?



василий андреевич

Вопрос к observer.
Следовательно, следующий шаг саморазвивающегося процесса несдерживаемой и мутирующей репликации в развале на три части, потребителей отходов и воспроизводителей из этих отходов питания для центральной линии? Во всяком случае, появление многообразия согласуется с Больцмановской трактовкой энтропии.

василий андреевич

Ответ самому себе.
Нет, нельзя сразу на три части, вначале должна быть конкуренция, которая породит две сущности - отмирающую и выживающую.

observer


  А отчего развал? И почему на 3 части? Впрочем, забегаем вперед; от простого к сложному. Как самопроизвольная эволюция.

Массовое «поведение» саморепликаторов – природное явление, крайне неудобное для нашего мышления. Господство положительных обратных связей, тогда как нам привычны отрицательные. Мы рассуждаем в понятиях гомеостаза, но ведь гомеостазы еще никогда не породили ничего нового... Понять что-нибудь в эволюции живого на таком пути невозможно.
А положительные обратные связи ведут систему все дальше и дальше от стартовой точки (и выше): эволюция. Самореплицирование - крайне необычная форма движения материи, которая с трудом укладывается в наше сознание. Квантовые явления понять легче, чем самореплицирование. Хотя ничего сверхъестественного тут нет.
Мы невольно пытаемся как-то сдержать «взрывной» креативный процесс. А зачем? Его и так рано или поздно начинает сдерживать ограниченность ресурсов в среде обитания (называется «естественный отбор»). Но до тех пор, пока самопроизвольной эволюции не мешает (остро ощутимая) ограниченность ресурсов, она играет в свою игру: «пусть расцветают 100 цветов». А обыденному сознанию кажется, что многие из цветов непременно надо выстригать. Иначе непорядок. Хотя где именно непорядок (и что такое порядок), вряд ли кто внятно выразит.
Да, дискомфорт, но деваться-то некуда. Если мы хотим разобраться в механизмах развития живого, придется раскручивать самопроизвольную эволюцию от истоков. И тут вылезают шокирующие обстоятельства. Оно нам надо? Может, не будить спящих собак? «Не спрашивай, а верь»...
Но если будить, то вот еще мысленный эксперимент. Положим, самопроизвольная эволюция уже наехала на острую ограниченность ресурсов. Имеет место выбраковка из разнообразия форм саморепликаторов - ЕО. Примем идиотское допущение: пусть выбраковка вполне случайна. Случайна и все тут - без какого-либо скрытого умысла! Работает лототрон (не «лохотрон»). Риторический вопрос: имеет ли здесь место эволюция?
Правильно - как ни в чем ни бывало! А что ей мешает? Ну вылетают какие-то формы из игры (подчас довольно интересные), - но ведь не всегда те, что посложнее. Разнообразие саморепликаторов расширяется, среди них возникают все более сложные... Самопроизвольная эволюция.
Теперь назовем вещи своими именами: случайный ЕО, - значит, никакого ЕО. Надеюсь, здесь нет предмета для спора. То есть, направленный отбор не действует (случайная выбраковка), а караван эволюции идет. Еще цветочки.


василий андреевич

Цитата: observer от декабря 15, 2009, 09:44:24

Массовое «поведение» саморепликаторов – природное явление, крайне неудобное для нашего мышления.

Если мы хотим разобраться в механизмах развития живого, придется раскручивать самопроизвольную эволюцию от истоков.


Вы предложили начать игру, не озаботившись подбором игроков при отсутствии правил игры. Например, в моем возрасте приступить к размножению без закуски и теплой стенки равносильно самоубийству. Ну, да ладно, были бы начальные условия. А пока они таковы: есть подобие математической точки, в которую "создатель" темы вдохнул единственную способность - репликация. Все остальное - это самопроизвольная эволюция, понять которую предстоит в ходе самого процесса репликации, который, я надеюсь, подчиняется элементарным физическим законам.
Ладно, понять среду репликации я могу, исходя, хотя бы, из теоремы Нернста "о невозможности абсолютного нуля". Могу вообразить и деление точки, как следствие естественного процесса распада чего-либо конкретного. Надеюсь так же, что существует и пространство репликации с положительной и отрицательной кривизной, где должны действовать соответственно притягательные и отталкивающие силы. Это, сложное уже само по себе, пространство наполняется точками, которые неодинаковы по (?), допустим, массе и, на первых порах, взаимодействуют хаотическим образом.

Если условия игры таковы, то я готов к участию. Если же вы в каждом выступлении будете добавлять все новые сущности, а меня принудите предугадывать Ваши идеи, то я уж лучше подожду, как сторонний наблюдатель.

observer


  Сущностей ровно одна: саморепликаторы. В том-то и прелесть. Когда достаточные условия (по Ж.Моно и Н.Тимофееву-Ресовскому) в наличии, самопроизвольная эволюция идет – хучь убей.
И разумеется, все законы сохранения и пр. свято соблюдаются. Или мои посты дали какие-то основания для подозрений? Обыкновенная физхимия: катализ-автокатализ-самореплицирование. Самопроизвольное копирование с копий - грубый материализм и ничего сверхъестественного. Тем не менее, массовое «поведение» саморепликаторов шокирует. В Универсуме объявились крайне необычные «игроки», и в еще косной природе запустился креативный процесс чудовищной мощи - при господстве положительных обратных связей. Ничего подобного прежде не происходило, и наши бедные головы плохо воспринимают столь необычное явление. Мы невольно пытаемся перевести разговор в привычное русло отрицательных обратных связей: гомеостаз и все такое. Однако идея гомеостаза не дает для понимания эволюции ровно ничего...
Все тот же образ: баллистическая ракета и в самом деле натыкается на сопротивление среды - как только наберет скорость. Воздушные потоки, турбулентность (изменения среды) способны повлиять на траекторию полета... Недаром так много внимания уделяют форме носовой части ракеты - и вообще ее аэродинамике.
И стороннему наблюдателю может показаться, что суть дела как раз в атмосферных условиях. Строится подходящая гипотеза насчет принципов баллистики. Мол, сопротивление воздуха - движущая (и направляющая) сила полета ракеты... Вполне может показаться - крайне поверхностному наблюдателю.
А что касается стартовой точки, то она такая же моя, как и ваша, василий андреевич. Гипотезе 40+ лет, и она давно уже общее место в литературе. И в СТЭ никто (после славного Р.Докинса, который явно шел по следам Ж.Моно) не спорит насчет запуска самопроизвольной эволюции с появлением первых саморепликаторов. Другое дело, что в СТЭ тут же бросают идею - и перепрыгивают на пару-тройку миллиардов лет вперед. В 2-полый мир. И тем самым пропускают самое интересное.
Ваша тема как раз и нужна для того, чтобы (попытаться) восполнить пробел. С презабавными выводами.


василий андреевич

Цитата: observer от декабря 17, 2009, 09:42:51

  Сущностей ровно одна: саморепликаторы. В том-то и прелесть. Когда достаточные условия (по Ж.Моно и Н.Тимофееву-Ресовскому) в наличии, самопроизвольная эволюция идет – хучь убей.

В Универсуме объявились крайне необычные «игроки», и в еще косной природе запустился креативный процесс чудовищной мощи - при господстве положительных обратных связей. Ничего подобного прежде не происходило, и наши бедные головы плохо воспринимают столь необычное явление. Мы невольно пытаемся перевести разговор в привычное русло отрицательных обратных связей: гомеостаз и все такое. Однако идея гомеостаза не дает для понимания эволюции ровно ничего...

А что касается стартовой точки, то она такая же моя, как и ваша, василий андреевич.

Ваша тема как раз и нужна для того, чтобы (попытаться) восполнить пробел. С презабавными выводами.

Дело в том, что я-то как раз являюсь противником идей Моно о жизни, как весьма маловероятной случайности. И когда бы был широко эрудированным эволюционистом, то обязательно попытался опровергнуть и Фридмановскую гипотезу (теорию, концепцию) Большого Взрыва. И Моно, и Фридман, как первосуть, рассматривали энтропию (дважды блин!!) в виде узла, для которого нельзя увидеть "домоклов меч". Негэнтропия - то же самое, что антивремя при нашем неведении, что же такое самоЁ время.
Но я готов рассматривать экспоненциальный рост численности при господстве положительных обратных связей, как стартовую точку, ибо только через опровержение из веры рождается убежденность. Однако предупреждаю - я первый утону в терминологии СТЭ. Без биологов же нам обоим здесь делать нечего. И меня крайне озабочивает их игнорирование этой темы, что-то делается нами не так!

Модель изначального универсума может быть следующей. Есть космос - есть хаос. Готов к тому, что они разнесены в пространстве и не взаимодействуют, т.е. нет эволюции костного, но есть источники питания и приемники отходов. И есть тартар саморепликации, наделенный чрезвычайными полномочиями по надобности своей взаимодействовать и с космосом, и с хаосом.
Если модель принимается, то мяч на вашей стороне.

observer


  Идей у Ж.Моно гораздо больше одной, и здесь работает не та из них, где жизнь считается маловероятной случайностью. Дело не в личном авторитете замечательного ученого и мыслителя. Его идеи давно стали общим достоянием, и не знать их - стыдно. Физик Ст.Хокинг считает, что эволюция запустилась «в результате случайных объединений атомов в большие структуры, называемые макромолекулами, которые обладали способностью группировать другие атомы в такие же структуры» (Stephen W.
Hawking. A Brief History of Time From the Big Bang to Black Holes, 1991). И др. авторы. Доступно всем, и спорить тут не о чем.
Связываться с СТЭ нет никакого смысла; она не дает для темы ровно ничего. А что касается биологов... Они пока не видят в теме ничего собственно биологического; так оно и есть. Исторически сначала химическая эволюция, которой логически соответствует абстрактная идея саморепликаторов. Химическая эволюция дорабатывается до биологической, когда овладевает генетическим кодом; возникает протоклетка. Может, тогда и биологи встрепенутся...
А тем временем еще раз: когда условия Моно - Тимофеева-Ресовского сложились, и сформировался первый эффективный саморепликатор, происходит нечто невообразимое. Экспоненциальный рост численности «клона» - и креативный «взрыв». Будто яркий фейерверк, когда из одной-единственной точки вдруг вырастает великолепный «букет» разноцветных огней. Несколько мгновений (на шкале истории Универсума) - и фейерверк гаснет. Как погаснет когда-нибудь самопроизвольная эволюция, запустившаяся 4 млрд лет назад на нашей планете. Когда-нибудь, а теперь речь о ее первых шагах.
Саморепликаторы - буквальное воплощение библейского завета: «...Плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю...». Они неукротимо перерабатывают вещество и энергию в себе подобные структуры: активное, творческое начало в еще косной природе. Разумеется, саморепликаторы никуда не «стремятся»: тупые молекулярные агрегаты знают только одно - собирать свои точные копии. При любой возможности. Но к каким же поразительным следствиям ведет их тупая активность!
Само собой, креативный «взрыв» скоро (хотя и не сразу!) упирается в ограниченность ресурсов в среде обитания. А когда наконец упирается, возникает конкуренция между разнообразными (и вполне «жизнеспособными») формами саморепликаторов - за место под солнцем. И в острой конкуренции одни («жизнеспособные») формы уступают другим: именно то, что называют «естественным отбором». На буйство положительных обратных связей накладываются путы отрицательных, «взрывной» креативный процесс притормаживается.
Сильно сдерживается, а вовсе не ускоряется! Сопротивление среды тормозит баллистическую ракету, но никак не движет ее. И еще: ясно видно, что ЕО – следствие самопроизвольной эволюции. Не причина, а следствие! Эволюция натыкается на ЕО, только когда продвинется достаточно далеко - по построению.
Мои извинения за многословность. Но предмет, согласитесь, не тривиальный.


Питер

Конкуренция  и  ЕО  стартуют  раньше   - сразу  после   первой  мутации в   репликаторе.  Так  как   вряд  ли,  что  эта  мутация  никак  не  скажется  на   скорости     репликации. 
Можно  сказать,  что   это  не  отбор  -   просто  внутреннее  свойство  репликатора. Но  - есть скорость  репликации  в  данной  среде,  любое  ее  изменение    будет  отбираться  именно  средой.
А  оно  вам  надо  ?

observer


  Питер (декабря 18, 2009): Конкуренция и ЕО  стартуют ... сразу после первой мутации в репликаторе.

Ошибаиссь... Если «материнской» форме и мутанту нечего делить (избыток ресурсов - или же они занимают разные «ниши»), то никакой конкуренции. И никакого ЕО. Тогда как эволюция продолжается. Не упирайтесь в частный случай.
СтОит начать с начала (а не от конца), и самопроизвольная эволюция выглядит не совсем так, как ее принято видеть. То есть, совсем не так. Не правда ли?
Она начинает «искать» способы уклониться от конкуренции разнообразных форм саморепликаторов. Эволюции «не интересно», когда новые формы вступают в борьбу (за ограниченные ресурсы) с уже существующими - и одни из них вытесняют другие. Имеет место замена одних форм другими, и их разнообразие в таком случае не расширяется... Ее «внутренний императив» - не конкуренция и вытеснение, а поиск новых возможностей. Как в экономике: одно дело, когда вы встреваете со своим бизнесом в остро конкурентную среду. Тут уж как получится. И совсем другое, когда вы (со своим оригинальным продуктом) открываете новую рыночную «нишу» - и резвитесь там на просторе. Вот и эволюция...
Что значит «внутренний императив» самопроизвольной эволюции? А вот что: допустим, она натыкается на остроумный прием, который позволяет ускорить «отпочкование» новых форм саморепликаторов. Скажем, овладевает техникой рекомбинации цепочек ...acgu... - наряду с мутациями. Посколькуновый прием ускоряет формообразование, то он автоматически (!) получает быстрое распространение среди разнообразия саморепликаторов. Тем самым.
Умоляю не путать такое обстоятельство с ЕО. Обычный трюизм: раз кто-то из бегунов идет на дистанции быстрее других, то он выдвигается вперед. По построению. Хотя и не вытесняет отстающих. И если эволюция находит прием, который позволяет вновь возникающим формам как-то уклоняться от конкуренции с уже существующими, то их разнообразие расширяется быстрее. То есть, удачный прием получает распространение. Но вовсе не обязательно вытесняет прежние способы.
Видимо, поиск новых возможностей - стратегическая линия (внутренний императив) самопроизвольной эволюции. Отсюда необозримое разнообразие форм саморепликаторов.


Сергей

Цитата: observer от декабря 18, 2009, 13:06:24
прием ускоряет формообразование,

так это и значит, что критерий – скорость репликации, которая обусловлена как внутренними свойствами репликатора, так и внешней средой.

Первым, кстати, на эти внутренние свойства указал Шредингер в 1944 году: жизнь есть структура, не разрушаемая внешними флуктуациями. Вот отсюда и надо танцевать. Всё остальное уже следствия.


Питер

Вы   не  правы  в  том,  что  не  вытесняет. Как  только   в  результате   мутации  один  репликатор  начинает  делиться   быстрее  -  он  неминуемо вытеснит   второй,  даже  при      избытке  ресурсов.
Предположим,   что есть  всего  2   репликатора.  Один   за  1   единицу   времени    дает  2   копии, второй  - 1.  Тогда  через   единицу  времени    у  нас   будет 2  и 3  копии.  Через 2 - 4  и  9 (если  считать,  что  старые  копии  не   умирают).   Можно  посчитать,  через  какое  время    доля  формы   2 станет    совсем  малой.   При  этом     борьбы  никакой  нет   -  есть  только  одна  мутация. А  отбор  -  есть.
А  оно  вам  надо  ?

observer


Э.Шредингер... Что такое жизнь, станет ясно своим чередом; от простого к сложному.
Не удивляйтесь: теоретики до сих пор не удосужились раскрутить самопроизвольную эволюцию от истоков. (Почему не удосужились, - понятно). И оттого в теории отсутствуют элементарные вещи, ясные даже и такому ежу как observer. А стОит выйти на дорожку от ее начала, как она властно поведет вас - вперед и выше. Как по рельсам; свернуть в сторону не выйдет.
Забавно, что для понимания самопроизвольной эволюции нисколько не нужны идеи школы Пригожина, принципы синергетики и пр., извините, мутота. Вполне достаточно эффективного самореплицирования - просто как 2 рубля.

Едва самопроизвольная эволюция сколько-то продвигается, как она сталкивается с драматической коллизией. Вернее, с несколькими...
Во-первых, противоречивые требования высокой точности самореплицирования (иначе «катастрофа ошибок») - и ненулевой частоты выигрышных мутаций. Ведь если их нет совсем, то эволюция останавливается.
По началу эволюция развязывает коллизию просто - за счет чудовищной численности саморепликаторов. Говорят, в биосфере обитают порядка 10_30 бактериальных особей. А может, и 10_31... Каждая - саморепликатор. И в общем выигрышных мутаций мало не кажется - при высокой точности копирования с копий. У многоклеточных организмов свои приемы; однако от простого к сложному.
Во-вторых, противоречивые требования к молекулярной структуре саморепликаторов.

observer


  Уважаемый Питер, «отбор» - слово крайне многозначное. Под него недолго подвести все, что угодно - и потопить вопрос в туманных понятиях. Тогда как значение термина «естественный отбор», по идее, вполне определенное. Вы понимаете слово «отбор» по своему. Как говорят, в слабом смысле.
Когда нет вытеснения, нет и ЕО (по Дарвину) - в сильном смысле. Изменяются лишь соотношения численностей разных форм (неодинаковые специфические темпы самореплицирования); ну и что? Ведь драма-то эволюции в необратимой выбраковке (элиминировании) тех или иных форм саморепликаторов. Говорят, в истории живой природы элиминированы 99% когда-либо существовавших форм. 99% - вот о чем речь.
От элиминированных форм никогда уже не "отпочковаться" новым. Навсегда закрываются возможные направления эволюции. Тогда как от живущих (пусть и отстающих в численности) форм всегда могут "отпочковаться" интересные "побеги". Видите разницу?
Забегая вперед, скажу: именно необратимая выбраковка придает самопроизвольной эволюции катастрофический характер. Массовые вымирания. Пустячок, а...






Кир

observer

Насколько я понял Ваши рассуждения, ЕО в них приравнивается исключительно к конкуренции саморепликаторов. В то же время почти упускается из виду действие ксоных факторов среды и вообще изменение ее параметров - процессы совершенно не связанные с эволюцией имеющегося живого вещества (будем считать, что саморепликаторы не оказывают более-менее значимого средообразующего действия,  даже если не считать, то никаких противоречий это не добавляет). А меж тем, для эволюции изменение среды фактор более значимый, чем конкуренция. Это к чему, а к тому, что эволюцию никто не будет спрашивать, что ей "интересно", а что нет. Таким образом, ЕО будет действовать до достижения организмами (можно их так называть?) верхней планки комфортной емкости среды, за которой начинается описанная Вами конкуренция за ресурсы.

Сам по себе ЕО не рассматривается движущим фактором эволюции, это механизм который формирует (путем отбора и не сразу) более удачные комбинации свойств, повышающих жизнеспособность. Как токарь у станка: есть вращающаяся заготовка (организм), есть сам станок, который заготовку раскручивает (мутации), есть резцы (факторы среды), есть человек, который, оперируя разными резцами, создает из деревянной чурки, например, подсвечник.