Направление эволюции

[mikhail]

Очень интересные ответы.Скажите, эволюция всегда движется по пути усложнения систем или есть случаи упрощения организмов?конечно приходит пример с деградацией нынешнего поколения,но так ли это с т.з. эволюции?

[Gilgamesh]

конечно приходит пример с деградацией нынешнего поколения

Шта? Куда приходит? Зачем? Берите половую тряпку и гоните это туда откуда оно пришло. Нет никакой деградации. Имеющиеся объективные негативные тенденции имеют сугубо социальную природу и практически никакого отношения к биологии не имеют.

Повторю совет: учебник в руки и вперед, литературы полно и в сети и в магазинах. То что у вас возникают такие примеры и вопросы говорит о том, что на форуме вы точно только фигу увидите, в книге есть какой-то шанс увидеть большее.

[василий андреевич]

Скажите, эволюция всегда движется по пути усложнения систем или есть случаи упрощения организмов?

Биологическая эволюция есть природный процесс изменчивости организмов в изменяющейся среде обитания. Если мы выделяем прогрессивное направление, то, как альтернатива, есть и регрессивное, например, паразиты. Условно, паразиты - это "крайняя" приспособленность к "узкой" среде обитания.

Самое "пакостное" для физического подхода к вопросам прогрессивной эволюции - это поиск обходных путей второго принципа. Мое эго уверено, что такие пути есть, хотя я и не согласен с Павлом Замалиевым в том, что вопрос решается аналогией с "расширением в пустоту".
  Рассмотрим утилитарный эксперимент. Среда роет ямку, возводя горки - пусть случайную ямку со случайными горками. При этом, по второму принципу, значительная часть затрат пойдет на "расширение в пустоту", т.е. на тепловые потери. Идея экономности природы говорит, что потерь нет, вернее, потери есть сырье для иной биологической системы. Это означает, что тепловые потери идут на разрушение той части горок, которые защищены от невзгод наихудшим образом.
  Вопрос в том, куда деваются эти "плохие" горки? Часть горок пойдет на питание "хороших" горок, а другая часть на заполнение ямок. Если ямки заполняются как более компактная система, нежели она была на горках, то мы имеем в остатке небольшую впадину на условно снивелированном фоне среды.
  Какой организм будет выделен из среды, что бы он смог разместиться в этой небольшой впадине, как символе широкой и неустойчивой природной ниши? Только тот организм, который может легко менять свой фенотип в зависимости от флуктуаций во впадине.
  Я не берусь за флуктуации-мутации в геноме, но уверен, что принцип экономии можно распространить и на ДНК. В этой невообразимо гигантской молекуле обязательно есть устойчивые, легко залечиваемые и легко трансформируемые участки. Наиболее проблематичны последние из трех, потому что важно, что бы мутации в них не приводили к гибели организма, а лишь в малой степени сказались на фенотипе. Только в этом случае можно строить гипотезы, как малыми шажками подойти к качественному скачку в новый вид.

Таким образом, у эволюции намечаются два генеральных направления. Первое, как бы регрессивное, составляющее все более компактную упаковку организмов, символизирующих биоценоз природной ниши. Второе, как бы прогрессивное, составляющее подвижно взаимодействующую систему из конкурирующих за нишу организмов. Это модель простейшей двухуровневой формации. И почему эти два уровня не рассеиваются в пустоту, а приобретают все большую компактность, якобы противоречащую второму принципу, надо рассчитывать математически.

П.П. Последняя фраза для Вас, уважаемый Нур. Это очень близко нашей битве над проблемой с калиевыми прудами в натриевом океане. Или иначе: калиевой клетке в натриевой крови.

[Павел Замалиев]

...эволюция всегда движется по пути усложнения систем или есть случаи упрощения организмов?..

Если более вероятным является усложнение — происходит усложнение. Если более вероятным является упрощение — происходит упрощение. Таким образом, эволюция движется не по пути усложнения или упрощения организмов — эволюция (в общем случае) есть движение от менее вероятных состояний к более вероятным.

Эволюция любой популяции — это переход популяции из одного состояния в другое. Моментальных переходов не бывает, поэтому популяция, не успев перейти из одного состояния в другое, начинает переходить в третье, в четвертое, в десятое состояние и т. д. Происходит множественное наложение переходов, и картина выглядит весьма запутанной. Тем не менее абсолютно всегда неукоснительно выполняется простое правило: вероятность состояния, в которое популяция переходит, не меньше, чем вероятность состояния, из которого популяция переходит. Вероятность состояния популяции в процессе эволюции никогда не уменьшается. Сложность же организмов в процессе эволюции может и увеличиваться, и оставаться постоянной, и уменьшаться.

И наконец. Запрет на самопроизвольный переход системы из более вероятного в менее вероятное состояние давно известен. Исторически так сложилось, что этот запрет называют вторым началом термодинамики.

[василий андреевич]

Павел, Вы сказали всё верно, выдвинув один из "постулатов" эволюционного креационизма. А именно: вероятность достоверного события равна ста процентам.
  Однако, подсчет вероятности перехода события из точки с состояниями А в точку с состояниями Б, начинается с того, что событие могло произойти, а могло и не произойти - это уже не единица, а 0.5. Далее умножаются вероятности все более низких порядков, что приведет к тому, что переход от А к Б есть весьма маловероятное событие..., но, тем не менее достоверное постфактум.

  Для доказательства соответствия эволюционного события в терминах наиболее вероятного из множества возможных, требуются более изощренные приемы. Энтропия событийностей вовсе не обязана соответствовать наиболее высокой величине, достаточно ее возрастания. Максимум же энтропии соответствует "рассеянию структуры в пустоту", но природа старается не допустить этого движения к максимуму, встраивая на этом пути некое подобие тепловой машины, в образе многоуровневой биосферы.
  Если КПД одного уровня равно, допустим 2%, то при числе уровней в сотню, КПД будет стремиться к единице.
  Для эволюционной биологии самые важные уровни - это уровень ДНК, связанный прямыми, но не обратными связями с организменным уровнем. Эх, да ведь все разборки можно ограничить только двумя этими уровнями. Но и в них целая вселенная.

[Павел Замалиев]

Павел, Вы сказали всё верно, выдвинув один из "постулатов" эволюционного креационизма. А именно: вероятность достоверного события равна ста процентам...

Интересно, где вы там увидели про "достоверное событие"?

...Для доказательства соответствия эволюционного события в терминах наиболее вероятного.., требуются более изощренные приемы. Энтропия...

Энтропия системы, находящейся в каком-то макросостоянии, есть произведение постоянной Больцмана на натуральный логарифм числа независимых микросостояний, которыми может быть реализовано это макросостояние. Поэтому, прежде чем употреблять термин «энтропия» применительно к биологической эволюции, вам надо указать — какой именно биологический параметр является полным аналогом числа независимых микросостояний. И для этого вам действительно потребуются изощренные приемы. Впрочем, ничего эти приемы вам не дадут, потому что хотя биологическая эволюция и идет по той же самой причине, по которой газ расширяется в пустоту, да и визуально биологическая эволюция похожа на расширение газа в пустоту, тем не менее биологическая эволюция и расширение газа в пустоту — это совершенно разные процессы. И, следовательно, не надо ожидать, что математические модели, сделанные для описания расширяющегося в пустоту газа, идеально подойдут для описания биологической эволюции.

[Cow]

И наконец. Запрет на самопроизвольный переход системы из более вероятного в менее вероятное состояние давно известен. Исторически так сложилось, что этот запрет называют вторым началом термодинамики.

Это опять вопрос парадигмы мироздания прежде всего.
Второе начало термодинамики, в парадигме мира из шариков и пустоты - почти божий постулат(при отсутствии самого творца).
Концепт диссипативной системы по Пригожину и развитие по Капре - походя эту октябрятскую речевку пробрасывают. Это же чисто технический принцип от паровозостроения.
Понятие Эфира, которое с времен Аристотеля и Сократа, пытались обойти, Демокрит и иже с ним, поздние последователи - лезет во все щели, как опара, даже у таких материалистов, как Гейзенберг, Бор.  Сахаров одно время предлагал;"С упругостью эфира побаловаться". За что был бит изрядно.  От того, что ему название придумали:"вакуум", который, как оказалось,  если поднапрячь, из того вакуума(пустоты) пара  электрон-позитрон выскочат(факт) - как то сильно схоластику средневековую напоминает. Про ведьм и иголку.
Нарвался на букварь от Мисюковича и  изрядно  по хихикал.  Простенько, не напрягаясь и с грустью, урезав число излишних сущностей,  развалил он и ОТО и СТО от однокамушкина(Эйнштейна) отработав  во времени назад до Допплера, Маха и Лоренца.  То есть, до тех времен, когда науку двигало еще любопытство, а не финансирование.
Ну а что делать то? Бомба ядерная - страшная!!! От инстинкта самосохранения никуда не деться.  А на бомбы много денег дают. Вот и физика буксует по полной программе, упираясь в расчетные матмодели, из которых почти полностью физический смысл выхолощен.
Но потихоньку,  дрейфует  к тезису Далай Ламы 14:" Религия - это метод формирования сознания", и опыт она громадный скучковала, за время эволюции человечества. Игнорировать его глупо.   И к Юнгу - Кроме реальности, как таковой, существует еще и восприятие индивида, которое полностью картинку мира для него и определяет.
А такие законы, типа 2 термодинамики или флогистон - актуален паровоз, актуален и второй закон термодинамики.
Выползет антигравитация на технический уровень - прорвется и эфир с поляризацией в 10**-64. 

[василий андреевич]

Поэтому, прежде чем употреблять термин «энтропия» применительно к биологической эволюции, вам надо указать — какой именно биологический параметр является полным аналогом числа независимых микросостояний.

А ни я, ни Вы, ни кто-либо другой не смогут ткнуть на такой биологический параметр. Потому и изощряются.

Интересно, где вы там увидели про "достоверное событие"?

Таким образом, эволюция движется не по пути усложнения или упрощения организмов — эволюция (в общем случае) есть движение от менее вероятных состояний к более вероятным.

Итак, если утверждать, что есть маловероятное состояние, которое тем не менее случилось как достоверный факт, то как другой достоверный факт, вытекающий из первого, может быть еще вероятнее?
  Повторяю, наиболее вероятным действом будет то, при котором все частицы системы разлетятся по вселенной. Именно это состояние будет  отвечать наибольшему приращению энтропии. Однако в эволюционных событиях наблюдается совершенно не такое, а именно: частицы из вселенной находят предназначенные для них места в формирующейся структуре. Вот и надо отвечать, какие силы заставляют частицы отыскивать свои места.
  Как отдаленная аналогия: у яблока бесконечное число вариантов куда упасть. Но оно падает в единственном направлении, когда яблоко находится над поверхностью земли, подчиняясь правилу находится в состоянии с наименьшей энергией. Так почему не отнестись к эволюционным событиям, как следующим в направлении наименьшей энергии?Однако "энтропист" заголосит: а где же соблюдение принципа повышения энтропии? А он блюдется неукоснительно. Это у падающего яблока есть единственный достоверный вариант падения, биосистемы при "падении" будут проходить множество "точек" бифуркации, когда часть их энергии идет на повышение энтропии, а другая часть на "снисхождение" к нише потенциального минимума. Потому и семени много больше, чем ростков, выживших из семени, что надо платить налог на энтропию.
  На то и иерархичность систем, что бы этот налог на энтропию не рассеивался в пустоту, а расходовался на "социальные" нужды биосферы.

[василий андреевич]

Браво Cow.
Но тогда, несмотря на громкие имена предтеч, надо разбираться чем человек отличается от паровоза? Оба кушают топливо, оба работают, оба выкидывают отработанное в угоду второго начала, обесценивая окружающий мир.
  Я, думаю, для начала надо посмотреть, как вводилось понятие энтропии. Есть состояние формации (среда + система) до цикла Карно, и состояние после этого цикла. Замете, внутри самого цикла, т.е. на каком-либо из тактов ни о какой энтропии речи быть не может. Там полная неопределенность этого параметра. Говоря иначе, течение процесса не измеряемо ни в параметрах вероятности, ни в параметрах отношения энергии к температуре. Даже само понятие температуры теряет смысл, когда дело идет о процессе.
  Но в эволюции мы имеем дело именно с процессом. Потому и "выкаблучиваемся".

[Cow]

  Но в эволюции мы имеем дело именно с процессом. Потому и "выкаблучиваемся".

АГА. Вот и  предлагаю Пригожина и Капру, хотя бы по диагонали просмотреть  и полагаю, вопрос с энтропией, в этом контексте, перейдет в категорию технического. То бишь применимого, в своей области определения, но не определяющего.
Должны они Вас заинтриговать подходом, как мне кажется.  Поскольку вообще реальность и бытие, как процессы и рассматривают. Которые энергию и материю  через себя прокачивают, но логическую структуру удерживают.

[Павел Замалиев]

Интересно, где вы там увидели про "достоверное событие"?

Итак, если утверждать, что есть маловероятное состояние, которое тем не менее случилось как достоверный факт, то как другой достоверный факт, вытекающий из первого, может быть еще вероятнее?..

Достоверным событием называют не то событие, которое уже произошло, а то, которое происходит всегда. То есть если вы подбрасываете монетку, то достоверным событием является падение монетки на землю. Сколько раз вы бы не кидали монетку — она не повиснет в воздухе, а обязательно упадет — и это достоверное событие, вероятность его равна единице даже тогда, когда это событие еще не произошло. Выпадение в каком-то конкретном случае «решки» -— не достоверное событие, вероятность его ½, хотя оно уже и произошло.
Применительно к биологической эволюции достоверным событием будет переход популяции в такое состояние, когда любая особь популяции обязательно выживает — вот чтобы ни случилось, а она выживает. Понятно, что каждая популяция в этом направлении эволюционирует. Понятно, что никогда ни одна популяция такого состояния не достигнет.

[василий андреевич]

АГА. Вот и  предлагаю Пригожина и Капру, хотя бы по диагонали просмотреть  и полагаю, вопрос с энтропией, в этом контексте, перейдет в категорию технического.

Грешен и малообразован, о Капре даже не слышал. Но передать энтропию на откуп исключительно технических вопросов, как и Павел Замалиев. не согласен. Более того, повторю в который уж раз: принцип повышения энтропии - это единственный эволюционный принцип от физики. И даже так (впервые) - ЕО есть следствие этого второго принципа.

  От древних, все течет и изменяется, но и у всего есть свое начало и свой конец. Сие и есть отражение второго принципа. Этот принцип говорит, что любой циклический (замкнутый) процесс сопровождается необратимыми изменениями. Необратимость, читайте, эволюционность. Цикл осуществляется между временными вешками. Что внутри цикла, мы знаем по теоретическим догадкам, а измерению подвергаем только начальные и конечные состояния. Энтропия после цикла повысилась, значит, процесс законен и необратим. Энтропия уменьшилась, значит, процесс иллюзорный и в природе не встречается. В противном случае придется обращаться за помощью к Творцу.
  Но повышение энтропии не обязательно направление к тепловому року. Мы постоянно забываем, что работа, кроме обесценивания источника (среды) имеет "полезную" составляющую в виде созидания структуры из хаоса. По сути, структура - это "замороженное тепло". И эта "заморозка" может быть названа живым организмом. Т.е. живой организм не состоится, если не произойдет повышения энтропии, несмотря на то, что сама по себе система живого организма выглядит как "негэнтропийное тело".
  Вот теперь и подумайте, если мы в своей рассудительности рассматриваем только эволюцию тел, безотносительно эволюции сред, то мы пытаемся описать не природный, а иллюзорный процесс "совершенствования" наших потуг вывести особые законы, приложимые только к ущербной модели.

[василий андреевич]

Достоверным событием называют не то событие, которое уже произошло, а то, которое происходит всегда.

Хрен редьки не слаще, но готов отказаться от словотрения вокруг достоверности, тем более, что нам вряд ли удастся договориться, что такое достоверный для всех процесс.
  К моему большому сожалению я не знаю генетики вовсе. А без этого все мои потуги теряют смысл. И мне было чрезвычайно трудно полемизировать с эволюционными креационистами на тему о информации, якобы, заключенной в молекуле ДНК, как Творческом коде.
  Но именно в одностороннем влиянии генома на организм заключена "направленная" стезя процессов круговорота живого и косного. И хотелось бы от Вас или от кого угодно услышать суждения на, пускай, весьма спорные моменты рождения, возмужания и умирания живых тел, тогда как геном продолжает жить и развиваться.
  Со своей стороны пока разумею так, что вполне пригодна идея, что рождающиеся и умирающие тела - это среда для поступательного изменения ДНК. Именно умирающее тело ответственно за то повышение энтропии, которое позволяет не повышаться энтропии ДНК.

[Павел Замалиев]

...И даже так (впервые) - ЕО есть следствие этого второго принципа...

Впервые? А как же это: "Естественный отбор - частный случай второго начала термодинамики"

[василий андреевич]

Павел, впервые это говорю я, и говорю здесь (другие могли говорить это ранее, но я только за свои слова). И это не частный случай, а следствие.
  Нет повышения энтропии вселенной, нет и процесса, как такового, нет и возможности говорить о влиянии событийностей, по сути - нет представления о времени.
  Эволюция - это наиболее общая форма движения вселенной. Фактор этого движения - второй принцип. При этом ЕО в том виде, как он представлен в Дарвинизме, противоречит принципу повышения энтропии, а потому не может являться "частным случаем". Частным случаем была бы это деградация, рудиментация и денегенерация фенотипа.