Современные взгляды на автоэволюцию

[Imperor]

Вот народ и пытается создать теорию биологии. И лезет в термодинамику, потому что чувствует, что путь к теории биологии идет через нее (и правильно чувствует).

[Imperor]

Лично я, если начинаю рассуждать о причинах упорядоченности нашего мира, всегда в конце концов упираюсь в Бога... Или в причины Большого Взрыва (т.е. тоже в Бога)...

У космологов насчет Большого взрыва достаточно версий безо всякого участия бога. Особенно меня забавляет версия теории суперструн про вложенные пузыри (это такой вариант антропного принципа, причем в логичности ему не откажешь, подробности см.: В мире науки, 2004, №12). Или версия того же Хайтуна о том, что мы живем внутри черной дыры.

Все это, конечно, весело. Но там одна такая маааленькая проблемка получается всегда, когда начинаешь накладывать второй закон термодинамики и синергетические принципы на любую модель Вселенной, в которой Вселенная имела начало.
А именно, возникает вопрос - кто "взвёл" Вселенную?
Сама "взвелась" ?  :lol:

[Imperor]

Гильгамеш!
По поводу отзыва на мою статью:

Начну с хвоста. Список литературы из трех наименований (для такого объема текста), из которых 2 за своим же авторством - это даже не смешно. Не поверю, что никто раньше проблемой не занимался. Хотя бы потому, что в тексте упомянут Раменский (а уж у него работ должно быть уйма) и другие авторы. Прикольно смотрится отсутствие в списке Докинза и прочих социоэтологов. Эйгена, впервые (?) назвавшего жизнь игрой.

Да, здесь я совершенно согласен с Вами. Я не эволюционист. До недавнего времени мои познания в данном вопросе вполне умещались в институтский уровень знаний, полученный к тому же довольно давно. Проблема эволюции меня всегда интересовала, но времени читать не было по очень простой причине - играю слишком много на компьютере.
Однажды, один умный человек, тоже далекий от эволюции, в вольной беседе на эту тему сказал мне:
А не могло быть так, что ВСЯ эволюция была заранее запрограммирована? И с самого начала было известно, к чему она приведет?
Я его спросил: "Где запрограммирована? в ДНК? В интронах?"
А он мне ответил: "Нет. Могло ли быть так, что ни в каком ДНК ничего не было записано, но все равно эволюция развивалась по программе"...
Тогда я сказал, что не могло быть так.
А потом почитал книгу про стратегии Раменского-Грайма. И меня осенило. Так вот же оно! Вот же эта программа! Если жизнь представить как игру систем, то стратегиями этой игры можно описать все направления эволюции!
Я весьма быстро написал статью, практически НИЧЕГО не прочитав. Понятно, что меня терзали смутные сомнения - вполне могло быть, что осенило не только меня, но и еще кого-нибудь, и уже давно.
Но поскольку у меня есть очень большой недостаток - я нетерпеливый очень, то, прекрасно сознавая, что делаю, решил обнаглеть и "выстрелить" на удачу. А вдруг пройдет? Тем более, что поскольку я писал статью, ничего, практически, не прочитав, то вполне можно было предположить, что несколько идей, высказанных в данной статье все равно окажутся новыми. Какие идеи я считал ценными в данной работе?:

1. Идею равноценности (т.е. равной эффективности выживания) для любых организмов, которые "играют" в биосфере в некий момент времени. Я тут сейчас почитываю литературу... и все равно не вижу этой идеи, четко высказанной... Во всяком случае, например, вся монография Зотина - это шараханье из стороны в сторону. То он пишет, что прогрессивная эволюция - это совсем не главное направление в макроэволюции, а почти незаметное на фоне огромного числа низкоорганизованных существ... а то вдруг пишет, что усложнение организмов - это исключительно полезное свойство, дающее организмам ОБЩЕЕ преимущество... Монография Зотина вышла недавно... Судя по списку литературы, он Северцова и Шмальгаузена читал (в отличие от меня)... Но почему-то продолжает бродить между двух сосен.
Идея же равноценности организмов легко снимает это "брожение" (могу еще одну свою статью сюда кинуть по этому поводу (гораздо более короткую  :lol: ) если, конечно, интересует).

2. Второй ценной идеей, на мой взгляд, была попытка создания классификации стратегий... Я думал, что таких попыток еще не предпринималось. Понятно, что я знал о стратегиях Раменского-Грайма, знал об r-K стратегиях Маклиода-Пьянки. Но все это отдельные части "стратегического дерева", которое я и попытался собрать. В статье об этом не сказано прямо, но сквозит все время между строк - ребята, пора уже строить дерево стратегий (именно филогенетическое, как Вы и предлагаете). Т.е. нужно разрабатывать классификацию стратегий, которая, возможно, будет гораздо более ценна для понимания макроэволюции, чем классификация организмов. Понятно, что эту грандиозную работу один я бы не сделал, но постепенно, всей толпой, можно было бы добраться до самых мелких веточек стратегий.
Уже потом я прочитал еще и про стратегии "ястреб-голуб", самки-скромницы - самки- развратницы, самцы-гуляки - заботливые самцы (здесь я просто обалдел, насколько названия совпали (!)) у Докинза. Но все это опять-таки, отдельные "веточки", а не общая система стратегий.

3. Выделение стратегий и факторов игры на выживание дает огромный простор для компьютерного моделирования макроэволюции.

4. Мелкая, но приятная идейка, что размножение следует представлять не как изначальное свойство живых существ, а как адаптацию к фактору времени, неотвратимо убивающего любой конкретный живой организм. С этой идейкой можно, конечно, поспорить (курица или яйцо). Но все же  

4. И, наконец, самой ценным в своей статье я считал четкое связывание идеи стратегий выживания с проблемой направленности макроэволюции, откуда вытекало, что макроэволюция предопределена и "закрыта".

И вот я думал, что хоть одна из этих идей "выстрелит" удачно, и народ ее подхватит и будет радоваться.
Я предполагал, конечно, что меня сильно пожурят за список литературы... но надеялся, что и радость тоже будет.
К сожалению, ничего такого не случилось. Я опубликовал, конечно, свою раннюю статью у нас здесь, в вестнике. Но тут она никому не нужна. Правда, отдельные любопытные товарищи прочитали и возрадовались. Но это не были профессиональные биологи.
А в центральном издательстве только отругали за литературу, и вообще ничему не обрадовались...
И сижу я сейчас уже год, потихоньку заполняя ужасные пробелы в литературе.

Теперь по другим замечаниям:

Продолжим махровое подавление научного инакомыслия. Заметил "решается в свете парадигмы нелинейности" и сразу просмотрел на наличие мат аппарата с нелинейными уравнениями. Не нашел. Почему? Дальше также всплывали "решения уравнений" без самих уравнений. Ваш бронепоезд на запасных путях или ещё на заводе клепают?

Думаю, без мат. аппарата в данной статье вполне можно было обойтись. Вернее, здесь было бы достаточно приведения в качестве примера только ОДНОГО уравнения:
x2=4; из которого x1=2; x2=-2
Этого уравнения уже достаточно, чтобы понять идею нелинейности. А
реальных уравнений пока, вероятно, составить просто невозможно, поскольку мы еще не знаем всего об энергетике живых систем.
Вследствие этого, согласен, статья носит весьма натурфилософский характер. Тем не менее, все размышления все же опираются на эмпирический факт наличия в природе огромного числа РАЗНЫХ организмов, решающих, тем не менее, только одну задачу - выжить. И размышления по плюсам и минусам стратегий и их равноценности тоже опираются на этот эмпирический факт.
Будучи, по роду своей деятельности, фитоценологом, я вдоволь наигрался с математическими методами упорядочивания геоботанических описаний. Так вот. В данной области математика - это, почти всегда, лишь красивая игрушка. Которая позволяет подтвердить математически то, что уже давно сделал Ваш мозг и глаза. Т.е. геоботаник еще в поле сразу видит типы фитоценонов, которые он потом выделит, видит их границы и т.п... А потом, всякие кластерные анализы только повторяют то самое разбиение, которое геоботаник уже сделал у себя в голове.
Т.е. я хочу сказать, что когда Вы выдаете некое рассуждение, мозг его уже просчитал у Вас в голове "математически" и выдал Вам готовый результат. У Докинза есть пример - когда вы ловите рукой мяч, Вы же не решаете сложные дифф. уравнения по рассчету его траектории... И тем не менее, ловите этот мяч. Ваш мозг за Вас прорешал эти уравнения. Вы просто не почувствовали это.
Думаю, что моей статье не хватает не столько нелинейных мат.уравнений, сколько реального компьютерного моделирования. Вот оно, действительно, было бы здесь весьма полезно.

Озадачивает длинный перечень стратегий Раменского. И с новыми названиями. Зачем??? После пересказа и переименования чужой концепт своим не становится.

Дело в том, что я их поправляю. У них эти стратегии висят непонятно где... Т.е. просто экологические стратегии. Я же уточняю, что их надо считать стратегиями по такому-то фактору. А раз есть уточнение, т.е. несколько новое понимание, то я имею право их переименовать. Чем я и воспользовался, так как термины: лорда, бродяги и изобретателя кажутся мне более красивыми и кидающими мостик к социальным системам.

Сараи и дворцы сопряжены непрямо, но очевидно с К и р стратегиями.

Конечно!   Сараи и дворцы можно интерпретировать, как r-K стратегии в их наиболее широком понимании. Вот только сами авторы такое понимание в r-K cтратегии не вложили. Следовательно, я и здесь могу вводить свои названия.

Стратегиям явно не хватает сводной таблицы. Список их необходимо расширять (рубить на более мелкие). Особенно по части паразитов ИМХО.

Конечно! Это было бы здорово!

"Допустим, есть две колонии клеток, существующие в однородной водной среде. Обе колонии имеют по 10 клеток. .... Выгода от подобной специализации получается весьма сомнительной."
Сомнительно, что автор, несмотря на постоянные обращения к нелинейности, проникся духом синергетики. В природе 2+2 не всегды 4. Так что модель произвольна и не доказательна, показывает только намерения автора.

Духом синергетики проникаться не надо. Ее надо воспринимать критически. И не надо ее искать там, где ее нет. Совершенно верно, в природе 2+2 не всегда равно 4. Это именно тот случай, когда возникает новое эмерджентное свойство. И этот случай (с эмерджентным свойством) я рассмотрел в статье чуть ниже случая с 10 клетками.

Снова стилистика: нужно снести нафиг все сноски. Обилие деепричастных оборотов, скобок и этой дури портит текст со страшной силой. И сноски - наихудший вариант, т.к. полностью выходят из структуры текста и заставляют распылять внимание, либо пропускаются читателем, что также нежелательно. Любите слово "Далее". Читатель обычно сам замечат, где расположен текст на странице.

Согласен. Я, как и многие, не чувствую недостатки своего стиля (своих ошибок не замечаешь). Но от этого они не исчезают. Они наверняка есть. Теперь я знаю, с чем бороться - впредь буду безжалостно уничтожать сноски и скобки.

Стратегии способа добычи ресурсов явно пересекаются с производством/добычей  блоков самовоспроизведения.

Конечно пересекаются. В этих стратегиях вообще все со всем пересекается  
Но они не идентичны. Стратегии производства/добычи отвечают на вопрос "Что" добывать. А стратегии способа добычи - "Как" добывать.

Факторы эволюции - довольно четко очерченный круг понятий. Расширение их, на мой взгляд - благое дело, но чем эко. кризис отличается от горлышек волн жизни (именно как фактор эволюции)?

Да, согласен. Этот термин уже жестко "застолблен". Возможно, придется вводить термин "факторы игры на выживание".

Еще раз большое спасибо за конструктивную критику. Буду рад, если еще чего-нибудь усмотрите

[Basileus]

А именно, возникает вопрос - кто "взвёл" Вселенную?
Сама "взвелась" ?  :lol:

А это как раз вопрос философский. Мы-то все мыслим в категориях Западной цивилизации с ее парадигмой линейного времени. Отсюда как раз и выползает вопрос о первоначале. А вот для китайца или индуса такой вопрос вообще не встает. Вселенная была, есть и будет. И неча огород городить...

P.S. Статью пока не осилил в полном объеме, велика зело реально. Но есть предложение обсудить аспекты компутерного моделирования эволюции. Тока наверное лучше в отдельной ветке, а не здесь. Вам в стречались толковые опубликованные модели?

[Imperor]

А это как раз вопрос философский. Мы-то все мыслим в категориях Западной цивилизации с ее парадигмой линейного времени. Отсюда как раз и выползает вопрос о первоначале. А вот для китайца или индуса такой вопрос вообще не встает. Вселенная была, есть и будет. И неча огород городить...

Так ведь вроде уже решили, что начало у Вселенной все-таки было...
Дело в том, что модель Вселенной, в которой она имеет начало, как раз спасает научный мир от проблемы упорядоченности этой Вселенной. Если бы Вселенная была всегда, то тогда точно без Бога не обойтись. Т.к. если Вселенная вечна, то она должна была прийти в состояние термодинамического равновесия БЕСКОНЕЧНО давно.
Но мы этого не наблюдаем.
Возникает вопрос о внешней силе. Т.е. КТО наводит порядок в Нашей Вселенной. Т.е. нужно вводить Бога во Вселенную.

А когда выяснилось, что Вселенная ИМЕЛА начало, то это послужило прямо-таки спасением научному народу от Бога. Т.е. просто говорим - Да! когда-нибудь Вселенная умрет тепловой смертью, но пока она еще очень молода, пока она еще "бурлит" потоками энергии... и пока эти потоки "бурлят", в них будут рождаться сложные системы... Ура! Бога вводить не надо!

А про то, что Вселенная родилась у нас точно по первой странице Бытия... т.е. из ничего и сразу... причем практически вчера... - всего 15 млрд. лет назад. Так это просто совпадение. Ничего больше. Обалдеть! Все миллиарды галактик, в каждой из которых сотни миллиардов звезд, родились практически в один миг всего лишь на 3 "дня" раньше маленькой планеты Земля... и на 4 "дня" раньше появления жизни на Земле... и на 6 "дней" раньше появления человека...
А для нас это все просто совпадение!

Вот только опять выплывает скромненький такой вопрос - кто сообщил Вселенной это бурление? т.е. кто "взвел" Вселенную?

P.S. Статью пока не осилил в полном объеме, велика зело реально. Но есть предложение обсудить аспекты компутерного моделирования эволюции. Тока наверное лучше в отдельной ветке, а не здесь. Вам в стречались толковые опубликованные модели?

По поводу моделирования эволюции. К сожалению, не знаю о таких моделях. Только слышал чего-то где-то. Огромная просьба ко всем, кто знает конкретные ссылки, привести их здесь.
На мой же непросвященный взгляд, скромные создатели компьютерных игр ушли в таком моделировании ОЧЕНЬ далеко вперед, сами того не зная.
Долго объяснять, но поверьте, я большой специалист в этой области . Если сейчас фирма Blizzard в игре Diablo II просто возьмет, и "зациклит" все виртуальные фигурки на своих серверах на себя (т.е. не игроки будут этими фигурками двигать, а сами фигурки начнут там бегать, искать нужные шмотки и дуэлиться), при этом время от времени делая "Save", т.е. создавая свои КОПИИ (хоть Гильгамешу эта аналогия не понравится ...
то там на серверах пойдет НАСТОЯЩАЯ эволюция... Сочетания скилов (имитаторы генов) начнут автоматически проходить проверку естественного отбора и пройдут ее только наиболее эффективные сочетания...
А если туда еще ввести и дополнительные факторы среды... и скилы по этим факторам... (сейчас там у персонажей почти исключительно "дуэльные" скилы)...

Самое смешное, что все это сделать опытному программисту такой фирмы, собаку на наведении "баланса в игре" съевшего... - от силы месяц работы!

[Victor]

Алгоритмы, имитирующие биологическую эволюцию, давно известны в математике, они так и называются – «генетические алгоритмы». В общих словах идея такая: формируется популяция, состоящая из некоторого количества объектов, которые характеризуются набором параметров (геномом), вводится функция приспособленности и затем осуществляется отбор и воспроизводство. На каждой итерации выбираются индивидуумы, которые дадут потомство (в зависимости от их приспособленности), затем их геномы подвергают мутациям (изменяют случайным образом) и рекомбинируют (это аналог полового размножения – но можно ограничиться и простым копированием). С течением времени приспособленность популяции растет.

Что можно получить с помощью подобных алгоритмов, см. например, здесь: http://vorlon.cwru.edu/~beer/pubs.html  (системы искусственного интеллекта и управления роботами).

Основная проблема этих алгоритмов в том, что они работают довольно медленно и чувствительны к параметрам.

[Victor]

Еще одна ссылка о моделировании эволюции http://www.frams.alife.pl/

[Игорь Антонов]

По поводу моделирования эволюции.

Генетические алгоритмы, реализуемые техническими средствами,  не воспроизводят  важнейшего для  биологической  эволюции феномена –  системного усложнения. К комлексности, характерной для  сложных систем, нет путей градиентного спуска, не формируется она и в результате рекомбинации относительно независимых компонентов систем. Это обстоятельство отражено и в обзорной лекции С.Л.Сотника по генетическим алгоритмам "Машинная эволюция" , где  автор отмечает необходимость предоставлять структурные решения для машинной оптимизации готовыми, обозначая соответствующую неформализуемую операцию как "СДС" – синтез допустимой структуры. Поэтому нельзя утвержать, что генетические алгоритмы моделируют биологическую  эволюцию. Точнее будет сказать, что они моделируют микроэволюционную оптимизацию. И проблема здесь не в ограниченности машинных ресурсов, а в принципиальных свойствах используемой  модели, которые не изменятся и при неограниченном наращивании ресурсов.

[Victor]

Генетические алгоритмы, реализуемые техническими средствами, не воспроизводят важнейшего для биологической эволюции феномена – системного усложнения.

В каком смысле? Они в принципе на это не способны или не дают такого результата на практике?

Я думаю никакого строгого ограничения здесь нет. Если представить себе «структурно простую» особь с генотипом G1 и «структурно сложную» с генотипом G2, то нельзя доказать, что переход G1->G2 не может быть получен в результате работы генетического алгоритма.

[Игорь Антонов]

Генетические алгоритмы, реализуемые техническими средствами, не воспроизводят важнейшего для биологической эволюции феномена – системного усложнения.

В каком смысле? Они в принципе на это не способны или не дают такого результата на практике?

Они закономерно не дают такого результата.

Я думаю никакого строгого ограничения здесь нет. Если представить себе «структурно простую» особь с генотипом G1 и «структурно сложную» с генотипом G2, то нельзя доказать, что переход G1->G2 не может быть получен в результате работы генетического алгоритма.

Нет никакого строгого ограничения  на то, чтобы  генератор случайной последовательности текстовых символов выдал нам текст "Евгения Онегина". И нет никаких сомнений, что этого никогда не произойдёт. Умозрительной "принципиальной возможности" перехода G1->G2 недостаточно. Должна наличествовать его закономерность.  Закономерность системного усложнения отсутствует в технической модели ГА.

[Victor]

Должна наличествовать его закономерность. Закономерность системного усложнения отсутствует в технической модели ГА.

Вы слишком многого требуете от ГА. Такая закономерность не очевидна и не показана для биологической эволюции так же как и для ГА.

[Игорь Антонов]

Должна наличествовать его закономерность. Закономерность системного усложнения отсутствует в технической модели ГА.

Вы слишком многого требуете от ГА. Такая закономерность не очевидна и не показана для биологической эволюции так же как и для ГА.

Да где же я этого требую от ГА?
Я этого требую лишь от тех, кто утверждает, что ГА "имитируют биологическую эволюцию".

[Victor]

ГА имитирует эволюцию по определению. Это просто математическое воплощение тех принципов, которые, как считается, составляют суть эволюции. Другой вопрос – насколько точное это воплощение, и правильно ли мы понимаем механизмы эволюции вообще.

[Комбинатор]

Нет никакого строгого ограничения  на то, чтобы  генератор случайной последовательности текстовых символов выдал нам текст "Евгения Онегина". И нет никаких сомнений, что этого никогда не произойдёт.

ИМХО, пример с поэмой Пушкина некорректен, ибо в принципе не предусматривает никакого критерия отбора вариантов.
Если же говорить о ГА в принципе, то, на мой взгляд, основным недостатком большинства сегодняшних моделей является отсутствие механизмов учёта обратных связей в генных сетях. Грубо говоря, предпологается, что все гены мутируют случайным образом, и независимо друг от друга. Отсюда и принципиальная ограниченность в потенциальной сложности адаптационных механизмов. Думаю, что в ближайшие несколько лет должны появиться алгоритмы, позволяющие моделировать именно блочно-комбинаторный принцип эволюции биологических систем, что позволит выйти на принципиально новый уровень сложности решаемых ими проблем.

[Игорь Антонов]

Нет никакого строгого ограничения  на то, чтобы  генератор случайной последовательности текстовых символов выдал нам текст "Евгения Онегина". И нет никаких сомнений, что этого никогда не произойдёт.

ИМХО, пример с поэмой Пушкина некорректен, ибо в принципе не предусматривает никакого критерия отбора вариантов.

Пример из Пушкина  является не эволюционной моделью, а иллюстрацией  явной  недостаточности аргумента Виктора -  "нет никакого строгого ограничения".