Эволюция - как происходит создание информации?

[Николай]

мутация создает элемент потенциальной системы, а не новую систему

Правильно. Я ещё несколькими постами выше хотел сказать, что новая система - результат серии шагов, но отвлёкся на дискуссию с афросергеем.

В этом примере он, действительно, может сыграть роль фактора, обеспечивающего новые возможности зрения, но за счет пластичности и организующего потенциала самой нервной системы

А Вам не кажется, что жизнь В ПРИНЦИПЕ весьма пластична? Особенно в сравнении с творениями инженеров и программистов.

В общем случае клетка должна знать в каких тканях, в  какое время, в каком количестве экспрессировать белки с новыми свойствами и куда их транспортировать.

Не вижу причин, по которым такое "знание" не может быть унаследовано от опсина-предка. Напоминаю, что речь о "копипасте".

Случайные блуждания здесь будут деструктивно действовать на существующую системность, а не иметь потенциал создать что-то новое.

У кого подействует деструктивно, тот вымрет.

[Игорь Антонов]

Николай, для Вас не существует понятия и специфики системной целостности, а для меня вся суть проблемы -  в характерных свойствах организованной системности и механизмах ее возникновения.  Поэтому нам так трудно понять друг друга.

[Николай]

Николай, для Вас не существует понятия и специфики системной целостности, а для меня вся суть проблемы -  в характерных свойствах организованной системности и механизмах ее возникновения.

А мне кажется, что Вы перетаскиваете лишнее с артефактов, созданных человеком, на живую природу.

[Николай]

Это подробно комментируется в дискуссии с моим участием, ссылку на которую я давал выше в этой теме. Видимо, нет необходимости повторять это здесь.

Почитал.
То же самое, что и здесь, только поглубже и с более подкованным собеседником, коим, безусловно, является Марков.

Игорь, Вам пальцем показывают "а вот!", а Вы отвечаете "А нифига!".  Вам указывают на длинную последовательность маленьких шажков, а суть Ваших претензий в том, что ни один из этих шажков не гигантский прыжок, и это, дескать, делает путь невозможным без "катапульты".
Какой смысл в такой дискуссии - непонятно.

[Игорь Антонов]

Николай, повторюсь, для Вас вообще не существует проблемы системной сложности и Вы не понимаете, что к системе из нескольких взаимодействующих элементов нет поэлементной траектории приближения. Даже когда к системе добавляется всего один новый элемент, он включается в систему при условии согласованной корректировки связей и управления, и даже такое событие на основе случайных блужданий не является закономерным событием. Если порождение новой системности в таких ситуациях обусловлено не случайностью, а особой адаптивной пластичностью живого, которую и Вы отмечаете выше, то пока констатации этого обстоятельства нет в постулатах теории эволюции, в ней нет главного. 

Что касается пошаговых эволюционных трансформаций, в том числе и на основе случайного поиска, в них нет ничего противоестественного, пока они не затрагивают "структурную схему" организма, а являются варьированием параметров действующей модели. В технической терминологии такие трансформации относятся к категории параметрической оптимизации. Но параметрическая оптимизация не перетекает автоматически и постепенно в структурный синтез. Это два разных явления. По сути аналогично внутривидовая эволюционная адаптация не перетекает в структурные ароморфозы.

В отношении структурных изменений нет места для случайного поиска в силу того, что будучи произвольными они, как правило, разрушительны и их комбинаторное пространство при этом гиперастрономично. И в полном соответствии с этим обстоятельством популяции  и виды структурно однородны и стабильны иногда десятки миллионов лет при существенном разбросе веса,  роста и других параметров. Однако они не демонстрируют нам наличия в природе случайных ненаправленных поисков структурных трансформаций, при наличии которых каждая особь отличалась бы и своим функционально-структурным устройством.

[Vladimirkox]

Возможна модель направленной системной эволюции, где все мутации генов будут случайными, но не случайной будет скоординированная реакция клеток на эти мутации. Но причиной и движущей силой эволюции в этом случае будет второе, а не первое обстоятельство.

Вы отчасти правы. См."Фракталы и хаос в биологическом морфогенезе" Исаева В.В. с соавт. 2004г.

Отбор происходит под влиянием окружающей среды, а окружающая среда меняется по неслучайным законам, как то и положенно диссипативной системе. По моему скромному мнению, случайность и хаос - две большие разницы.

Если уж захвачен рекурсивный алгоритм формирования фрактала, то в разном масштабе будет возникать самоподобие. Если мы увидели появление дендроидов, то эти дендроиды обязательно будут при изменении масштаба. Другое дело в том, что жесткий алгоритм приводит систему в состоянии противоречия, а для выхода из этого противоречия начинает использоваться дополнительный (случайно сформированный) алгоритм, опять таки - жесткий, т.е. очередное противоречие - предсказуемо.

Это ещё не конец света, а перспектива очередной экологической катастрофы, которыми нас пугают футурологи.

[Николай]

И в полном соответствии с этим обстоятельством популяции  и виды структурно однородны и стабильны иногда десятки миллионов лет при существенном разбросе веса,  роста и других параметров.

Из чистого любопытства:
Вы сами как считаете, была ли хоть одна такая структурная трансформация на пути между древним "ланцетником" и человеком; или человек - это просто параметрическая модификация ланцетника?

Заранее спасибо.

[Игорь Антонов]

К таким структурным трансформациям относится любая дифференциация органов, тканей, организменных и внутриклеточных систем,  имеющая функциональное значение. Поэтому таких трансформаций от ланцетника до человека много.

[Vladimirkox]

Стесняюсь спросить, а не слишком ли хлопотно, отделять структурные трансформации от параметрических модификаций?

[Николай]

К таким структурным трансформациям относится любая дифференциация органов, тканей, организменных и внутриклеточных систем,  имеющая функциональное значение. Поэтому таких трансформаций от ланцетника до человека много.

А вот мозг - это структурная трансформация или просто утолщение нервной трубки, фигня?

[Игорь Антонов]

Стесняюсь спросить, а не слишком ли хлопотно, отделять структурные трансформации от параметрических модификаций?

Но такое разделение, действительно, актуально для технических приложений и я думаю, что внутривидовая вариативность, очень пластичная, например, у пород собак, сохраняя при этом неизменной структурную модель представителя вида по сути аналогична параметрическому варьированию в технических приложениях. Алтухов и Рычков проецировали такое разделение и на геном, разделяя его на мономорфную и полиморфную части.

[Игорь Антонов]

А вот мозг - это структурная трансформация или просто утолщение нервной трубки, фигня?

Внутренняя дифференциация мозга, безусловно, структурная трансформация.

[rod1gin]

Пусть есть (сколько шт?) организмов данного вида.

Ну, например, антарктического криля на Земле в настоящее время от 125 до 750 млн. тонн, вес каждой особи до 2 граммов. Делим, получаем где-то от 60 триллионов до нескольких квадриллионов особей. Наряду с этим есть и немногочисленные виды, но новые сложные органы, насколько я понимаю, вырабатываются именно при эволюции "массовых" видов.

Возьмём следующие правдоподобные цифры: численность вида = 100 триллионов особей, продолжительность поколения = 1 год, время на эволюцию глаза = 300 миллионов лет. Вычисляем, получаем 30 тысяч миллиардов миллиардов актов отбора.

возможность случайного самопроизвольного создания чего-то сложного для меня выглядит крайне сомнительной

Уже объяснили без меня: биологическая эволюция движется только маленькими шажками. Медленно-медленно, но "вверх по склону" и только "вверх". Любая самая маленькая "канавка" на пути становится непреодолимым препятствием.

Из моего опыта работы с задачами оптимизации по многим параметрам, когда она ведется без понятных математических зависимостей или хотя бы эвристик, процесс обычно получается неимоверно сложным, и генетические алгоритмы, как и случайные - обычно самые неэффективные.

Так есть же эвристика - факт выживания особи. Образно говоря, всякие случайности "толкают" биологический вид то вверх то вниз, но все "толчки вниз" "гасятся" естественным отбором, а под воздействием каждого "толчка вверх" вид немножечко "залезает вверх по склону".

Так что эволюция это далеко не метод прямого перебора.

Генетические и случайные алгоритмы, естественно, самые неэффективные, если сравнивать их с продуманным и целенаправленным решением задачи. Но иногда прямого метода решения либо нет, либо на его разработку надо затратить нерационально много времени. Ну или некому пока ещё придумывать прямой алгоритм, как в случае с эволюцией. В таких ситуациях случайные алгоритмы вполне годятся. Если, конечно, понимать под случайным алгоритмом не вариант прямого перебора, а сочетание случайность + движение "вверх по склону".

Так каковы шаги?

В деталях я Вам не расскажу - я не биолог. Но своё представление могу изложить.

Вначале был верхнепротерозойский Океан, в котором плавал фитопланктон и поедающий его зоопланктон. Зоопланктон состоял из примитивных животных, напоминающих современных медуз. Никаких инстинктов, тем более, обучения, ещё не было - была только "автоматика". Мышца сокращается, от неё сигнал бежит по нервной цепочке к другой мышце, через 200 миллисекунд добегает, и вторая мышца тоже сокращается. В результате животное движется передним концом вперёд и попутно что-то фильтрует. Потом у одного из таких животных в одной из нервных цепочек что-то сломалось (точнее, сломалось, естественно в ДНК, в результате чего получилась дефектная цепочка). В темноте эта цепочка работала одним способом, а на свету - другим. Из-за этого животное приобрело какой-то новый алгоритм поведения. Возможно, оно стало опускаться в глубокие слои воды ночью и подниматься днём, следуя аналогичным миграциям фитопланктона (который, вероятно, "изобрёл" фототаксис даже раньше животных). Возможно, оно стало усиленно двигаться вперёд если сзади появилось что-то тёмное (избегая тем самым попадания в рот более крупному фильтратору). Так или иначе, животное оставило потомков больше обычного, и "дефектная" цепочка начала распространяться.

Потом "сломалась" какая-то другая нервная цепочка. Возможно, даже не у потомков первого животного, а у другого животного того же вида где-то в совсем другой части Океана. Потом потомки первого и второго животного встретились и полюбили друг друга, в результате чего родилось животное с уже двумя "дефектными" цепочками. Потом "дефектные" цепочки стали мэйнстримом и животные стали конкурировать друг с другом на предмет того, у кого эти цепочки круче. У кого они обеспечивают оптимальный алгоритм поведения. У кого на реализацию этих цепочек надо меньше всего материала. У кого эти цепочки проще всего получаются в процессе эмбриогенеза. В результате выяснилось, что наилучшие результаты получаются, когда светочувствительные клетки расположены на нескольких маленьких выпуклостях, или, наоборот, нескольких впадинах на переднем конце тела, и все синапсы для обработки сигналов от этих клеток тоже сгруппированы поблизости. Потом у вида с "глазами" на выпуклостях на этих выпуклостях образовались малюсенькие впадинки, на дне каждой из которых располагалась светочувствительная клетка (чтобы на эту клетку попадал свет только с одного направления). Так появились фасеточные глаза. А у вида с "глазами" во впадинах вход в эту впадину стянулся до маленькой дырочки (с той же целью). Так появились "нормальные" глаза. Потом и у тех и у других впадины заполнились прозрачным материалом, образуя линзы.

[Vladimirkox]

Внутренняя дифференциация мозга, безусловно, структурная трансформация.

[Vladimirkox]

Я понял. Структурные трансформации там, где не можем отследить цепочку параметрических модификаций.