Загадки эволюции

Автор mastax, марта 25, 2005, 11:33:20

« назад - далее »

Tinkoff

Игорь Антонов
Цитироватьи вы встречно не заметили, что Wokiber весь ваш монолог воспринял как обращённый к нему самому? Сюжет разыгрывается по канонам "комедии ошибок".

Косвенно он и его касался, кроме того я процитиовал именно Wokibera.

А вот вы решили не заметить некоторые вопросы.

Получается у вас нет никаких новых аргументов.

У Вас через почти два года есть что-то добавить, или изменить  после всех дискуссий?

5 И. Антонов
 2-8-2003 04:33
 ЧАСТЬ 1

Прежде всего, следует отметить, что теория систем принципиально различает два подхода к оптимизации систем. Первый подход связан с априорным знанием о существовании зависимости направления изменения оптимизируемого показателя качества системы от направления плавного варьирования параметров регулирования системы. Такие параметры могут быть непрерывными или дискретными, но они имеют всегда количественную меру и позволяют задавать направление варьирования. Для выполнения оптимизации системы на наборе таких параметров используется целый спектр различных методов ускоренного направленного и случайного поиска. Здесь мы имеем дело с классической параметрической оптимизацией, которая наблюдается и у живых организмов, и может выражаться в адаптивном подборе длины, высоты, толщины, формы различных частей тела и варьировании других морфологических признаков.
Второй способ оптимизации систем связан с ситуацией, когда нет априорной информации о законе связи показателя качества системы с варьируемыми параметрами, и когда сами параметры не могут иметь явно задаваемого направления варьирования. Единственным возможным формализуемым машинным методом решения задачи оптимизации систем через поиск экстремума показателя качества в этом случае теория считает полный перебор всех состояний системы с оценкой и сравнением значений показателя качества в каждом из состояний. Именно с параметрами второго рода мы имеем дело, когда речь идёт о поисках вариантов структурной оптимизации систем. Параметры, определяющие структуру, обычно имеют дискретный, качественно отличающийся друг от друга набор значений, на котором невозможно задать направление варьирования параметра (электронные и цифровые элементы, операторы и блоки программы, гены, кодирующие биохимию тканей в живых организмах). Экстремум показателя качества, порождённый оптимальным структурным решением, проявляет себя в таких системах лишь в результате определённого взаимно упорядоченного сочетания определяющих структуру элементов. Для обладающих такими свойствами параметров регулирования и показателей качества теория оптимизации знает единственный формализуемый машинный способ поиска оптимального структурного решения - полный перебор всех состояний системы.
В то же время, для человеческого творчества характернейшим повсеместным явлением является создание и развитие структурных решений способом, принципиально альтернативным полному перебору всех состояний системы. Будем называть этот способ разумным. Я предполагаю, что качественно однородное с ним явление должно было проявляться и в процессе эволюции форм жизни.

--------------------------------------------------------------------------------
6 И. Антонов
 2-8-2003 04:37
 ЧАСТЬ 2

Какой из рассмотренных выше способов поэтапного усложнения структур работал в процессе макроэволюции форм живой природы?
Теория эволюции утверждает, что способ, основанный на селективном отборе результатов случайных ненаправленных мутаций живых организмов. Здесь мы сталкиваемся с первым противоречием между СТЭ и теорией систем. Оптимальные структурные трансформации, включая локальные оптимумы, по мнению теории систем, гарантированно можно обнаружит только через последовательный полный перебор состояний системы. Теория же эволюции считает, что существует закономерный, формализуемый статистический механизм, позволяющий формировать такие решения в процессе отбора результатов мутаций. Кстати, взгляды различных сторонников СТЭ здесь несколько разветвляются. Классическая теория считает, что селективный отбор почему-то должен закреплять в популяциях промежуточные шаги к новым структурам. Келаврик же считает, что с какой-то очередной мутацией сразу появляются новые, оптимизирующие систему структуры, и именно и только в этом качестве закрепляются отбором.
Первый вариант структурной эволюции по версии СТЭ (закрепление промежуточных шагов) вступает в явное противоречие с фактом отсутствия эффекта от новой структуры и признаков приближения к ней до момента явного появления структуры. То есть, классическая СТЭ считает, что параметрическая оптимизация плавно перетекает в структурную, подобно тому, как количество перетекает в качество, и этим объясняется весь механизм макроэволюции (Надо ли объяснять, что вся история эволюционной биохимической дифференцировки тканей и органов оказывается за кадром такого сценария?).
Что же версия Келаврика? Он чуть оппортунист, то есть признаёт, что структура должна появиться сразу. Возникает ряд вопросов: Если это новый орган, или новая дифференцировка органа, может ли это явление быть результатом мутации одного гена – новая биохимия, новая форма, новые обменные процессы – реально ли одним геном? А если это работает ансамбль – есть ли хоть какая-то реальная вероятность его разового появления при типичном низком уровне мутаций, затрагивающих биохимию организма? Не работает ли здесь нечто большее, чем просто случайность ? – вполне резонное предположение.

--------------------------------------------------------------------------------
7 И. Антонов
 2-8-2003 04:40
 ЧАСТЬ 3

Однако, главная проблема механистичного обоснования механизма эволюции через отбор результатов случайных мутаций состоит, по моему, в общесистемных закономерностях самого процесса ненаправленных мутаций. Во всех известных нам высокоорганизованных структурированных иерархических системах закономерное действие случайных мутаций является сугубо разрушительным, нарушающим упорядоченность и функции системы.
Когда происходят на практике оптимизирующие структурные трансформации систем, они реализуется как правило через перестройку отдельных блоков и связей в системе при сохранении общего высокого уровня связности и упорядоченности. Любой случайный процесс не случаен по своим статистическим характеристикам. Воздействуя на структурированную систему он закономерно стремится трансформировать её характеристики распределения и упорядоченности в собственные. Представьте себе, что мы единовременно применили эффект случайной ненаправленной мутации к каждому элементу некоторой системы. Результатом будет совершенно неупорядоченная система, с равномерным статистическим распределением всех элементов по системе. Если мы начинаем плавно снижать интенсивность разовых мутаций, ослабляется степень вносимой мутациями в систему хаотичности, но сохраняется общий характер воздействия мутаций на систему. Даже если мы уменьшим поток до единичных мутаций, закон их воздействия на систему сохранится – нарушение упорядоченности, повышение хаотичности. Никакого потенциала комплексно реорганизовать связи и блоки в высокоорганизованной иерархической системе, сохранив её уровень упорядоченности, этот случайный процесс не имеет. Его закономерное действие – хаотичное бессистемное перемешивание. Следовательно, даже бесконечно долгое применение к системе операций случайных ненаправленных мутаций не даёт нам ни закономерности, ни гарантии, что система может или должна когда-либо усложниться. Раз усложнение в этой ситуации не является закономерным и неизбежным явлением даже на бесконечном интервале времени, строить на этом механизме модель закономерного эволюционного развития нельзя.
Реальным же фактором прогрессивной эволюции, по моим предположениям, может быть фактор, качественно однородный человеческому разуму, обеспечивающему генезис технических систем, который подобен по ряду признаков генезису форм живой природы. Этот фактор пока не имеет математической модели, и не реализуется в формализуемых компьютерных алгоритмах. Данное предположение косвенно подтверждается безуспешностью попыток смоделировать эволюционное прогрессивное усложнение систем через механизм, предлагаемый СТЭ, несмотря на примитивный механицизм его возможной реализации – мутируй, да отбирай. Реальное усложнение и развитие структур таким образом , видимо, происходить не может.

Игорь Антонов

Цитата: "Азазель"У Вас через почти два года есть что-то добавить, или изменить  после всех дискуссий?

То, что я считал нужным добавить или изменить в процитированном вами  тексте,  я сделал в конце 2003 года -   Возможна ли эволюция систем без участия разума?

Сейчас я кое-что в деталях поменял бы и в этом тексте, но не настолько, чтобы переписывать его заново.
В частности -
1)  заменил бы "разум" на  "интеллект".
2) Отметил бы, что чётко различаю в своей аргументации два уровня  - сильный (критический) и "слабый" ( гипотетический).
3) Осторожнее бы высказался об отправной точке биологической эволюции.

В общем-то, вот  и все главные поправки.

Отмечу дополнительно, что за религиозно-философский контекст моего текста я ответственности не несу  :)  , что  оговаривается и в предисловии к статье.

Wokiber

Цитата: "Азазель"Wokiber
Цитироватьвозможно я плохо обьяснял но может вы мне покажете где я утверждал что нужен перебор.
"Ваши оппоненты считают что ненужно полный перебор так как  достаточно изменения в одном гене, что бы появилась что-то новое.
В гене достаточно изменение кодона , независимо от других чтобы появилось изменение "

Даже если не увидеть "ненужно", то как всю цитату понять неправильно?
простите я невнимательно прочитал, наверно  чем то другом думал. Но в целом свое мнение об опонентах я высказал как было задумано..

зы:Игорь отвечу когда разберусь в этой статье про редактирование РНК,уж очень она длинная.

vip-sb

следующий новый вид животного на Земле будет создан человеком (Разумом),
а не путем естесственного отбора, случайных мутаций и т.д.

Да и мерседес не возник случайным мутем, мутируя из самоката (хотя в раскопках можно найти остатки древних самокатов), а был сотворен разумным конструированием.

Может и предшествующие виды живых организмов были созданы интеллектом, а не случайными мутациями?

Nestor notabilis

Цитата: "vip-sb"следующий новый вид животного на Земле будет создан человеком (Разумом),

Клична V.I.P. говорит сама за себя  :D

Olegka

Цитата: "ИгорьАНтонов"не очень понимаю что такое филогенетическая реконструкция ДНК , может обьясните?   
Это изменения в ДНК, следствием которых являются эволюционные изменения фенотипа. (Слово "реконструкция" в русском языке двухзначное, оно означает и "переустройство", и "воссоздание".)
Игорь я не совсем понял Ваш ответ Вокибекеру. Постулат Вокибера был о том, что метелирование не ведет к генетическому изменению. Но Ваш ответ и не противоречит этому или я что-то не понял?

Игорь Антонов

Цитата: "Olegka"Игорь я не совсем понял Ваш ответ Вокибекеру. Постулат Вокибера был о том, что метелирование не ведет к генетическому изменению. Но Ваш ответ и не противоречит этому или я что-то не понял?
Метилирование не ведёт к измению последовательности нуклеотидов в ДНК и к формированию новых генов, но оно регулирует экспрессию существующих генов, меняя тем самым свойства генома и оказывая влияние на  онтогенез.

Olegka

ЦитироватьМетилирование не ведёт к измению последовательности нуклеотидов в ДНК и к формированию новых генов, но оно регулирует экспрессию существующих генов, меняя тем самым свойства генома и оказывая влияние на  онтогенез.
Можно ли считать метилирование генома опосредованной мутацией на уровне химического синтеза?
Или это незначительное прибавление одной из молекул к Днк ,  к тому же к как бы к "генетическому баласту", т.е. при этом наследственная информация не задействована?
Или все-таки задействована? Простите за назойливость.
И еще вопрос: можно ли считать , что это как -то противоречит СТэ, хотя этот вопрос уже Вами был отвечен в ходе дискусси с Вокибером, но явно для меня он не прозвучал.

Игорь Антонов

Цитата: "Olegka"Можно ли считать метилирование генома опосредованной мутацией на уровне химического синтеза?
Предполагается, что изменение характера метилирования генов не сводится к случайным изменениям.  
ЦитироватьИли это незначительное прибавление одной из молекул к Днк ,  к тому же к как бы к "генетическому баласту", т.е. при этом наследственная информация не задействована? Или все-таки задействована? Простите за назойливость.
Метилирование в половых клетках наследуется.
ЦитироватьИ еще вопрос: можно ли считать , что это как -то противоречит СТэ, хотя этот вопрос уже Вами был отвечен в ходе дискусси с Вокибером, но явно для меня он не прозвучал.
СТЭ противоречат гипотезы об эволюционной роли метилирования.
Например, в изложении Александра Маркова:

"Распределение метильных групп по генам ("паттерн метилирования") зависит от того, насколько активно тот или иной ген используется. Получается совсем как с "упражнением" и "неупражнением" органов, которое Ламарк считал причиной наследственных изменений. Поскольку "паттерн метилирования" передается по наследству, и поскольку он, в свою очередь, влияет на активность генов у потомства, легко заметить, что здесь может работать совершенно ламарковский механизм наследования: "натренированные" предками гены будут и у потомства работать активнее, чем "ослабевшие" от долгого неиспользования."

Olegka

Цитата: "Игорь Антонов"Предполагается, что изменение характера метилирования генов не сводится к случайным изменениям.  
КАКовы в этом случае обоснования и каковы законы этого процесса?
ЦитироватьМетилирование в половых клетках наследуется.
А как проявляется в популяции? Не играет ли это как раз на руку СТЭ? Ведь в этом случае это уже процесс параллельного (ненаправл. мутаций) изменения клеток!
Цитировать"натренированные" предками гены будут и у потомства работать активнее, чем "ослабевшие" от долгого неиспользования."
Но эта аналогия с Ламарком кажется мне несколько натянута, если конечно не допустить, что метилирование зависит от "хозяина", т.е. самой особи. Тогда понятие "упражнение" было бы очень к месту!

Игорь Антонов

Цитата: "Olegka"
Цитата: "Игорь Антонов"Предполагается, что изменение характера метилирования генов не сводится к случайным изменениям.  
КАКовы в этом случае обоснования и каковы законы этого процесса?
Обоснование - потенциальная  возможность использования  метилирования/деметилирования в клеточных механизмах саморегуляции,  как регуляторов активности генов при адаптации организма к условиям среды .
Законы - пока не изучены, перед наукой эта задача только ставится.
Цитировать
ЦитироватьМетилирование в половых клетках наследуется.
А как проявляется в популяции? Не играет ли это как раз на руку СТЭ? Ведь в этом случае это уже процесс параллельного (ненаправл. мутаций) изменения клеток!
Я  уже отмечал, что эволюционное значение изменений в паттернах метилирования достоверно пока не изучено. Как и соотношение случайности/закономерности в этих изменениях.
Мутационная модель СТЭ не объясняет явлений быстрой (за десятки поколений)  микроэволюционной адаптации к резко изменяющимся условиям, наблюдаемой в некоторых экспериментах.

Питер

Цитата: "Игорь Антонов"
Метилирование в половых клетках наследуется.
Цитировать
Игорь,     так  все-таки  нельзя.   Откуда  вы  так  уверены,  что    метилирование   наследуется ?   Простите.  но Олежек  биологии  не  знает  совсем - и  не  надо   его  путать  утверждениями   не  доказанными.
Почитайте    Прохорчука  -  у  него   ясно  скзано,  что  в  сперме и  яйцеклетках    геном  гиперметилирован.
http://www.ntv.ru/gordon/archive/10284/
То  есть  такнеспецифичное  важное  для  регуляции  метилирование  в  половых   клетках   не  сохраняется.
И  в  дополненение  к этому  - http://obi.img.ras.ru/humbio/methilation/00010c2d.htm
А  оно  вам  надо  ?

Игорь Антонов

Цитата: "Питер"Игорь,     так  все-таки  нельзя.   Откуда  вы  так  уверены,  что    метилирование   наследуется ?   Простите.  но Олежек  биологии  не  знает  совсем - и  не  надо   его  путать  утверждениями   не  доказанными.
Александр Марков, процитированный выше, пишет:

"паттерн метилирования" передается по наследству"

ЦитироватьПочитайте    Прохорчука  -  у  него   ясно  скзано,  что  в  сперме и яйцеклетках    геном  гиперметилирован.
Прохорчук:

"Каждая гамета, полученная от родителей, имеет индивидуальный патерн метилирования генома, определяющий импринтинг, устанавливающийся во время формирования клеток зародышевой линии."

Питер

Тот  же   Прохорчук

В половых клетках все тканеспецифичные гены, кроме генов специфичных для сперматозоидов и яйцеклеток, неактивны и метилированы. При введении неметилированной ДНК в оплодотворенную яйцеклетку мыши метилируются почти все CG-пары.
И   еще  одна  цитата  отттуда  же
Высказывались предположения, что метилирование у позвоночных используется для закрепления некоего пути развития клетки, после переключения ее в новый режим в процессе дифференцировки. Однако, в свете последних данных, роль метилирования в специализации клеток, по-видимому, не столь существенна и носит вспомогательный характер. Важные переключения в ходе развития осуществляются регулярными белками, способными влиять на активность генов вне зависимости от их метилирования. Например, одна из Х-хромосом млекопитающих сначала конденсируется и инактивируется, и лишь затем некоторые из ее генов метилируются. У сумчатых и в тканях плаценты мыши инактивация Х-хромосомы вообще не сопровождается метилированием. И наоборот, определенные гены, активные в печени, в ходе развития включаются тогда, когда они еще полностью метилированы, и лишь позднее уровень их метилирования начинает снижаться.

А  по  поводу   Маркова  -   простите,  это не  палеантология  и   более-менее  профессионально  он   метилированием  (в  отличие  от  Прохорчука,  Залетаева, Немцовой)   не  занимается. И в   ланном  случае    не  прав.
А  оно  вам  надо  ?

Москвич

Питер,
изучите вопрос самостоятельно. Паттерны метилирования могут наследоваться, и об этом уже хорошо известно. Если  "Олежек биологии не знает совсем" и ему это простительно, то вам нет.