Какие Вы знаете современные теории эволюции?

Автор plantago, октября 13, 2007, 04:52:14

« назад - далее »

DNAoidea

Любая теория строится на аксиомах, вопрос лишь в том насколько эти аксиомы подтверждены практически, опытным путём. И аксиомы - вообще-то применительно к естественным наукам применяют термин постулаты, теории эволюции имеют чёткие материальные, экспериментальные подтверждения, тогда как ни ангелы не было нет... А что именно имел ввиду академик Галимов из такой короткой цитаты понять очень трудно.

Дж. Тайсаев

Solis_Fonte. Такая машина уже есть. Она называется теория самоорганизации. К тому же люди слишком склоны преувеличивать процессы глобальной самоорганизации. Она чрезвычайно редкое явление и для самоорганизации 1 кг. вещества всегда приходится дезорганизовать 10 кг. и более. А откуда взялась свободная связаная энергия, см. теорию Большого взрыва.
Комбинатор. Наутилусы - это насколько мне помнится древнейшие реликты, а реликты характеризуются чрезвычайно низким уровнем эволюционной пластичности и ни на какие радикальные адаптации уже не способны. Можно спросить, а почему раньше, когда еще не были реликтами, а кто сказал, что раньше они это не сделали, у высших головоногих можно сказать совершенное зрение. Эволюция это только тенденция. а не обязательный процесс и там всегда есть свои аутсайдеры.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Alexy

"Такая машина уже есть. Она называется теория самоорганизации. " - эта "машина" очень медленно работает

DNAoidea

Так о чём идёт речь, если про самоорганизацию? Если про физические системы, то там самоорганизация нормально идти, а если про живые, то тут всё дело в способности подобных систем удваиваться - и делать это быстрее, чем согласно Второму Началу Термодинамики они превратятся в хаос. Это и есть объяснение почему живые организмы образуют столь далёкие от термодинамического равновесия системы, точнее системы, которые отделены от такого равновесия очень высокими потенциальными барьерами, которые сама собой преодолены быть не могут.

Комбинатор

Цитата: "DNAoidea"а если про живые, то тут всё дело в способности подобных систем удваиваться - и делать это быстрее, чем согласно Второму Началу Термодинамики они превратятся в хаос.

Каким бы быстрым не было удваивание элементов системы, эволюционирующей в соответствии со вторым законом термодинамики, оно одно принципиально не способно даже сохранять первоначальную организацию, не говоря уже об её усложнении. Нужны по крайней мере ещё следующие условия:
- постоянный поток вещества сквозь границы системы;
- постоянный приток в неё свободной энергии;
А для того, что бы система была способна к самоусложнению, или хотя бы к адаптации, нужен ещё механизм извлечения, запоминания и использования информации о свойствах внешней среды.

Дж. Тайсаев

Честно говоря не понимаю проблемы. Саморганизация слишком медленная, ну и что, она способна нарастать нелинейно. И что значит слишком. Слишком для того чтобы за 500 милионов лет создать новую форму самоорганизации, которая уже не слишком медленная?
А с притоком свободной энергии и вещества также никаких проблем. Вещество в циклическом круговороте, а если Солце светит, значит это кому нибудь нужно.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

DNAoidea

Комбинатор - а зачем вещество? Энергии вполне достаточно. И это условие выполняется. С веществом только для отдельно взятых орагнизмов, для всей биосферы - с трудом.

Игорь Антонов

Самоорганизация в синергетике не является решением проблемы биологической организации. В рамках синергетики не обнаружено какого-либо общесистемного  закона, обусловливающего вектор на усложнение, а не на упрощение.  У Пригожина есть поздняя  книга "Познание сложного", которая скорее констатирует наличие проблемы, чем её решает. Даже постоянный приток энергии и вещества вовсе не обязан что-либо структурировать, а  может, наоборот,  разрушать существующие структуры. Структуры в синергетике, когда они возникают,  возникают причинно,  в результате наличия энергетических градиентов, обусловливающих когерентное движение множества физических частиц к упорядоченной структуре. Что здесь общего с моделью  СТЭ, где путь к новым структурам якобы прокладывает статистический  отбор результатов некогерентных хаотичных возмущений? Кроме того, структура   физической системы, возникающей по законам синергетики, сложна лишь в смысле возникновения  макронеоднородностей и регулярностей, противостоящих статистической однородности энтропийного состояния. Но для живого организма произвольная  новая неоднородность или регулярность вполне может оказаться  убийственной, а не организующей что-то новое. Биологическая организация функциональна. Синергетика же объясняет лишь то, откуда в ряде случаев возникает просто физическая неоднородность и регулярность. Никакой логической связки от физической неоднородности к функциональности не существует. Поэтому синергетика по большому счёту ничего не  решает в проблемах биологической эволюции.

Дж. Тайсаев

Пригожин вообще к концу жизни начал нести всякую околесицу, например отказавшись почти от всех своих идей, начал склоняться к теории эволюции, основанной практически только на аттракторах, то есть на преформистской эволюции (сейчас не помню в какой работе, но если уж надо, могу дать ссылку).
Впрочем он гений, ему простительно на старости лет, заслуги молодости все равно перевесят ошибки старости. Кстати самоорганизация основанная на когерентном согласованном движении - это идея Г.Хакена, а не Пригожина. Она объясняет самоорганизцию существующих структур и взаимоотношений струткур друг с другом, например общественная самоорганизация, но процесс естественного отбора - это прежде всего объясняется неравновесной нелинейной термодинамикой Пригожина вкупе с теорией бифуркаций Пуанкаре-Андронова.
По поводу неоднородностей. Так разве жинь не является такой неоднородностью? Уже хотя бы потому, что в ней сконцентрирована свободная энергия, многие жиненно важные элементы и вещества присутствуют в большей концентрации чем во внешней среде, вредные в меньшей. Я уж не говорю о информационной неоднородности. Можно сказать, что неоднородность жизни функциональна, но что это меняет. Попросту живые организмы, посредством отбора закрепляют лишь те формы приобретенной неоднородности, которые им функционально более полезны.
И последнее. Все эти спекуляции о якобы загадочной природе порядка на фоне второго начала термодинамики не имеют под собой реальной почвы. Второе начало говорит лишь об замкнутых системах, а если есть приток энергии, вещества, информации, совсем другое дело, впрочем как справедливо отмечает DNAoidea, достаточно только энергии, остальное приложится. Я считаю, что напротив второе начало объясняет прогрессивную эволюцию, живые системы вынужденны самоорганизоваться именно потому,  что среда дезорганизуется, что и подстегивает их все время на создание все более устойчивых структур. Конечно дезорганизация Вселенной идет не столь быстро, сколь эволюция жизни, попросту сама жизнь все время дезорганизует среду и подталкивает саму себя на дальнейшую организацию.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

DNAoidea

в общем, не принимая во внимание то, что организмы размножаются, а не возникают de novo из неупорядоченной и разрушающиеся среды, и каждый следующий организм наследует структуру предыдущего, а не создаёт её сам и при этом размножение идёт быстрее, чем каждый отдельно взятый организм разрушится под действием теплового движения молекул до того, что не сможет породить свою копию, а из копий отбираются (то есть быстрее делают другие копии) те, которые унаследовали наименьшеее число накопившихся в родителях деструктурированных элементов, объяснить то, как существует жизнь невозможно с помощью никаких физических построений. Иными словами - именно размножение и отбор размножившихся это то, что двигает систему не к хаосу, а наоборот.
Также, понятно, что для всего описанного нужна энергия извне, и современные организмы как правило уже очень далеки от того порога, что им надо успеть не разложится в течении жизни чтобы успеть сделать потомство - для них уже важное чтобы самого не сожрали - то есть у них на первое место становится прямая конкуренция, а не косвенная - то есть через скорость разложения\размножения.

Дж. Тайсаев

DNAoidea. Я с вами полностью согласен, хочу лишь кое что пояснить. Естественно, что нельзя объяснять эволюционные законы биологии с позиции физики - это редукционизм. Биологи часто спорят с физиками об этом, но иногда и сами заходят в чужие леные владения, например в социальную эволюцию. Я не думаю, что можно с точки зрения второго начала термодинамики объяснить биологическую эволюцию. Физики лелеяли такую мечту, и если бы их мечта осуществилась мы бы стали во многом лишними. Но я думаю, что физика то же не помешает биологам (я ее к сожалению плохо знаю) например не в объяснении биол. эволюции - это глупо и неосуществимо, а в обосновании ее возможности с точки зрения термодинамики, мне кажется, что например физико-химик Руденко это четко показал.
К тому же, неравновесная термодинамика Пригожина, как и синергетика Хакена - это по большому счету не физика, это математические модели, объясняющие сам принцип самоорганизации, а не его механизм, механизм биологической эволюции - это однозначно прерогатива биологии. Вернее было бы неверно сводить синергетику только лишь к математике, вся постнекласическая наука фактически сводится к ней, я думаю, это общенаучная методология, подобная философии, но ориентированная, в отличие от неё на естественнонаучную методологию и математику. В наше время, когда уже даже два разных биолога  при общении друг с другом нуждаются в толмаче, это согласитесь своевременно.
К тому же, постнеклассика это не только синергетика, но и Большая История, системный метод и кибернетика, которая как я считаю незаслуженно забыта. То что "каждый следующий организм наследует структуру предыдыщего" четко вписывается в теорию информациии, кстати математически вполне обоснованную.
Вы как истинный биолог обладаете научным чутьем, физиком можно быть без чутья, достаточно владеть штангельциркулем (в широком смысле этого слова), поэтому интуитивно понимаете многое из того, что физику нужно еще долго и нудно объяснять.
Шматина глины не знатней орангутанга (Алексей Толстой).

Игорь Антонов

Цитата: "Дж. Тайсаев"По поводу неоднородностей. Так разве жинь не является такой неоднородностью?
Жизнь является физической неоднородностью, но физическая неоднородность не является жизнью. Отношение данных сущностей антисимметрично.
Цитата: "Дж. Тайсаев"Можно сказать, что неоднородность жизни функциональна, но что это меняет. Попросту живые организмы, посредством отбора закрепляют лишь те формы приобретенной неоднородности, которые им функционально более полезны.
Это меняет всё. Именно это обстоятельство порождает специфику жизни (активного способа существования информационных систем). И утверждение, что отбор закрепляет соответствующие формы, не содержит в себе никакого объяснения того, как эти формы  возникают и как они развиваются на уровне структурной организации. Косвенно это объяснение, конечно, присутствует в Вашем тезисе и звучит как "случайно само получается", но многих (исключая стойких адептов СТЭ)  такой способ объяснения не устраивает. Включая меня.
Цитата: "Дж. Тайсаев"механизм биологической эволюции - это однозначно прерогатива биологии
Для меня главная проблема СТЭ состоит как раз в её внебиологичности, механистичности. По её логике структурной эволюции под давлением отбора должны быть в равной мере подвержены размножающиеся кибернетические агенты. Я, как представитель технической кибернетики, хорошо знаю, почему это невозможно. Сторонники СТЭ не знают. Это для меня достаточная причина для  утверждения о её несостоятельности. Именно в силу её "кибернетической" внебиологичности. Упреждая возможные упоминания генетических алгоритмов, эволюционирующих программ системы Avida  и сражающихся кибернетических амёб, сразу напомню – я всё это знаю. Сам занимался.  Но эти модели  не дают никаких перспектив для эволюции функциональных структур. В силу существования явления, про которое СТЭ не знает  и  которое называется  "системность".

Alexy

Дж Тайсаев, "Пригожин вообще к концу жизни начал нести всякую околесицу, например отказавшись почти от всех своих идей, начал склоняться к теории эволюции, основанной практически только на аттракторах, то есть на преформистской эволюции" - а может это не околесица вовсе, а он действительно понял, что его теория не может объяснить эволюцию живых существ? Надо бы найти доводы Пригожина в пользу такого вывода.


Игорь Антонов, могли бы Вы рассказать о "системности" подробнее?

Игорь Антонов

Цитата: "Alexy"Игорь Антонов, могли бы Вы рассказать о "системности" подробнее?
Alexy,  характерным для функциональных структур является обеспечение некоторой полезной функции лишь в результате согласованного взаимодействия множества элементов. Когда мы рассматриваем проблему развития и усложнения таких структур, появления в них новых подсистем, то в технических и кибернетических приложениях оказывается, что уже несколько десятков упорядоченно взаимодействующих элементов создают  жесточайшую "потенциальную яму", блокирующую возможность дальнейшей реорганизации такой системы в процессе статистического отбора результатов случайных  возмущений.  Новое на системном уровне может  привноситься в сложную систему лишь согласованными "системоквантами"  (термин придумал К.В.Судаков).  Одним из первых  биологов, задумавшихся о проблеме системности, был П.К.Анохин (работа  "Принципиальные вопросы общей теории функциональных систем"). Он охарактеризовал системогенез как организованный процесс прежде всего применительно  к нейрофизиологии, но подчёркивал, что его выводы имеют общесистемное значение.
В общем-то,  я обо  всём этом говорил уже сто раз. Повторяться даже неловко. К сожалению, в дискуссиях на эту тему нет конструктивного движения вперёд. Те, кто видят эту проблему, не отстаивают СТЭ. Те, кто отстаивает, не видят здесь проблемы. И эти две группы достаточно статичны.

DNAoidea

Дж. Тайсаев - спасибо за полезные добавления к моему сообщению и вообще. :)
Игорь Антонов, вы писали, что:
Цитата: "Игорь Антонов"Для меня главная проблема СТЭ состоит как раз в её внебиологичности, механистичности. По её логике структурной эволюции под давлением отбора должны быть в равной мере подвержены размножающиеся кибернетические агенты. Я, как представитель технической кибернетики, хорошо знаю, почему это невозможно. Сторонники СТЭ не знают.
а теперь дали ответ на вопрос почему это так:
Цитата: "Игорь Антонов"характерным для функциональных структур является обеспечение некоторой полезной функции лишь в результате согласованного взаимодействия множества элементов.
потому-то сторонники СТЭ (и я в их числе) не знаю об этой проблеме - то той простой причине, что её нет вовсе. Эволюция просто напросто не идёт так, как пытаются заложить в те алгоритмы, о которых вы говорите - не возникает в ней структур по принципу "всё или ничего" - то что мы наблюдаем это во многих случаях - результат из надстройки, развития, притирания компонентов одного к другому, в следствии чего они делаются всё более и более облигатными друг для друга. Это как если у нас есть только фундамент дома, то мы может отсечь от него кусок и ничего не случится, но есть то же сделать с целым домом, то ничего хорошего не получится - переводя на биологический язык это будет летальная мутация.
Цитата: "Игорь Антонов"И утверждение, что отбор закрепляет соответствующие формы, не содержит в себе никакого объяснения того, как эти формы возникают и как они развиваются на уровне структурной организации.
а, нет. Как раз таки отбор и объясняет всё. Именно в силу него появляются структуры - конечно, не сразу как вы хотите, (и требуете от СТЭ, чего не может быть) а постепенно - делать за деталью, каждая из подобных деталей не является сама по себе структурой, но все они в сумме - очень даже. К примеру, если у меня есть железные пластинки и я беспорядочно делаю в них дырки, то получить, скажем, узор, снежинки у меня нет шансов, но вот если я буду делать не много сразу дырок, а несколько, то их шанс сделать нечто вроде цепи уже довольно велик, и если кто то будет искать именно такие, и давать их мне потом, чтобы я сделал одну две дырки и потом отбирать те, где они дополняют предыдущие цепи, то тут шанс в конце концов получить нечто вроде снежинки - если правильно каждый раз строить отбор - уже велик. Вы, конечно, скажите - так у нас с самого начала была цель - снежинка, потому и вышло, а в эволюции такого нет. Однако в эволюции была каждый раз цель - оставить возможно больше потомства, и как она будет выполнятся зависит от того где будет жить этот организм, и говорить, что при этом полученные в одном акте отбора (то есть от возникновения мутации до её равновесной фиксации (равновесной с обратным мутированием)) будут разрушатся в следующем - зачем? Если нечто нечто - то грех им не воспользоваться - организмы наследуют друг от друга очень много, в том числе и мутации. Природа очень ленива, (это я слышал от физика) и не будет создавать новое, когда можно дополнить старое и получить лучшее. То, есть если продолжать аналогию с листами - если тебе надо выжить и вокруг все имеют тоже случайный набор дырок, то можно жить и так, но если у других линии, а у тебя нет, то и тебе нужны линии - иначе съедят (вот то что линии лучше хаоса - определяет уже физика - допустим линии отображают большую устойчивость), и так далее, когда будут линии,то появится кто-то у кого будет ещё что-то улучающие его по отношению к другим и остальные будут подтягиваться к нему в результате отбора случайно проставляемых дырок. И так далее... поэтому, можно сделать следующие выводы (хм, модель придумал случайно, пока писал сообщение, а как понравилось :D ):
1. В эволюции в результате отбора не будет происходить замена одних структур другими, а только их наслаивание - точнее, последние будет превалировать над первым. (усложнение)
2. Число мутаций каждый раз не должно быть большим, а то они попадают в статистическое болото, и отбирать не из чего - количество значимых последовательностей ограничено и темп мутирования не слишком высок.
Цитата: "Игорь Антонов"Косвенно это объяснение, конечно, присутствует в Вашем тезисе и звучит как "случайно само получается", но многих (исключая стойких адептов СТЭ) такой способ объяснения не устраивает. Включая меня.
случайно ничего не получается. соу3чайны только отдельные мутации, которые в отдельности не могут ни увеличивать структуру, ни разрушать её. Это может сделать их масса.