Нет предела совершенству?
Dec. 24th, 2013 01:16 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
macroevolutionДолгосрочный эволюционный эксперимент на бактериях, начатый Ричардом Ленски в 1988 году, продолжает приносить интересные результаты. Как выяснилось, по прошествии 50 000 поколений (столько сменилось к февралю 2010 года) подопытные бактерии всё еще продолжают накапливать полезные мутации, неуклонно повышая свою приспособленность к условиям, в которые их поместили экспериментаторы. Рост приспособленности постепенно замедляется, но, судя по всему, не собирается выходить на плато. В шести из 12 подопытных популяций закрепились мутации, резко повысившие темп мутагенеза, что способствовало более быстрому росту приспособленности.
Рис. 1. Рост приспособленности бактерий в течение 50 000 поколений. Показаны усредненные значения по всем 12 подопытным популяциям. По вертикальной оси: относительная приспособленность (скорость роста по сравнению с предковым штаммом). По горизонтальной оси: время в поколениях. Красные линии — гиперболическая модель (приспособленность асимптотически стремится к предельному уровню), синие линии — степенная модель (неограниченный, хотя и замедляющийся, рост приспособленности). A — параметры кривых подобраны на основе данных по всем 50 000 поколений; превосходство степенной модели над гиперболической не очевидно (хотя и выявляется статистическими методами), B — кривые построены для первых 20 000 поколений, пунктиром показаны «предсказания»; видно, что гиперболическая модель хуже предсказывает динамику приспособленности в течение последующих 30 000 поколений, чем степенная.
Итак, рост приспособленности в Долгосрочном эволюционном эксперименте пока не собирается выходить на плато. Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные (= повышающие приспособленность к этим условиям) мутации. Удивительная неисчерпаемость адаптационных возможностей, впервые столь наглядно продемонстрированная в эксперименте, имеет огромное значение для понимания эволюции. Ведь можно было предположить (многие так и думали), что в постоянных условиях, тем более в монокультуре, возможности для адаптивной эволюции быстро будут исчерпаны, и система придет в состояние полного стазиса. В таком случае объяснить продолжающуюся эволюцию жизни на нашей планете можно было бы только через постоянные изменения среды (абиотической и биотической).
Рис. 2. Повышение темпа мутагенеза ускоряет адаптацию. Черные точки — усредненные данные по шести популяциям, в которых темп мутагенеза остался на исходном низком уровне. Зеленые треугольники — усредненные данные по трем популяциям, в которых на ранних этапах ДЭЭ (в первые 20 000 поколений) закрепились аллели-мутаторы. Видно, что приспособленность у вторых росла быстрее, чем у первых.
ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ
Рис. 1. Рост приспособленности бактерий в течение 50 000 поколений. Показаны усредненные значения по всем 12 подопытным популяциям. По вертикальной оси: относительная приспособленность (скорость роста по сравнению с предковым штаммом). По горизонтальной оси: время в поколениях. Красные линии — гиперболическая модель (приспособленность асимптотически стремится к предельному уровню), синие линии — степенная модель (неограниченный, хотя и замедляющийся, рост приспособленности). A — параметры кривых подобраны на основе данных по всем 50 000 поколений; превосходство степенной модели над гиперболической не очевидно (хотя и выявляется статистическими методами), B — кривые построены для первых 20 000 поколений, пунктиром показаны «предсказания»; видно, что гиперболическая модель хуже предсказывает динамику приспособленности в течение последующих 30 000 поколений, чем степенная.
Итак, рост приспособленности в Долгосрочном эволюционном эксперименте пока не собирается выходить на плато. Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные (= повышающие приспособленность к этим условиям) мутации. Удивительная неисчерпаемость адаптационных возможностей, впервые столь наглядно продемонстрированная в эксперименте, имеет огромное значение для понимания эволюции. Ведь можно было предположить (многие так и думали), что в постоянных условиях, тем более в монокультуре, возможности для адаптивной эволюции быстро будут исчерпаны, и система придет в состояние полного стазиса. В таком случае объяснить продолжающуюся эволюцию жизни на нашей планете можно было бы только через постоянные изменения среды (абиотической и биотической).
Рис. 2. Повышение темпа мутагенеза ускоряет адаптацию. Черные точки — усредненные данные по шести популяциям, в которых темп мутагенеза остался на исходном низком уровне. Зеленые треугольники — усредненные данные по трем популяциям, в которых на ранних этапах ДЭЭ (в первые 20 000 поколений) закрепились аллели-мутаторы. Видно, что приспособленность у вторых росла быстрее, чем у первых.
ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2013-12-24 04:35 pm (UTC)Чтобы продуктивно сомневаться, надо знать, в чем именно сомневаешься.
Лобачевский и Риман засомневались, необходима ли аксиома о параллельности прямых. И создали геометрии, отличающиеся от евклидовой. Но для начала они евклидову геометрию очень хорошо знали, оба были профессорами математики.
Совсем другое дело, когда двоечник, ленясь изучить геометрию и не зная ее, твердит "что-то здесь не так, сомневаюсь я".
no subject
Date: 2013-12-24 04:39 pm (UTC)Гидроцефалия - болезнь. При этом не мозг больше (при сохранении правильного его устройства), а в качестве одного из побочных последствий больше размер головы. Суть этой болезни - в том, что постоянно образующаяся в мозгу жидкость не полностью уходит из него, а остается, постепенно распирая голову. Это не приводит ни к чему хорошему.
no subject
Date: 2013-12-24 04:42 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 04:44 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 04:48 pm (UTC)Если есть о чем - можно и продолжить.
Отмечу, что "Одра" - уже довольно позднее время. Уже микросхемы были, хотя и простые, и вопрос миниатюризации рассматривался всерьез, включая его теоретические пределы.
А вот во времена "Эниака" или БЭСМ-1 этот вопрос еще не стоял. Работало бы.
Впрочем, некоторые представления о миниатюризации были и тогда. В журнале "Радио" в 1954 году была статья об ЭВМ и их перспективах. Там писалось, что можно создать ЭВМ размером с телевизор (это, грубо говоря, около четверти кубометра). Очень маленькую по тем временам, когда ЭВМ большой зал занимала. Но там не указывалось ни в каком виде, что это предел. Просто сообщалось, что при некотором развитии уже имевшихся технологий это может быть достигнуто.
no subject
Date: 2013-12-24 04:53 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 04:55 pm (UTC)Только там совершенно невероятное количество сложностей.
Очень это непросто - увеличить мозг и при этом ничего не напортить.
no subject
Date: 2013-12-24 05:03 pm (UTC)А что из этого получится - неизвестно, может, уточнение и подтверждение, может, что-то и будет опровергнуто.. На то оно неизвестное.
Но для начала надо знать известное.
Как говорил Ньютон "Если я видел дальше других, то потому что стоял на плечах гигантов. " Имел он в виду тех, кто работал в науке до него.
Впрочем, никакая достаточно хорошо доказанная теория в науке не отвергается полностью. Становится частным случаем, приблизительным вариантом и т.п.
Например, теория теплорода исходила из того, что тепло - это некая "как бы жидкость", пропитывающая все тела. Количество ее на единицу массы данного вида вещества определяет температуру. Эта "жидкость" может перетекать от одного тела к другому (теплопроводность), накапливаться в теле, поднимая его температуру (теплоемкость) и т.д. Теория эта давно заменена термодинамикой, давно известно, что теплота - это энергия хаотического движения мельчайших частиц вещества (атомов, молекул).
Тем не менее нагреватели и радиаторы охлаждения по сей день считают по формулам теории теплорода. Они проще, в этом их достоинство. А все отличия термодинамики от теории теплорода для таких расчетов несущественны, поэтому незачем усложнять.
no subject
Date: 2013-12-24 05:07 pm (UTC)Фиг с ним с фотосинтезом. Теоретически, конечно, у него есть предел эффективности. Но с гетеротрофами хуже. Потому что когда мы начнем говорить о системе - то нашему термодинамическому КПД мешает кинетика. Иными словами неэффективный организм вполне можете переплюнуть эффективного, просто если жрать будет быстрее. С меньшим КПД, но быстрее. А значит, общий КПД системы будет падать.
ну как с нефтью.
no subject
Date: 2013-12-24 05:08 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:10 pm (UTC)Но в нее не "верят". В нее не надо верить, так же как не надо верить в то, что вы дышите воздухом и пьете воду. Она факт.
no subject
Date: 2013-12-24 05:12 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:14 pm (UTC)Ведущий к повышению выживаемости - не факт. Эволюционные процессы вовсе не обязаны вести к повышению выживаемости.
no subject
Date: 2013-12-24 05:15 pm (UTC)Я отрезал ей хвост и пришил лапы.
Ну что за глупости вы говорите?
no subject
Date: 2013-12-24 05:20 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:22 pm (UTC)Мушинный мозг не потянет нужных мощностей при известных конструктивных решениях, но утверждение что принципиально не возможен разум размером с кошку/мышку, излишне категоричным. При некотором развитии небелковых технологий - так ли уж исключено? )
no subject
Date: 2013-12-24 05:25 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:29 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:32 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:33 pm (UTC)А она существует, если по-честному? Мне кажется, если адаптация выглядит, как "опережающая", то это просто опыт предков. Нет?
no subject
Date: 2013-12-24 05:36 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:44 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:45 pm (UTC)no subject
Date: 2013-12-24 05:46 pm (UTC)А хочу я сказать следующее - есть пределы, их же не прейдеши. Скажем, ограниченные химической энергией - энергия связей, все такое.
То есть любой не ограниченный сверху рост рано или поздно упрется в эти пределы (почти наверняка сильно до них не дойдя, пределы возможностей живого далеки от теоретического предела вроде максимального термодинамического КПД и т.п.) и рост перейдет в асимптотическое приближение к реально возможному пределу.
no subject
Date: 2013-12-24 05:51 pm (UTC)Мы, правда, не знаем, как на небиологической основе реализовать настоящее мышление, а не его имитацию (вроде удовлетворяющей "критерию Тьюринга", когда по общению с объектом человек не может определить, общается он с разумом или автоматом, для этого, как показала практика, достаточен довольно примитивный автомат, но мыслящим он от этого не становится).
Соответственно, пока трудно оценить и требуемые ресурсы.