Направленность биологической эволюции

[talash]

a.tom в сообщении #1581184 писал(а):

"Представить, что нарост сразу появился эволюционным методом в виде паука - как-то в это не верится, а пока формы паука нет, то и выгоды он давать не может и смысла закреплять такой признак нет.

Тут как раз всё хорошо ИМХО. Просто подвижный кончик хвоста похож на червяка и уже может использоваться как приманка, раздвоенный кончик(простая случайная мутация) меньше похож на червяка и больше на паука. А если в тех местах пауков больше, чем червяков, то мутация становится выгодной. И дальше, различные небольшие наросты в сторону похожести на паука будут подкрепляться отбором.

[mihaild]

EUgeneUS в сообщении #1581255 писал(а):

То есть, говоря о поведении инфузории и говоря о поведении робота или автомата по продаже жвачек - мы говорим об одном и том же, или проводим аналогию, ущербную, как и все аналогии.

И даже говоря о поведении инфузории и кошки - мы говорим об одном и том же, или опять же проводим аналогию?
Как обычно, для разбирательств с определением нужно посмотреть на его использование. Нам, как правило, неудобно моделировать зажигалку через цели и поведение. Зато бывает удобно таким образом моделировать кошку.

[EUgeneUS]

mihaild в сообщении #1581398 писал(а):

И даже говоря о поведении инфузории и кошки - мы говорим об одном и том же, или опять же проводим аналогию?
Как обычно, для разбирательств с определением нужно посмотреть на его использование. Нам, как правило, неудобно моделировать зажигалку через цели и поведение. Зато бывает удобно таким образом моделировать кошку.

Прежде чем строить модели на основании чего-то, нужно как-то определить, что это такое.
Ещё до постороения модели математического маятника, мы уже определили, что такое "колебания" и что такое "период колебаний".

Что касается поведения инфузории и кошки, то тут на помощь приходит
а) эволюционные представления. Так как у инфузории и кошки есть общий предок, то и у их поведения можно предполагать "общего предка". В этом смысле, "прикручивать туда же" поведение автомата по продаже жвачек оказывается затруднительно. Но вроде как можно, (судя по англоязычному определению поведения).
Это общее.

б) наблюдения и опыты над инфузориями и кошками. Из которых (например), можно установить, что инфузория не планирует своих действий и не обладает памятью (не уверен, но предположим), а кошка умеет планировать и злопамятна.
А это разница.

-- 13.02.2023, 13:23 --

a.tom в сообщении #1581418 писал(а):

Не говорю что это невозможно, но может всё же есть некоторый механизм, который позволяет получать желаемое? Например, мозг, в своей неосознаваемой деятельности, способен вычленять некоторые признаки и переносить их в код ДНК потомства. Звучит, конечно, радикально - мозг как программист.

Впрочем, генная инженерия - это оно и есть. А другого подобного - нет.

[EUgeneUS]

mihaild в сообщении #1581398 писал(а):

Нам, как правило, неудобно моделировать зажигалку через цели и поведение. Зато бывает удобно таким образом моделировать кошку.

Бывает неудобно, а бывает неприменимо. На примере. Строим модель бильярда:
1. Использовать СТО и вводить релятивисткие поправки - неудобно.
2. Использовать квантовыую механику и учитывать дифракцию шара на лузе - неудобно.
3. Использовать синтетическую теорию эволюции - неприменимо. Потому что СТЭ рассматривает объекты с такими свойствами, которых у шаров, киев и столов нет, ни у каждого в отдельности, ни у всех вместе.

[mihaild]

EUgeneUS в сообщении #1581427 писал(а):

Бывает неудобно, а бывает неприменимо.

Если мы берем понятие цели из биологии - то оно там такое, как нужно биологам, и вполне может с самого начала применяться только к биологическим объектам. В этом случае обсуждать о цели зажигалки, робота, эволюции и т.д. вообще нечего, просто по определению.
Но вопрос о том, подходят ли какие-то достаточно похожие способы описания к чему-то из этого списка, это не решает. Ну примерно как если бы мы определили векторные пространства только вещественные, а потом стали думать, а комплексные пространства - это векторные пространства, или нет.

a.tom в сообщении #1581479 писал(а):

Пока я лишь предполагаю.

ChatGPT может таких предположений нагенерировать миллиарды. В чём преимущество Вашего?

EUgeneUS в сообщении #1581447 писал(а):

Случайные изменения не просто наследуются, а подвергаются отбору.
Скорее, Дарвин мог считать, что этого механизма недостаточно.

Безусловно, про отбор Дарвин писал (и, видимо, в этом и состоит его главный вклад - что комбинация из случайных изменений + отбора дает направленные изменения). Но, видимо, он таки считал, что есть еще и наследование приобретенных признаков (а приведенная мной в начале цитата означает, что он спорит с концепцией, что наследуются только приобретенные признаки, а случайных изменений нет).

[EUgeneUS]

mihaild в сообщении #1581543 писал(а):

Но вопрос о том, подходят ли какие-то достаточно похожие способы описания к чему-то из этого списка, это не решает. Ну примерно как если бы мы определили векторные пространства только вещественные, а потом стали думать, а комплексные пространства - это векторные пространства, или нет.

На мой взгляд более релевантна аналогия с принципом наименьшего действия. Который изначально сформулирован для оптики, потом был расширенн на механику, потом на квантовую механику и КТП.

[sergey zhukov]

EUgeneUS в сообщении #1581225 писал(а):

Почитайте Бориса Жукова "Дарвинизм в XXI веке"

Книжка интересная. Правда, по вопросу о том, что думал сам Дарвин, в ней практически ничего нет (все-таки "Дарвинизм в XXI веке"). Разве что вот это место:

Когда наука Нового времени предположила, что виды могут изменяться, те же соображения (наследование приобретенных признаков) попали и в научные трактаты. Впрочем, автор первой цельной эволюционной теории, знаменитый французский ботаник и зоолог Жан-Батист Ламарк, признавая существование такого эффекта, отказал ему в звании главной движущей силы эволюции. По его мнению, наследование индивидуальных достижений лишь искажает и деформирует заложенное в каждом организме врожденное стремление к прогрессу – позволяя зато приспосабливаться к среде обитания и порождая тем самым ошеломляющее нас разнообразие живых форм.

Однако по иронии судьбы словом “ламаркизм” в науке стала зваться именно идея наследования приобретенных признаков. Случилось это, правда, через десятилетия после смерти Ламарка во времена триумфа дарвиновской теории. Парадоксальным образом теория естественного отбора, поставив эволюционные процессы в центр внимания ученых, возбудила их интерес к механизмам эволюции, и тем невольно способствовала возрождению идей Ламарка.

Нам сейчас даже довольно трудно представить, насколько почетное место заняла идея наследования приобретенных признаков в биологии того времени. Эволюционное значение этого явления в той или иной мере признавали почти все заметные ученые, включая и самого творца теории естественного отбора.

Справедливости ради следует сказать, что Дарвин, не отрицая возможности наследования приобретенных признаков и его роли в эволюции, указывал на примеры приспособлений, которые не могут быть объяснены этим явлением, – в частности, на изменения формы мертвых структур (волос, перьев, раковин, крыльев насекомых и т. д.), а также на адаптации, возникающие у рабочих особей общественных насекомых.

Я, в общем, вполне согласен (и, думаю, все остальные тоже) с тем, что:

EUgeneUS в сообщении #1581447 писал(а):

Скорее, Дарвин мог считать, что этого механизма [естественный отбор] недостаточно. По давлением фактов, которые он тогда не мог объяснить.

Конечно, Дарвин не "стал Ламарком" к концу жизни. Он честно замечает и обсуждает затруднения своей теории, предполагая, что некоторые вещи, по видимому, все же не обходятся без эволюции по Ламарку. Читая "Происхождение видов", удивляешься, насколько осторожно говорит Дарвин, насколько он самокритичен и сколько испытывает сомнений. Не удивительно, что он никогда не участвовал в публичных диспутах, ведь он в первую очередь не убедил сам себя. Так же удивительна его честность и готовность рассматривать со всех сторон не только подтверждения своих взглядов, но и их опровержения на равных основаниях (в публичных диспутах, где важна победа над оппонентом, а не выяснение истины, это, конечно, сильно мешает). В некотором смысле Дарвин - образцовый ученый.

Автор "Дарвинизм в XXI веке" еще раз напоминает, что есть общее понятие "эволюция" (все течет, все изменяется) и есть ее подвид "дарвиновская эволюция" (все течет, все изменяется потому, что неточное копирование и отбор). Против собственно эволюции, по моему, мало возражений. И тогда было мало, и сейчас. В конце концов, геологическая летопись явно показывает, что новые виды появлялись во времени постоянно - это факт. Причем они хорошо укладываются в эволюционные цепочки, т.е. новые виды не появляются с нуля, а происходят из старых видов путем дивергенции.

А вот против именно дарвиновского механизма эволюции возражений гораздо больше.

Насколько проще эволюция понимается по Ламарку. Есть некоторая программа прогрессивного развития, и "все идет по плану". Именно поэтому все так хорошо согласуется и притерто друг к другу - так было задумано. Ты даже сам можешь вложить в это общее дело свою посильную лепту, передав потомству полезные умения.

А механизм Дарвина какой-то отталкивающий, бездушный, не гарантирующий успех (скорее даже наоборот): каждый от рождения получает лотерейный билет, и если он не выиграл - ну что-же: давай, до свидания. Тебе не повезло. Из счастливчиков каждого розыгрыша и составлена "лестница прогресса", при этом масса неудачников тихо и незаметно исчезает в эволюционных тупиках.

Можно привести такую аналогию: группе людей предстоит выбраться из лабиринта, где повсюду смертельные ловушки. Ламарк предполагает, что правильный путь выстлан красной ковровой дорожкой, и нужно просто идти по ней, никуда не сворачивая. Выход найдут все. А Дарвин предполагает примерно следующее: на каждой развилке группа разделяется, часть идет направо, часть - налево. Так каждая группа действует на каждой развилке. В результате почти все попадают в смертельные ловушки, а выходит из лабиринта ничтожное меньшинство. Просматривая задним числом путь этого меньшинства, мы видим, что они как-бы сразу знали, куда нужно идти, и шли самым прямым путем. Но на самом-то деле это просто счастливчики, которым много раз подряд повезло. Они прошли лабиринт не потому, что знали, куда идти, а потому, что кто-то в этой схеме всегда обязательно его проходит, ведь проверяются вообще все пути. А для этого требуется очень большое число неудачников. Но для продолжения жизни, по сути, не важно соотношение неудачников и счастливчиков. Важно, чтобы последние просто были (они очень быстро размножатся), а сколько при этом было "потерь" - это все равно.

По Дарвину, в этом лабиринте при всем желании нельзя заранее проложить красную дорожку, т.к. этот лабиринт заранее даже не существует, он создается теми, кто идет по нему. Никто из идущих не может знать, куда нужно идти, т.к. это вообще заранее не определено. Только задним числом мы можем проследить пути и сказать - вот эти ребята шли правильно, а эти - нет. Но мы так говорим, уже имея перед глазами весь лабиринт (по сути, совершаем ошибку выжившего). Но тогда строение лабиринта не просто не было известно "тем ребятам", но самого лабиринта тогда еще не существовало, поэтому "правильный путь" им не просто не был известен, а его и не было.

По вопросу темы в этой книжке есть такой момент:
“Самое удивительное и труднообъяснимое свойство эволюции – ее выраженная общая прогрессивная направленность, движение от простого к сложному”, – пишет в своей статье “Эволюционный прогресс” Александр Марков.

С этой фразой интуитивно хочется согласиться. Но вдумаемся: а, собственно, почему? Почему “удивительной и труднообъяснимой” кажется именно “прогрессивная направленность”? Почему не тончайшая приспособленность всех без исключения, даже самых нелепых и гротескных (на человеческий, конечно, взгляд) существ к условиям своего обитания и не ошеломляющее разнообразие этих самых существ, их форм и их способов существования? Уж не потому ли, что она – в отличие от целесообразности живых форм и их разнообразия – никак не следует из механизма естественного отбора? А значит, и не объясняется им автоматически. Отсюда и желание “дополнить” или вовсе заменить дарвиновский механизм эволюции чем-нибудь еще – таким, чтобы оно непременно подталкивало эволюционирующие виды и группы в сторону прогрессивного усложнения.

И далее есть такой ответ:
Чтобы не утомлять читателей разбором столь же (а то и еще более) вычурных теорий, перейду сразу к тому единственному бесспорному факту, который действительно выглядит как проявление “тенденции к прогрессу” не в эволюционной траектории той или иной группы существ, но в эволюции в целом. Факт этот состоит в том, что чем ближе тот или иной отрезок геологического времени к нашим дням (и соответственно, чем дальше он от предполагаемого момента начала жизни), тем сложнее устроены самые сложные организмы, жившие в это время...

...Сама по себе эта тенденция – “чем позднее эпоха, тем сложнее в ней самые сложные” – одинаково отчетливо проявляется во всех крупных систематических и экологических группах: у позвоночных и моллюсков, у наземных растений и морских животных-фильтраторов. Эта закономерность была известна еще на заре научной палеонтологии, в первой половине XIX века, когда ученые могли что-либо сказать лишь о тех организмах, что жили в кембрийском периоде и позже. Но когда в конце ХХ века появились методы, позволяющие судить о том, кто населял нашу планету в более ранние времена, выяснилось, что этот закон в полной мере справедлив и для них.

[sergey zhukov]

Вот что еще хотел сказать по теме эволюции и ее цели.

Никто иной, как Дарвин, изобрел понятие "половой отбор". В его основе лежит представление о том, что партнеры выбирают друг-друга по каким-то признакам, т.е. самки занимаются "искусственным отбором" самцов, а самцы - самок. Вопросы о том, почему самки/самцы предпочитают то-то и то-то в своих партнерах, по сути не обсуждается. Просто известно, что им не все равно. Что-то им нравится, что-то - нет.

Так в естественный отбор вводится еще и искусственный отбор, основанный на том, что у самок/самцов есть какая-то цель (происхождение которой неизвестно). Тут происходит какой-то качественный скачок: сначала у нас только "репликаторы, ошибки копирования и размножение тех, кто быстрее всего размножается", а где-то на поздних стадиях процесса уже появляется непонятно откуда взявшееся "мнение самок о том, какой самец выглядит привлекательнее". Причем мы в общем свободны приписывать самкам вообще любое мнение (как сейчас мы просто говорим "такая мода пошла"). Скажем, механизм фишеровского убегания очень на это похож.

Т.е. с одной стороны, понятие целенаправленности (половой отбор) трудно обойти даже в теории Дарвина. А с другой стороны, если мы начинаем им пользоваться, то дальше можно уже объяснить все, что угодно простым "я художник, я так вижу".

-- 22.02.2023, 01:00 --

a.tom
Конечно, родитель может передать потомству совершенно не ту ДНК, которую получил он сам. Здесь нет никакого принципиального барьера, половые клетки не являются совершенно неприкосновенными.

Но нужно не забывать самое главное: полезные изменения в генотипе получаются только по результатам их испытаний на фенотипе, который им соответствует. А родитель "испытал" за свою жизнь только свой вариант генотипа. Даже если он каким-то образом отредактирует ДНК своих половых клеток, то это будет по сути никем еще не испытанный вариант генома, кот в мешке, такое же слепое изменение, как и случайная мутация.

Да, можно редактировать геном при передаче потомкам, только нет никаких средств выяснить, как это сделать правильно. Способ только один - попробовать "вырастить" и "испытать в фенотипе" разные варианты генома и посмотреть, какой "результат" будет удачнее. Это и есть дарвиновская эволюция.

И потом, почти все, чему учится индивид в течении жизни, вообще не содержится в генах и никак ими не кодируется. Не то, чтобы эту генетическую информацию нельзя изменить при передаче от предка к потомку, а просто нет такой генетической информации. Она не генетическая.

[mihaild]

talash в сообщении #1582687 писал(а):

Вы категорично отрицаете наличие такого механизма. Я пытаюсь выяснить основания, откуда категоричность.

Я не то чтобы совсем отрицаю. Но если бы он играл значимую роль, он был бы уже давно известен, и про него писали бы в учебниках. Раз не пишут - значит, существенной роли не играет.

sergey zhukov в сообщении #1582690 писал(а):

Второе начало - закон интегральный. Он не запрещает локальное уменьшение энтропии. На этом, как я понимаю, "противоречия" дарвиновской эволюции и второго начала термодинамики заканчиваются.

Они заканчиваются ещё раньше, при прочтении условий применимости второго начала (замкнутость системы) и взглядом на небо в ясный день (проверка, что Земля не замкнута).

(sergey zhukov, Dicson)

А можно как-то ограничить расползание обсуждения диссипативности по всем темам? Предыдущие обсуждения идут примерно по одному сценарию и примерно в одно место.

[Mihaylo]

Для того, чтобы не сбиваться с мысли, я повторю, на мой взгляд, самый важный вопрос:

sergey zhukov в сообщении #1580648 писал(а):

Т.е. эволюция ведет к возрастанию сложности. Так?

Ну и по этому вопросу у меня ответ такой: так как природная среда сложная и опасная на макроуровне, то в ней не выживают простые/примитивные организмы. Хотя, как обычно, есть островки стабильности, в которых вольготно. Например, во внутренностях хозяина для паразита...

В силу закона разнообразия Эшби организм должен развиваться в соответствии со сложностью внешней среды, а регулятором и оценщиком этого процесса является естественный отбор. Кратче: сложность организма должна быть $\leqslant$ сложности внешней среды. При этом, чем опаснее для организма среда, тем более важным является приближение к равенству в сложности.

[EUgeneUS]

Mihaylo в сообщении #1582769 писал(а):

Для того, чтобы не сбиваться с мысли, я повторю, на мой взгляд, самый важный вопрос:

Следующий, не менее важный вопрос - как будем измерять сложность?
Термодинамической энтропией? Тогда Вас победит достаточно большой дуб.
Информационной энтропией? Как Вы её посчитаете для себя и для дуба?
Информационной энтропией в генетическом материале? Удобно. Но тогда все шансы у японского вороньего глаза.

Mihaylo в сообщении #1582769 писал(а):

В силу закона разнообразия Эшби организм должен развиваться в соответствии со сложностью внешней среды,

Развитие организма называется онтогенез, и определяется в первуюю очередь наследственностью. Факторы среды, конечно, тоже играют некоторую роль. Убить и съесть, например, могут.

Цитата:

Закон необходимого разнообразия (англ. the law of requisite variety) — кибернетический закон, сформулированный Уильямом Россом Эшби и формально доказанный в работе «Введение в кибернетику»[1]

Ох... Зря упомянул к ночи кибернетику.

[mihaild]

Я не понимаю формулировки этого "закона разнообразия" из википедии.

Википедия в Закон необходимого разнообразия писал(а):

$u: x \to y$
$H(y) \geq H(x) - I(u, x)$

Берём распределение на $U$: $P(u = \lambda x.y_0) = 1$. Берём любое распределение с ненулевой энтропией на $X$. Получаем $H(y) = 0$, $H(x) > 0$, $I(u, x) = 0$. Что не так?

-- 22.02.2023, 13:15 --

UPD: открыл исходную книгу, там написано, что $u$ должно быть биекцией. В такой формулировке похоже на правду (например чтобы получить константу, $x$ должно быть функцией от $u$).
В википедии, получается, написано что-то странное, что даже непонятно как поправить.

[Mihaylo]

Закон необходимого разнообразия можно сформулировать более простыми словами:
на каждую опасность внешней среды должно иметься противодействие (приспособленность).
И заметьте, в этом есть смысл. Если противодействия нет, то действует естественный отбор, то есть смерть.

[EUgeneUS]

Mihaylo
Замечу, что в такой формулировке это не имеет отношения к Эшби и его закону.

-- 22.02.2023, 15:27 --

Mihaylo в сообщении #1582782 писал(а):

Если противодействия нет, то действует естественный отбор, то есть смерть.

У Вас опять всё смешалось, люди, кони, естественный отбор, смерть.....

[Mihaylo]

С точки зрения теории управления, объект управления описываемый моделью $y = f(x)$, должен линеаризироваться обратной функцией $x^* = {f}^{-1}(y)$, чтобы им можно было полностью управлять, т.е. должно выполняться условие $x^* = {f}^{-1}(f(x))$.
А это свидетельствует о том, что система управления должна по сложности соответствовать сложности объекта управления (обратная функция столь же сложная, что и прямая функция).
И это не одно и тоже, что и закон Эшби, но при определенном обобщении даже больше.