библиотека: статьи, философия
Sep. 3rd, 2001 02:13 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
avvaВ билиотеке же прошёлся по последним номерам нескольких философских журналов. В результате были выбраны и прочитаны три статьи.
Arthur B. Cody, Informational Darwinism, Inquiry, 2000.
Neil Tennant, Deductive Versus Expressive Power: a Pre-Godelian Predicament, Journal of Philosophy, 2000.
B. Jack Copeland, Narrow Versus Wide Mechanism, Journal of Philosophy, 2000.
Особенно интересна статья о Дарвинизме. Статья Коуплэнда содержит несколько важных ошибок. Статья Теннанта разочаровала.
Коди в статье о дарвинизме атакует существующую модель объяснения эволюционного развития путём мутаций, меняющих структуру ДНК, и следующего за ними естественного отбора.
Начал я статью читать в очень скептическом настроении - что за бред, думал, очередной креационист какой? - но мысли у него в результате оказались весьма интересные. Хотелось бы найти где-то хорошего специалиста-эволюциониста и поспрашивать его мнение. Вряд ли они читают Journal of Philosophy.
Довольно подробно и живо написанная статья, однако можно попробовать в двух словах пересказать основные аргументы Коди. Их два:
1. Случайная мутация ДНК не может объяснить направленного изменения функциональности в организме, ввиду гигантского пространства перебора возможных мутаций - даже учитывая организующую деятельность естественного отбора.
Что это значит: каждый ген ДНК кодирует протеин. Изменим звено (кодон) в цепочке гена - получим другой протеин. Однако вообще говоря, комбинаторных возможностей изменить несколько кодонов в ДНК в результате случайной ошибки при считывании ДНК в процессе её деления (а именно так объясняют стандартные мутации) так много, что шансы получить в результате мутации какой-то "интересный", полезный для клетки протеин совершенно мизерны. Коди утверждает, что у биологов-эволюционистов есть своего рода психологический барьер, мешающий им взглянуть на цепочку ген->протеин в её правильном направлении (от гена как цепочки нуклеотидов к протеину как функциональному агенту). Цепочка нуклеотидов - это то, что ген есть, а протеин - это его назначение, функция. Обычно описание эволюционного процесса происходит именно на уровне функций - в результате постепенных мутаций и естественного отбора то-то и то-то меняется, светочуствительные лоскуты кожи превращаются в глаза, удлиняются или отмирают конечности, пять пальцев становятся одним (у лошадей) и т.д. и т.п. При этом как бы не замечается, что мутирует не функция, а естество - цепочка нуклеотидов, и мутирует совершенно случайным с комбинаторной точки зрения образом, что приводит к серьёзным проблемам при оценке количества возможных мутаций.
К этой проблеме добавим второй слой - каждый ген описывает один протеин, но для функционирования органа одного протеина мало - нужна целая куча, значит, и куча генов, их описывающих. Для того, чтобы орган изменился функционально, меняться должен не один ген, а очень много, и все - случайным образом (естественно, не все сразу, но тем не менее мутации должны затронуть огромное количество генов, находящихся вообще говоря в разных местах в ДНК и никак между собой логически не связанных на уровне цепочки - уровне "естества" а не "функции"). Это увеличивает размер пространства перебора ещё экспоненциальным образом. Тут уже никакие миллионы лет естественного отбора не помогают. Слишком мала вероятность того, что именно в нужных генах, никак между собой в цепочке не связанных, произойдут нужные мутации.
И наконец третий слой - при изменении всей системы функционирования организма меняется не один орган, а много - причём независимо друг от друга с точки зрения мутаций. Коди подробно описывает изменения, которые должны произойти в организме протоэктуса (предок кита, сухопутное животное на маленьких ножках), чтобы он превратился в кита, способного опускаться на глубину в 5 километров. Идея тут в том, что организованно должна измениться голова, система кровеснабжения, глаза, уши, мускульная система... если каждая из них меняется в результате случайных мутаций отдельных генов, мы получаем ещё один экспоненциальный уровень сложности. Тут не хватит и триллионов лет, чтобы всё получилось и сложилось так, чтобы вышел такой способный кит.
Такая, в общих чертах мысль, я опустил пару интересных подробностей.
2. Второй аргумент (менее интересный, чем первый): информации, заключённой в ДНК, недостаточно, чтобы закодировать все 'инструкции' для создания организма. В человеческом ДНК около 100,000 генов (кстати, смутно вспоминаю, что с тех пор, как вышла эта статья, усилия по разметке человеческого генома привели к резкому снижению этой оценки, сильно всех удивившему - тогда этот аргумент ещё сильнее). Этого просто недостаточно, чтобы создать столь исключительно сложную систему, какой является человеческий организм - недостаточно даже для того, чтобы создать один только мозг, или, скажем, нервную систему. Коди ссылается на книгу: Walter Elsasser, Reflections on a Theory of Organisms, на которую, возможно, стоит взглянуть. Он приводит подробное описание того, как много сложных вещей, например, в мозгу человека, и апеллирует к здравому смыслу, чтобы заключить, что 100,000 протеинов для построения такой системы - это явно недостаточно; в результате аргумент получается интересный, но не слишком удовлетворительно обоснованный. Об этой проблеме я и сам пару раз задумывался, и пытался (без особого успеха) узнать, существует ли удовлетворительный ответ с точки зрения эволюционной биологии.
Вывод у Коди таков: вопреки заявлениям биологов-эволюционистов, мы очень мало знаем и понимаем в том, как протекает процесс эволюции (на уровне "естества", а не функциональном уровне, где мы довольно много знаем и понимаем). Не стоит скатываться в креационизм или натурализм, но стоит честно признаться, что действительно удовлетворительного научного объяснения на уровне ДНК, подтверждённого экспериментами и развёрнутой теорией, у нас на самом деле нет, и совершенно неясно пока, когда будет.
Этот вывод мне импонирует, хотя хотелось бы всё же узнать реакцию специалистов-биологов.
Ох и расписался же я тут... не ожидал. Значит, о двух других статьях потом.
Arthur B. Cody, Informational Darwinism, Inquiry, 2000.
Neil Tennant, Deductive Versus Expressive Power: a Pre-Godelian Predicament, Journal of Philosophy, 2000.
B. Jack Copeland, Narrow Versus Wide Mechanism, Journal of Philosophy, 2000.
Особенно интересна статья о Дарвинизме. Статья Коуплэнда содержит несколько важных ошибок. Статья Теннанта разочаровала.
Коди в статье о дарвинизме атакует существующую модель объяснения эволюционного развития путём мутаций, меняющих структуру ДНК, и следующего за ними естественного отбора.
Начал я статью читать в очень скептическом настроении - что за бред, думал, очередной креационист какой? - но мысли у него в результате оказались весьма интересные. Хотелось бы найти где-то хорошего специалиста-эволюциониста и поспрашивать его мнение. Вряд ли они читают Journal of Philosophy.
Довольно подробно и живо написанная статья, однако можно попробовать в двух словах пересказать основные аргументы Коди. Их два:
1. Случайная мутация ДНК не может объяснить направленного изменения функциональности в организме, ввиду гигантского пространства перебора возможных мутаций - даже учитывая организующую деятельность естественного отбора.
Что это значит: каждый ген ДНК кодирует протеин. Изменим звено (кодон) в цепочке гена - получим другой протеин. Однако вообще говоря, комбинаторных возможностей изменить несколько кодонов в ДНК в результате случайной ошибки при считывании ДНК в процессе её деления (а именно так объясняют стандартные мутации) так много, что шансы получить в результате мутации какой-то "интересный", полезный для клетки протеин совершенно мизерны. Коди утверждает, что у биологов-эволюционистов есть своего рода психологический барьер, мешающий им взглянуть на цепочку ген->протеин в её правильном направлении (от гена как цепочки нуклеотидов к протеину как функциональному агенту). Цепочка нуклеотидов - это то, что ген есть, а протеин - это его назначение, функция. Обычно описание эволюционного процесса происходит именно на уровне функций - в результате постепенных мутаций и естественного отбора то-то и то-то меняется, светочуствительные лоскуты кожи превращаются в глаза, удлиняются или отмирают конечности, пять пальцев становятся одним (у лошадей) и т.д. и т.п. При этом как бы не замечается, что мутирует не функция, а естество - цепочка нуклеотидов, и мутирует совершенно случайным с комбинаторной точки зрения образом, что приводит к серьёзным проблемам при оценке количества возможных мутаций.
К этой проблеме добавим второй слой - каждый ген описывает один протеин, но для функционирования органа одного протеина мало - нужна целая куча, значит, и куча генов, их описывающих. Для того, чтобы орган изменился функционально, меняться должен не один ген, а очень много, и все - случайным образом (естественно, не все сразу, но тем не менее мутации должны затронуть огромное количество генов, находящихся вообще говоря в разных местах в ДНК и никак между собой логически не связанных на уровне цепочки - уровне "естества" а не "функции"). Это увеличивает размер пространства перебора ещё экспоненциальным образом. Тут уже никакие миллионы лет естественного отбора не помогают. Слишком мала вероятность того, что именно в нужных генах, никак между собой в цепочке не связанных, произойдут нужные мутации.
И наконец третий слой - при изменении всей системы функционирования организма меняется не один орган, а много - причём независимо друг от друга с точки зрения мутаций. Коди подробно описывает изменения, которые должны произойти в организме протоэктуса (предок кита, сухопутное животное на маленьких ножках), чтобы он превратился в кита, способного опускаться на глубину в 5 километров. Идея тут в том, что организованно должна измениться голова, система кровеснабжения, глаза, уши, мускульная система... если каждая из них меняется в результате случайных мутаций отдельных генов, мы получаем ещё один экспоненциальный уровень сложности. Тут не хватит и триллионов лет, чтобы всё получилось и сложилось так, чтобы вышел такой способный кит.
Такая, в общих чертах мысль, я опустил пару интересных подробностей.
2. Второй аргумент (менее интересный, чем первый): информации, заключённой в ДНК, недостаточно, чтобы закодировать все 'инструкции' для создания организма. В человеческом ДНК около 100,000 генов (кстати, смутно вспоминаю, что с тех пор, как вышла эта статья, усилия по разметке человеческого генома привели к резкому снижению этой оценки, сильно всех удивившему - тогда этот аргумент ещё сильнее). Этого просто недостаточно, чтобы создать столь исключительно сложную систему, какой является человеческий организм - недостаточно даже для того, чтобы создать один только мозг, или, скажем, нервную систему. Коди ссылается на книгу: Walter Elsasser, Reflections on a Theory of Organisms, на которую, возможно, стоит взглянуть. Он приводит подробное описание того, как много сложных вещей, например, в мозгу человека, и апеллирует к здравому смыслу, чтобы заключить, что 100,000 протеинов для построения такой системы - это явно недостаточно; в результате аргумент получается интересный, но не слишком удовлетворительно обоснованный. Об этой проблеме я и сам пару раз задумывался, и пытался (без особого успеха) узнать, существует ли удовлетворительный ответ с точки зрения эволюционной биологии.
Вывод у Коди таков: вопреки заявлениям биологов-эволюционистов, мы очень мало знаем и понимаем в том, как протекает процесс эволюции (на уровне "естества", а не функциональном уровне, где мы довольно много знаем и понимаем). Не стоит скатываться в креационизм или натурализм, но стоит честно признаться, что действительно удовлетворительного научного объяснения на уровне ДНК, подтверждённого экспериментами и развёрнутой теорией, у нас на самом деле нет, и совершенно неясно пока, когда будет.
Этот вывод мне импонирует, хотя хотелось бы всё же узнать реакцию специалистов-биологов.
Ох и расписался же я тут... не ожидал. Значит, о двух других статьях потом.
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2001-09-05 06:07 am (UTC)Äàâàéòå ñîãëàñèìñÿ âîò íà ÷¸ì: åñòü íå÷òî, ÷òî, äåéñòâóÿ äåòåðìèíèñòñêè è òîëüêî íà îñíîâàíèè ãåíîìà (è ðåàëèçóÿñü ãåíîìîì), ñòðîèò îðãàíèçì è â ÷àñòíîñòè áëîêèðóåò ÷àñòè êîäà. Êàê ýòî íå÷òî ðàáîòàåò, ãäå è â êàêîì âèäå íàõîäèòñÿ â ãåíîìå èíôîðìàöèÿ, íåîáõîäèìàÿ äëÿ îðãàíèçàöèè ýòîé ðàáîòû, êàê ïðîèñõîäèò äèôôåðåíöèàöèÿ êëåòîê è ãëîáàëüíàÿ äèôôåðåíöèàöèÿ îðãàíîâ òåëà, íàïðèìåð - âñåãî ýòîãî ìû âîîáùå íè çíàåì äàæå íà îäèí ïðîöåíò èç ñòà.
Ìîæíî íàçâàòü ýòî íå÷òî "êëåòî÷íûì àâòîìàòîì", íî ýòî ìîæåò ïðèâåñòè ê íåâåðíîìó âïå÷àòëåíèþ î òîì, ÷òî ìû õîòü ÷òî-òî çíàåì î òîì, êàê ýòîò àâòîìàò ìîæåò áûòü óñòðîåí, ïîñòðîåí, äåéñòâîâàòü.
Ñîîòâåòñòâåííî, áåç ïîíèìàíèÿ ýòîãî ìåõàíèçìà ìû íå ìîæåì îöåíèòü ñëîæíîñòü ìàêðîýâîëþöèè. Ïîýòîìó ðàññóæäåíèÿ î òîì, õâàòàåò ëè âðåìåíè äëÿ ýâîëþöèè êèòîâ â ðàìêàõ îðòîäîêñàëüíîé êàðòèíû, åñòü ÷èñòîé âîäû øàìàíñòâî.
À âîò ýòî íåâåðíî, ïîòîìó ÷òî "îðòîäîêñàëüíàÿ êàðòèíà" ïðåñêðèáèðóåò ñîâåðøåííî ñëó÷àéíóþ ìóòàöèþ èíôîðìàöèîííîãî ñîäåðæàíèÿ ÄÍÊ. Ìû ìîæåì îöåíèâàòü âåðîÿòíîñòè ñèíõðîííîãî ðàçâèòèÿ òåõ èëè èíûõ ìóòàöèé, íåîáõîäèìîãî äëÿ ôóíêöèîíàëüíîãî èçìåíåíèÿ âñåãî îðãàíèçìà.
Âû ïîâòîðÿåòå òó æå îøèáêó. Âàì êàæåòñÿ, ÷òî àðãóìåíò òàêîé: ñëèøêîì ìíîãî íóêëåîòèäîâ äîëæíî èçìåíèòüñÿ, è ïîýòîìó ýòî ìàëîâåðîÿòíî. Ýòîò àðãóìåíò äåéñòâèòåëüíî íåâåðåí, ïîòîìó ÷òî ìû íå çíàåì, íàñêîëüêî ìíîãî ìóòàöèé äîëæíî ïðîèçîéòè - âïîëíå âîçìîæíî, î÷åíü ìàëîå èõ êîëè÷åñòâî ñïîñîáíî ïðèâåñòè ê áîëüøèì èçìåíåíèÿì. Íî ýòî íå åñòü àðãóìåíò. Àðãóìåíò òàêîé: íàì èçâåòíî, ÷òî ðàçíûå ãåíû êîäèðóþò ðàçíûå áåëêè, è î÷åíü ìíîãî ðàçíûõ áåëêîâ äîëæíû âìåñòå ðàáîòàòü, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ôóíêöèîíàëüíîñòü îðãàíà. Äëÿ òîãî, ÷òîáû îðãàí ôóíêöèîíàëüíî èçìåíèëñÿ, ñîñòàâ ýòèõ áåëêîâ äîëæåí ðàäèêàëüíî èçìåíèòüñÿ, äëÿ ÷åãî îíè âñå äîëæíû ìóòèðîâàòü; íî ñîîòâåòñòâóþùèå ìóòàöèè èõ ãåíîâ â ÄÍÊ - âåðîÿòíîñòíî íåçàâèñèìûå ñîáûòèÿ. Ïîýòîìó âåðîÿòíîñòü óñïåõà ìèçåðíà.
Èçâåñòíûå íàì "óïðàâëÿþùèå" ãåíû ïðîáëåìû íå ðåøàþò, ò.ê. îíè ïî ñóòè äåëà ôóíêöèîíèðóþò êàê ëåá¸äêè íà ñòðîéêå. Ìóòàöèÿ ëåá¸äêè íå ìîæåò ïðèâåñòè ê ñåðü¸çíîìó ôóíêöèîíàëüíîìó èçìåíåíèþ ÷àñòè çäàíèÿ, ê êîòîðîé îíà ïîäâîçèò ñòðîéìàòåðèàëû.
Âûâîä: "îðòîäîêñàëüíàÿ ñèñòåìà" íå ìîæåò îáúÿñíèòü, êàê ñëó÷àéíàÿ ìóòàöèÿ ÄÍÊ èìïëåìåíòèðóåò ìåõàíèçì ýâîëþöèè, èçâåñòíûé íàì ïî èçó÷åíèþ îðãàíèçìîâ.
Ýòî ïðàâî, îïÿòü øàìàíñòâî. Ôóíêöèîíàëüíîñòü áåëêà åñòü ôóíêöèÿ áåëêîâîé öåïî÷êè; áåëêîâàÿ öåïî÷êà îäíîçíà÷íî êîäèðóåòñÿ íóêëåîòèäíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ; ïîýòîìó ïðîñòðàíñòâî áåëêîâûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé â òî÷íîñòè ñîâïàäàåò ñ ïðîñòðàíñòâîì ãåíåòè÷åñêîãî êîäà. Äðóãîå äåëî, ÷òî ñëó÷àéíûå èçìåíåíèÿ â êîäå â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ïîðîæäàåò íåæèçíåñïîñîáíûå îðãàíèçìû.
Èìåííî. Êîëè÷åñòâî öåïî÷åê, ïîðîæäàþùèõ ñïîñîáíûå íà âîîáùå ÷òî-òî ïîëåçíîå áåëêè íàñòîëüêî ìèçåðíî ìàëî ïî ñðàâíåíèþ ñî âñåìè îñòàëüíûìè âîçìîæíûìè öåïî÷êàìè, ÷òî àñòðîíîìè÷åñêè áîëüøîå êîëè÷åñòâî ñëó÷àéíûõ ïîïûòîê íåîáõîäèìî äëÿ õîòÿ áû îäíîãî æèçíåñïîñîáíîãî èçìåíåíèÿ. Êîäè óòâåðæäàåò, ÷òî áèîëîãè, õîòü è ïðèçíàþò ýòî Âàøå "â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ", êàê ïðàâèëî, íå ïðèíèìàþò â ðàñ÷¸ò, íàñêîëüêî àñòðîíîìè÷åñêè ìàëà âåðîÿòíîñòü ñëó÷àéíîãî ïîïàäåíèÿ â ìåíüøèíñòâî - íå ïðèíèìàþò â ðàñ÷¸ò èç-çà òîãî, ÷òî äóìàþò â òåðìèíàõ çíàêîìûõ èì è ôóíêöèîíàëüíûõ áåëêîâ, à íå âñåõ êîìáèíàòîðíî âîçìîæíûõ öåïî÷åê.
О возможности случайных мутаций
Date: 2003-07-16 11:48 am (UTC)Изменения которые могут приводить к формированию новых действующих белков достаточно обширны. Значительную часть любого белка составляет некоторый аминокислотный балласт; он, конечно, играет роль в формировании третичной структуры белка, но всё же в значительной мере может изменяться. Возможны значительные перестроики аминокислотной последовательности значительной части белка без потери его функциональности, это мы видим при сравнении родственных белков у родственных групп. (Есть, однако, случаи когда наоборот, белок проявляет удивительную консервативность в эволюции.) Если же мутация затрагимает код активного центра фермента она, вероятнее всего приведёт к потере первичной функциональности. Однако, в силу того что в активном центре фермента принимаыт участие обычно лишь небольшой фрагмент белка, то и пространство перебора вариантов здесь значительно меньше... Кстати, летальность мутации даже в коде важного фермента далеко не обязательна, так как зачастую важнейшие реакции кодируются в геноме многократно.
В общем, хочется обратить внимание на то что при разговорах о вероятностном анализе эволюционных событий на молекулярном уровне, следует учесть различное значение различных участков кода: некоторые фрагменты кода должны быть очень консервативны, в то время как другие - могут подвергаться значительным изменениям. То есть, число попыток для возниконовения одного жизнеспособного изменения не так астрономично. Ещё стоит не забывать о синонимичности в кодировании белка и о схожести свойств некоторых аминокислот.
Для меня очевидно что решающую роль в возникновении совсем новых белков играет переброска фрагментов кода из пассивной части генома в активную, или смещение части триплетного кода на один-два нуклеотида, что приводит к возникновению совершенно нового прочтения при трансляции в аминокислотную цепь. Часть пассивного генома хранит фрагменты белков действовавших у каких-то предковых форм, а сейчас выключенных, они мутировавшие в той или иной степени в зависимости от времени нахождения в пассивной форме. Будучи вновь включены могут ещё не потерять свой функциональности, хотя и быть существенно иными.
Кстати, геном является саморегулирующейся системой, так что включение тех или иных генов происходит в ответ на те или иные внутриклеточные факторы: так, не исключаю что альтернативные пути одной и той же реакции могут включаться под действием сходных факторов, но действующих, например, в разной концентрации. При повреждении основного пути реакции, таким одразом, включается альтернативный. Впрочем, я не являюсь ни генетиком ни биохимиком, так что, вряд ли мсмогу так сразу привести реальный пример такого механизма.