Иванов-Петров Александр (ivanov_petrov) wrote,
Иванов-Петров Александр
ivanov_petrov

Category:

Черданцев, Морфогенез и эволюция. ВВЕДЕНИЕ (7)

Для самой теоремы фон-Неймана возникают проблемы с работой автомата С, того, который должен следить за порядком действий автоматов А и В – следить за тем, чтобы программа действий автомата А не попала бы в еще не достроенный автомат. Для того, чтобы не было обратной связи между информацией и структурой, они должны быть разделены в пространстве и во времени, но для этого пространство и время сами должны иметь структуру, то есть разделение структуры и информации в конечном счете оказывается мнимым. На самом деле теорема фон Неймана описывает самовоспроизведение не структуры, а ориентированной (в пространстве или во времени) серии структур, возможное только в структурированном пространстве и времени, то есть в грубом, а не информационном пространстве.

Вообще же для биологического самовоспроизведения не только не обязательно, но и не нужно, чтобы организм воспроизводил сам себя. У инфузорий, когда их длина превышает некоторую пороговую длину, в экваториальной зоне клетки образуется новое ротовое отверстие, и задняя половина тела становится новой особью, которая повторяет материнскую особь в частности потому, что они имеют общую антеропостериорную ось тела (Frankel, 1981). Для того чтобы материнская и дочерняя особь были тождественны, материнская особь, после отделения от нее дочерней особи, должна просто достроить свою заднюю половину, по мере того как ее исходная задняя половина становится новой особью и отделяется от материнской особи. Самовоспроизведение представляет грубую (асимметричную) бифуркацию, потому что материнская и дочерняя особи различимы - одна и та же особь получается разными способами. Материнская особь не разветвляется на две дочерних особи, но дочерняя особь ответвляется от материнской, и преемственность информации на самом деле является преемственностью структур, имеющих одно и то же направление главной оси тела.

Современные организмы используют единый генетический код, но даже и он не является чисто информационным кодом. Мало того, что в тексте, который представляют последовательности нуклеотидов, встречаются анаграммы, но без анаграмм невозможно, по-видимому, опознавание нуклеотидных последовательностей белками, то есть невозможно (в частности) генетическое управление развитием. Простейший (наиболее изученный) случай – палиндромы (типа ропот – топор, или более сложные), образуемые последовательностями нуклеотидов в регуляторной зоне регуляторных генов фага λ (Пташне, 1988). Регуляторный белок читает палиндромы как зеркально симметричные структуры, которые он отличает от фрагментов нуклеотидного текста, не имеющих зеркальной симметрии. Последовательность нуклеотидов читается не только как определенный текст, правила чтения которого заданы генетическим кодом, но и как структура с определенным типом пространственной симметрии, когда ее признаки (конкретная последовательность нуклеотидов) менее важны, чем она сама.

Изменение признаков развивающейся системы изменяет ее структуру путем их локализации в системе как целом. Новая структура получается тогда, когда любые признаки, которые первоначально могли появляться в любой части развивающейся системы, становятся принадлежностью только одной из ее частей, то есть ее новой частью, масштаб которой соизмерим с масштабом всей системы (Черданцев, 1987; Cherdantsev et. al., 1996). В системе возникает новый пространственный домен, усложняющий ее структуру, потому что как целое система приобретает новые направления изменчивости – например, возможность изменять форму домена движением его границы, а не изменением признаков, которыми он отличается от своего окружения.

Различие порядка сложности – единственное, что позволяет различать структуры независимо от выбора признаков, по которым мы их различаем, и проблема эволюции грубых (естественных) механизмов морфогенеза есть прежде всего проблема усложнения биологических структур.

Для информационных систем, которыми занимается современная биология, сложность является величиной, а не качеством, и вопрос о природе их усложнения нельзя даже поставить. Если мы считаем, что признаки не принадлежат структуре, а образуют ее (то есть структура является такой же «иллюзией единства», как особь, не более чем названием определенной совокупности признаков), то ее усложнение ничем не отличается от возникновения новых (более громоздких) комбинаций признаков уже существующих структур, где само слово структура просится в кавычки.

Современная теория эволюции – теория эволюции признаков – в своем нынешнем виде мало применима к эволюции морфогенеза биологических структур и еще меньше – к образованию эволюционно новых структур и их усложнению (Cherdantsev et. al., 1996; Conrad, 1996). На языке генов и признаков единственным свойством фенотипа, подлежащим прямому отбору, является приспособленность, и эволюция фенотипа сводится к совокупности прямых и коррелированных эффектов отбора по приспособленности.

Собственно же эволюция структур относится к иному кругу эволюционных процессов, которые, по аналогии с термином «эпигенетические процессы» (Waddington, 1946), можно назвать «эписелекционными» (Северцов и др., 1991; Cherdantsev et. al., 1996). Они возникают тогда, когда структура – только благодаря своему усложнению, то есть образованию новых структурных доменов – приобретает новые признаки (новые потенциальные направления отбора), и это не зависит от изменения вклада в общую приспособленность фенотипа ее исходных признаков. Такое изменение возможно (и даже вероятно), но только задним числом, когда они принадлежат уже другой структуре, и только потому, что они ей принадлежат. Если в эволюционном усложнении биологических структур вообще есть закономерность (именно это предстоит выяснить), то она должна быть иной и более общей, чем любые закономерности адаптивной эволюции.
Tags: biology2, books3
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 12 comments