Назад

"Разумная" изменчивость

Попытайтесь ответить на вопрос о том, что такое жизнь. Эта попытка ставит крест над воззрен иями материализма, потому что очень упрощенное определение: «это информационное описание процессов , организующих материю» покоится на категории «информация», которая сама по себе нематериальна. Ми р Живых часто ведом отнюдь не рациональными мотивами любви. Чтобы убедиться в существовании этого явления, достаточно включить радиоприемник и послушать ближайшую радиостанцию. Ведь в эфир не рекл амируют «волну, усиленную резонансом колебательного контура электрической цепи» и не обсуждают зак оны Кирхгофа. Этот мир не может быть задан или описан полностью человеком, который больше подходит под определение творения, будучи не в силах прокомментировать всех процессов, происходящих в собс твенном теле и являясь творцом лишь а) ограниченного круга информационных явлений, которые он спо собен отразить в своем уме, воображении или чувствах, напр. музык. мелодии б) конфликтных или друж еских отношений с подобными личностями в) неумелым мастером работы с живыми моделями жизни, если о н экспериментирует с живыми клетками, называя это громко "генной инженерией" или «биотехнологией».

Статья представляет собой:

  • сопоставление процессов, приводящих к направленному изменению наследственной информации и такого "движущего фактора эволюции", как изменчивост ь
  • идеи проектирования информационного описаниия жизни с применением давно прижившейся в мире программирования концепции наследования удачного кода.

Теория эволюционного происхождения? - нет, развития! разнообразия форм жизни полагается своим существованием на изменчивость. Под изменчивостью понимаются процессы решительно любой природы, приводящие к появлению у организма невиданных, никогда не существовавших прежде признаков.
Идея естественный отбора предполагает предпочтение удачных форм. См. Естественный отбор мог бы стать тормозом эволюционно го прогрессаКритерием отбора не является специализация организмов по ремеслу, а органов - по выполняемым функциям. Крите рий отбора по-эвол меркам - право кучи признаков на жизнь до рождения плодовитого потомства. Но эт о отнюдь не приведет их к выполнению определенной функции или реализации удачного комплексного реш ения.
Для того, чтобы "приспособление", подготовленное произвольными процессами (изменчивостью), было ос нованием для того, чтобы естественный отбор оставил организм в живых, оно должно быть уже в своем рабочем, функционирующем состоянии. Если уж говорить о выживании наиболее приспособленных, то нужн о и говорить о приспособлении, а не о размытом понятии признак. Приспособление, выполняющее опреде ленную службу всему организму, всегда состоит из тьмы признаков, ведь генетическая информация имее т дискретную природу. Но последовательная модификация тьмы элементарных признаков - этого мало для того, чтобы создать приспособление. Набор элементарных признаков будет пропущен естественным отбором только в случае, когда некая иде я, организующая и связывающая их, будет воплощена для выполнения функции, полезной организму. В ид еале, принцип совместного организованного действия признаков по выполнению определенной функции в организме должен "поставляться" вместе с описанием самого набора признаков. Похоже, что в природе так оно и есть. Где же взялась эта "разумная" изменчивость, которая была способна разродиться иде ей организации признаков?

Творчество человека в 21-ом веке по разработке прикладного программного обеспечения ЭВМ захлебнуло сь бы, если бы на замену создания "с нуля" не был найден массовый подход - Объектно Ориентированн ое Программирование (ООП) ООП единственно оправданный на сегодня метод классифицирования и структурирования предметных облас тей с большим количеством взаимозависимых объектов и большой глубиной иерархии для разработки дейс твующей модели. В живой природе мы можем видеть нечто подобное, но об этом подробнее..

ООП - это стиль программирования, который отображает поведение реального мира так, что детали разработки скрыты, а это позволяет тому, кто решает задачу, мыслить в терминах, присущих этой задаче, а не программированию.
Выгода такого подхода в повторном использовании информационного кода деталей разработки. В этом случае, имея для будущего организма предназначение, вполне конкретную нишу в большом творимом мире, мы можем сконцентрироваться именно на воплощение его особенностей, вместо того, чтобы для каждого животного снова выводить глаза, нос и уши, словом, создавать велосипед. ООП - это еще и метод программирования, где поведение программы может быть управляемо внешними соб ытиями. Т.е. не программы управляют данными, а данные п рограммами.
Неразрывность данных и поведения объекта в ООП называется "инкапсуляцией". Инкапсуляция создает определяемые разработчиком типы данных, расширяющие собственные типы исходног о языка разработки, чтобы в последствии пользоваться и теми и другими.
Как пример возьмем сборку конструктора "Lego" или "puzzle" - каждый из его элементов уже самой сво ей формой или рисунком определяет местоположение среди остальных. Все вместе они будут составлять качественно новую категорию, предопределенную каждымиз элементов в отдельности. Как пример объекта в генетике, возьмем аппендикс. У зайца, жвачных животных его функция, поведение - переваривание пищи, в то время, как у человека "поведение" аппендикса - часть лимфатической системы. Лимфатические клетки аппендикса человека функционируют в системе имунитета как T-лимфоциты и продуценты антител B-лимфоциты, вырабатывающие иммуноглобулины IgA в ответ на иммунную стимуляцию.
Читатель мог бы спросить: "Неужели творец живого мира не имеет достаточной мощи, что ему захотелось избавиться от лишнего труда: переписывать код заново". - "Или он боялся, устав, допустить ошибку ?" Задача программирования вообще и ООП в часности - поручить рутинную работу компъютеру. Дело же Творца - создавать новое, дать тему разнообразия, т.е. совокупность отличий, имеющих, однако, функциональное значение. В то же время, многие узлы и системы организмов являются одинаково необходимыми всем (например, те, что несут энергетическую, транспортную, управляющую, имунную, опорно-двигательную; функции мироощущения и проч).
Принцип "наследственности" - так в ООП называется использование уже готового кода - выражается, например, в том, что все окна вынуждены иметь кнопки управления (выход, свернуть, закрыть), полосы прокрутки, меню, уголки для растягивания и изменения размера, проч.
"Наследственность" выгодна тем, что позволяет получить производные типы из уже определенных разработчиком типов данных (генотипов). При этом реализуется механизм наследования - свойства старшего класса автоматически переносятся на дочерний уровень. Расширяемость типов - это возможность добавлять к исходному набору слов и знаков определяемые разработчиком типы данных, которые также легко использовать, как и собственные типы. То, что объект сам отвечает за свое поведение, значительно упрощает задачу разработчика, который и спользует этот объект в своей новаторской деятельности.
Эти два механизма - наследственность и расширяемость типов и образовали иерархию биологической таксономии. И грызуны и кошки - млекопитающие. Если категория "млекопитающие" несет в себе информацию о свойствах и поведении, истинную для каждого из объектов соответствующего биологического класса, то создание категорий "кошачьи" и "грызуны" из категорий "млекопитающие" чрезвычайно экономично. Если для всех объектов класса "парнокопытные" определено свойство "имеет четыре ноги" и класс "рогатые" является дочерним классу "парнокопытные", то для всех объектов класса "парнокопытные", а также для объектов всех дочерних классов, определено свойство "имеет четыре ноги".
Заметим, что в отличие от "эволюционного" развития единичного экземпляра, которое "в ходе ... процессов" дает начало новым видам -> родам -> отрядам -> семействам -> царствам, рациональное искусственное создание отдельных живых организмов предполагает предварительные наброс ки о целых экосистемах, и лишь потом надобно браться за разработку общего кода отдельно, например, для эукариот и прокариот. Далее, определив формат пакета эукариот, который, например, инкапсулирует в себя пакет данных "мле копитающие", мы можем уже вести пошаговое уточнение: для живуих в воде одни изменения, для сухопут ных другие. Но свойства верхнего класса "млекопитающие" достанутся и тем, и другим. Так, например , у китов появилась тазовая косточка, поддерживающая мышцы, но не играющая такого структурного зна чения, как у сухопутных млекопитающих. Но информация о косточке не обходится без функции (назначен ии / интерпретации). Поэтому "органов без назначения" по этой схеме не существует в принципе. И у птиц, которые летают по воздуху, и у пингвинов, "летающих" в водной среде, проявляются специфичные относительно других классов фак торы кровеносной системы (возможно, гемоглобин, воможно другие ферменты) позволяют находиться птиц е в условиях недостатка кислорода. Только тем, которые летают в атмосфере, нужно подниматься так в ысоко, что плотность воздуха и процент кислорода ничтожно мал, а тем, которые подолгу находятся и сжигают энергию в воде, этот механизм позволяет господствовать в водной среде. Удивительно, что и в информатике, и в биологии в данном случае словом класс называются одинаковые базовые первичные мод ели объектов, свойства которых наследуются ниже по иерархии. Так, и у архиоптерикса и у петуха присутствуют гены зубов, но в одном случае, они активно экспрес сировались, а в другом – защищены регуляторными генами.

В заключение хотелось отделить несовершенство реального, ограниченного в возможностях программного продукта человека, от живого мира, сотворенного с таким опциональным совершенством и избыточным з апасом разнообразия, как изменчивость в пределах вида, немыслимая никакому смертному разработчику. Стержневая идея статьи сводится к тому, что объектно-ориентированный вид разработки информационны х моделей биологических существ несет экологический характер замысла. Удобство наследования кода в этом подходе возможно только при предварительном объявлении базовых классов организмов (их класси фикацию), и как следствие, заблаговременном распределении ролей членов биоценоза по отношению друг ко другу. Представители нижних этажей разнообразия - вид, род, семейство, отряд имеющие свою спец иализацию, видовые отличия, наследуют общий универсальный код своих базовых классов (более высших таксонов) – порядок <- класс <- тип <- царство, совместимый сверху вниз. Следует учесть, что в терминах программирования и данной статьи, «наследование» означа ет преемственность общего кода высших ступеней таксономии при разработке и более детальном описани и специфики звена нижнего уровня, и здесь вовсе не идет разговор о наследовании вообще всего геноф онда уже спроектированного вида при мейозе/митозе или любом другом клеточном делении.

Михаил Занин
Литература:
Пишіть нам! E-mail: ksono@ksono.org     Schreiben Sie uns!
s
olti.com.ua - Лучшие решения дизайна Genoterra.ru - Все о Генетике вітчизняний web-хостінг This page written in the vi editor