Назад
"Разумная" изменчивость
Попытайтесь ответить на вопрос о том, что такое жизнь. Эта попытка ставит крест над воззрениями материализма, потому что очень упрощенное определение: «это информационное описание процессов, организующих материю» покоится на категории «информация», которая сама по себе нематериальна. Мир 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 рекламируют «волну, усиленную резонансом колебательного контура электрической цепи» и не обсуждают законы 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 собственном теле и являясь творцом лишь а) ограниченного круга информационных явлений, которые он способен отразить в своем уме, воображении или чувствах, напр. музык. мелодии б) конфликтных или дружеских отношений с подобными личностями в) неумелым мастером работы с живыми моделями жизни, если он 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 изменчивость
- 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 эволюционного прогрессаКритерием
отбора не является специализация организмов по ремеслу, а органов - по выполняемым функциям. Критерий отбора по-эвол меркам - право кучи признаков на жизнь до рождения плодовитого потомства. Но это отнюдь не приведет их к выполнению определенной функции или реализации удачного комплексного решения.
Для того, чтобы "приспособление", подготовленное произвольными процессами (изменчивостью), было основанием 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 нужно и говорить о приспособлении, а не о размытом понятии признак. Приспособление, выполняющее определенную службу всему организму, всегда состоит из тьмы признаков, ведь генетическая информация имеет 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 идея, организующая и связывающая их, будет воплощена для выполнения функции, полезной организму. В идеале, 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 идеей организации признаков?
Творчество человека в 21-ом веке по разработке прикладного программного обеспечения ЭВМ захлебнулось бы, если бы на замену создания "с нуля" не был найден массовый подход - Объектно Ориентированное Программирование (ООП)
ООП единственно оправданный на сегодня метод классифицирования и структурирования предметных областей с большим количеством взаимозависимых объектов и большой глубиной иерархии для разработки действующей 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 событиями. Т.е. не программы управляют данными, а данные программами.
Неразрывность данных и поведения объекта в ООП называется "инкапсуляцией".
Инкапсуляция создает определяемые разработчиком типы данных, расширяющие собственные типы исходного языка разработки,
чтобы в последствии пользоваться и теми и другими.
Как пример возьмем сборку конструктора "Lego" или "puzzle" - каждый из его элементов уже самой своей 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 использует 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 наброски 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 "млекопитающие", мы можем уже вести пошаговое уточнение: для живуих в воде одни изменения, для сухопутных 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 значения, как у сухопутных млекопитающих. Но информация о косточке не обходится без функции (назначении / 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 факторы кровеносной системы (возможно, гемоглобин, воможно другие ферменты) позволяют находиться птице в условиях недостатка кислорода. Только тем, которые летают в атмосфере, нужно подниматься так высоко, 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 модели объектов, свойства которых наследуются ниже по иерархии.
Так, и у архиоптерикса и у петуха присутствуют гены зубов, но в одном случае, они активно экспрессировались, 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 запасом разнообразия, как изменчивость в пределах вида, немыслимая никакому смертному разработчику. Стержневая идея статьи сводится к тому, что объектно-ориентированный вид разработки информационных моделей биологических существ несет экологический характер замысла. Удобство наследования кода в этом подходе возможно только при предварительном объявлении базовых классов организмов (их классификацию), и как следствие, заблаговременном распределении ролей членов биоценоза по отношению друг ко другу. Представители нижних этажей разнообразия - вид, род, семейство, отряд имеющие свою специализацию, 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» означает преемственность общего кода высших ступеней таксономии при разработке и более детальном описании специфики звена нижнего уровня, и здесь вовсе не идет разговор о наследовании вообще всего генофонда уже спроектированного вида при мейозе/митозе или любом другом клеточном делении.
Литература:
|
