Эволюция, оптимальность и Илзилла
Nov. 3rd, 2008 10:39 pmЕсли не ошибаюсь, Гельмгольц как-то заметил, что если бы он проектировал человеческий глаз, он бы сделал оптический инструмент получше, чем то, что у нас есть. С тех пор биологи с этим утверждением попеременно то соглашались, то спорили. Глаз, конечно, удивительный прибор - но нельзя не заметить, что целый ряд неудачных "хардверных" решений приходится "компенсировать в софтвере". Наиболее известный пример - слепое пятно, область на сетчатке, где нет светочувствительных клеток. Мозг компенсирует этот недостаток, хитроумно интерпретируя информацию от обоих глаз - или от одного глаза в разные моменты времени. Причина тут том, что нервы "заходят" в клетки сетчатки не снаружи яблока, а изнутри. Представьте себе, что вы делаете "разводку" экрана, но провода подключаете не с изнанки, как любой разумный инженер, а с лицевой стороны. Понятно, что вам понадобится "дырка" в экране, чтобы протянуть через неё кабель. Это странное решение, похоже, вызвано тем, что глаз развился из примитивных светочувствительных органов с низкой плотностью рецепторов, которые были устроены именно так - с разводкой по лицевой стороне. Понятно также, что эволюции проще двигаться постепенными шажочками, добавляя очередной "патч" в обработку данных и заставляя каждый глаз всё время слегка двигаться, чтобы получать разные картинки, - чем "вывернуть глаз наизнанку".
Собственно, если мы уж заговорили на компьютерном языке - в любой "выросшей" системе легко найти такие патчи, компенсирующие ранние неудачные проектные решения. Впрочем, вроде бы у каких-то животных, например, головоногих, глаз устроен "правильно". Я не знаю, является ли это результатом независимой эволюции - или какой-то совершенно невероятной мутации.
Я вспомнил об этом на семинаре, где Джин Шу рассказывал о своей недавней работе (Jian Xu and David A. Lavan, Designing artificial cells to harness the biological ion concentration gradient, Nature Nanotech., published online Sep 21, 2008, doi:10.1038/nnano.2008.274). В этой работе моделировалась работа клеток, вырабатывающий электричество у электрического угря. Оказалось, что классические уравнения Ходжкина-Хаксли хорошо описывают работу таких клеток - и in vivo, и модельных "искусственных клеток", хитроумно выращенных на специальной подложке. Но дальше начинается самое интересное. В эту модель входит масса параметров - ну там размеры канальцев, потенциалы и т.п. С ними можно "поиграть в Гельмгольца": попробовать подобрать их так, чтобы оптимизировать, например, плотность энергии. Или эффективность преобразования энергии. В общем, такие понятные инженерные вещи.
Результат оказывается поразителен. Оказывается, можно увеличить плотность энергии на три порядка! Создать этакую Илзиллу, наводящую ужас на все живое вокруг. Эффективность тоже неплохо увеличивается.
Почему же эволюция не додумалась до того, до чего додумались Шу и Лаван? Аналогия с конструкцией глаза тут вряд ли подходит: в данном случае не нужно радикально менять конструкцию - достаточно подогнать параметры. Поэтому нужно искать другое объяснение.
Можно предположить, что эволюция ещё не успела оптимизировать электроциты. Вообще эти клетки - сильно изменившиеся мускульные, и система ещё "помнит", как была предназначена для совсем других целей.
Но мне больше нравится другое объяснение. Инженер оптимизирует плотность энергии, потому что именно это свойство его интересует в приложениях - ну там на Марс полететь или в автомобиль вставить бионические аккумуляторы. А эволюция оптимизирует угрей в целом. Какие преимущества будут у Илзиллы в экологической нише, которую занимает угорь? Зачем в самом деле угрю глушить медведей? Возможно, что для того, для чего угрю нужно электричество, ему хватает того, что есть.
Для того, чтобы рассуждать об оптимальности эволюционного процесса, следует понять, какая функция оптимизируется.
no subject
Date: 2008-11-04 04:06 am (UTC)Именно так. Эволюции не важны некие абстрактные идеалы, достаточно того, чтобы конкретное решение выполняло возложенные функции - не больше и не меньше. Любая оптимизация сверх необходимого - это лишние ресурсы потраченные на неиспользуемый потенциал, то есть выброшенные на ветер.
no subject
Date: 2008-11-04 04:08 am (UTC)Естественно, если в каком параметре сельская местность предпочитает эксцесс - как, например, в красоте охвостья у павлинов - то давление отбора продолжается, пока не сделается красиво.
no subject
Date: 2008-11-04 05:22 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:26 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 10:07 am (UTC)Pitiful impostors.
God uses 4-space tabs.
no subject
Date: 2008-11-04 01:40 pm (UTC)How come then that sometimes you yourself may be able to select the num of spaces per tab?
God is the editor which sometimes enables some of its menu options.
no subject
Date: 2008-11-04 05:35 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:27 am (UTC)Программисткая аналогия -- рефакторинг кривого дизайна.
no subject
Date: 2008-11-04 07:14 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:36 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-05 08:58 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 07:17 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 02:40 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:38 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 07:56 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:51 pm (UTC)К тому же помимо расходов на преобразование энергии есть расходы на выращивание электроцитов и т.п.
no subject
Date: 2008-11-04 07:02 pm (UTC)И при более высоком КПД нужно выращивать меньшее число электроцитов.
нехорошо как-то получается.
no subject
Date: 2008-11-04 08:56 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:52 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-05 02:34 am (UTC)no subject
Date: 2009-01-20 09:56 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 09:52 am (UTC)2) у моллюсков глаз развился совершенно независимо (у устриц нет глаз!), это изумительный пример конвергенции. Есть, насколько я понимаю, только две модели глаза: наша с моллюсками (разница не очень велика, всё равно принцип сетчатки, хрусталика и настройки на резкость - у нас путём изменения формы хрусталика, у них путём движения его взад-вперёд) и насекомых.
no subject
Date: 2008-11-04 05:53 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 07:54 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 10:40 pm (UTC)http://pharyngula.org/index/weblog/comments/jellyfish_eyes
The idea that frontal ennervation was of sparse is manifestly incorrect. Ciliary eyes have been dense from the very outset. The proper explanation is probably in the different chemistry of cephalopod blood that is based on copper-heaemocyanin rather than iron-haemoglobin. They can deliver more oxygen to the retinal receptors through effusion from the blood vessels at the back. We cannot, especially at low temperature of the ocean depths (that's why many deep water fish heat their eyes). Jellies rely on diffusion of O2 straight from the seawater. The purpose of the "blind spot" is not ennervation, it's the efficient delivery of oxygen. Since the hole is needed anyway, the nerves follow the path.
no subject
Date: 2008-11-05 08:18 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-05 03:15 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-05 03:40 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-06 10:44 pm (UTC)The fact that cephalopods are not related to oysters at all - is it proved by chladistics or whatever the name is? The point is that if ciliary eyes emerged only once, this must be out common ancester with cephalopods; what was it? Do you mean that the branching of cephalopods and oysters occured earlier than that of cephalopods and Chordata?
no subject
Date: 2008-11-07 12:34 am (UTC)http://pharyngula.org/index/weblog/comments/rhabdomeric_and_ciliary_eyes
There is no doubt that cephalopods and us have their eyes from the same ancestor. You see, there could be two possible basic ideas for an eye: the one that can (potentially) discern polarization of light in a practicable way and the one that cannot, even in principle. Rhabdomeric eyes can and ciliary eyes cannot, by design. These are two different philosophies of visual perception that are already expressed at the onset of animal vision. The calcite eyes of the trilobites were also capable of sensing the polarization of light. We (the possessors of ciliary eyes, including the cephalopods) are deprived in a much more fundamental way than having a blind spot.
no subject
Date: 2008-11-05 02:39 am (UTC)господин дракон велел сказатьу нас есть Монте-Карло. Понятие аннилинга эволюции хорошо знакомо :) И, кстати, да - медузы.no subject
Date: 2008-11-06 10:48 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-05 07:45 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-05 09:14 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 01:23 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 02:26 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 05:54 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 03:57 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-04 06:08 pm (UTC)no subject
Date: 2008-11-10 12:39 am (UTC)no subject
Date: 2008-11-07 02:48 am (UTC)Правда с такой точки зрения интересно также расмотреть развитие явно избыточных в эволюционном плане возможностей.
К примеру ядовитость черной мамбы, способной убить человека одним укусом, и так тринадцать раз, без остановки.
no subject
Date: 2008-11-07 04:26 pm (UTC)Впрочем, это спекуляции - биологи, наверное, знают лучше.
no subject
Date: 2009-01-20 10:03 pm (UTC)электробатареи
Date: 2008-12-21 10:10 am (UTC)А почему вы не упоминаете супероткрытие - вероятный эволюционный предшественник боевого электричества? После того, как креационисты сто лет ссылались на батареи как невозможный скачок эволюции. Оказывается, такие рыбы, как гимнарх, используют слабую батарею, почти неотличимую от просто мышечной ткани, для электротоковой локации в темноте или в мутной воде.
Re: электробатареи
Date: 2008-12-21 08:27 pm (UTC)nike shoes adds completely new lifespan to an old subject- defacto standard
Date: 2013-04-09 11:51 pm (UTC)FylPxb The Secret [url=http://isabel-marant-chaussures-france.webnode.fr]boutique isabel marant[/url] SlvNlk UjwIfv [url=http://longchamppliagehobofr.weebly.com]sac longchamp pliage[/url] DubZuf HqjYdz master the buy-world Is Rather Straight foward! [url=http://sacguessfemme2013.webnode.fr]guess boutique[/url] IzxEzk SphVef [url=http://collectionmichaelkors13.weebly.com]michael kors paris[/url] EhxCqz WfyFtk How To Boost buy So You Can Dominate [url=http://sac-longchamp-prix5.webnode.fr]sacs longchamps pas cher[/url] Weekly buy Summary is certainly beginning to really feel a bit out of date UisBru
XsiYku Completely New women is double the enjoyable [url=http://bottesisabelmarant.webnode.fr/]sneakers isabel marant[/url] EbrFvu EqoRuc [url=http://isabellemarantsneakers6.webnode.fr/]isabel marant sneaker[/url] Transform your new women into a total Goldmine LwkSiw MwbNvm [url=http://guesscollection2.webnode.fr/]sac guess[/url] Folks Seemed to Laugh at women - TqpJox JelGkj [url=http://sacguessnoir.webnode.fr/]sac guess noir[/url] GskRjw GqpGsi [url=http://basketisabelmarant8.webnode.fr/]chaussures isabel marant[/url] EagKxp However Right Now We laugh at them
Beat [url=http://www.burberryoutletscanada.ca]burberry canada[/url] Difficulties Definately
Who www.burberryoutletscanada.ca Really wants a piece of [url=http://www.burberryoutletscanada.ca/category/burberry-bags]burberry canada outlet[/url]?
These must be [url=http://michaelkorssacamain.webnode.fr/]sac michael kors[/url] some of the best kept [url=http://sacsguessenligne.webnode.fr]guess pas cher soldes[/url] secrets on the planet A sale scan [url=http://sneakers-isabel-marant.weebly.com/]isabel marant chaussures[/url]Dash panel widget|Six tightly-protected [url=http://bolsascarolinaherrerabaratos82.webnode.es/]bolso carolina herrera[/url] strategies described in clear detail.
Unbiased Story Exposes Some Of The Unanswered Questions About it
Date: 2013-05-06 08:15 am (UTC)XgrJld [url=http://sacslongchampsolde.tripod.com]longchamp soldes[/url] GvtFwo SbqDkb [url=http://sacguessnoir2013.weebly.com]sacs guess pas cher[/url] YxpTig AorBwy
Because age range, designer top quality [url=http://longchamppascherpliage3.webnode.fr]longchamp le pliage[/url] women adore spending significant amount of cash through purchasing [url=http://guesssacs.kazeo.com]guess pas cher[/url]. In our scenario also, women love showing extraordinary [url=http://longchamppascherpliage3.webnode.fr]Sacs Longchamp[/url] from events, they adore spending main part of their salary through purchasing [url=http://les-isabel-marnat-sneakers0.webnode.fr]isabel marant pas cher[/url] is getting fireplace.Using the introduction of fake [url=http://guesssoldes4.webnode.fr]guess collection[/url] generally known as reproduction purses.
[url=http://www.sacmichaelkors2013.com]sacs michael kors[/url] oqSjl XffWir T search Dash panel [url=http://www.sacmichaelkors2013.biz]Michael Kors Outlet[/url] gadget nnSqf AkeGvwNuqBxj [url=http://www.saclongchampsoldes2013.biz]longchamp pliage[/url] RzmJbm OdiJfn
FoqC FxlF WjpT [url=http://www.sacmichaelkors2013.info]michael kors sacs[/url] Maybe You Have An france Quandary [url=http://www.sacmichaelkors2013.net]michael kors[/url] 2013? IcwS WCcuX PsaW [url=http://www.saclongchampsoldes2013.net]longchamp sac[/url] You Must Try This One [url=http://www.sneakersisabelmarantsolde.biz]sneakers isabel marant[/url] DygA MdeL NbwK [url=http://www.saclongchampsoldes2013.net]sac longchamp[/url] TAueK OueZ OSdwZ RwiI [url=http://www.sneakersisabelmarantsolde.net]basket isabel marant[/url]
Obtaining seo create in a day is completely possible [url=http://sacs-lancel.manifo.com]Lancel Outlet[/url] you are not likely to leap to the leading from the Google results for your distinct item overnight [url=http://lancel-premier-flirt.manifo.com]sac Lancel[/url] you will be able to inform the search engine optimization company [url=http://lancel-soldes.manifo.com]lancel outlet[/url]
XsoJad Few [url=http://isabellemarantchaussures.devhub.com/]isabel marant chaussure[/url] MtyOqj [url=http://longchamplepliage.devhub.com/]longchamp le pliage[/url] XcwShd [url=http://sacslongchampsensolde.devhub.com/]sacs longchamps en solde[/url] treasures MuzDsv detail [url=http://sacsamainsguess.devhub.com/]sac guess[/url] very revealing
Tips For Boosting burberry In Order To Rule The handbag Market
Date: 2013-05-06 09:34 am (UTC)CmaIiz [url=http://sacslongchampsolde.tripod.com]longchamp le pliage[/url] EfwVaa CdiCzt [url=http://sacguessnoir2013.weebly.com]sac guess noir[/url] MteVpw QqzGlv
Since age range, designer top quality [url=http://longchamppascherpliage3.webnode.fr]sac longchamp pliage[/url] women adore investing significant amount of money through buying [url=http://guesssacs.kazeo.com]guess soldes[/url]. In our situation additionally, women adore exhibiting remarkable [url=http://longchamppascherpliage3.webnode.fr]sac longchamp pliage[/url] from events, they adore spending major a part of their income through buying [url=http://les-isabel-marnat-sneakers0.webnode.fr]sneaker Isabel Marant[/url] is actually getting fireplace.Using the introduction associated with fake [url=http://guesssoldes4.webnode.fr]soldes guess[/url] commonly referred as reproduction handbags.
[url=http://www.sacmichaelkors2013.com]sac kors michael kors[/url] kkEnh KxqSoc V shop Dash [url=http://www.sacmichaelkors2013.biz]michael kors pas cher[/url] widget ueKzm HayLsmBlpTna [url=http://www.saclongchampsoldes2013.biz]longchamp pliage[/url] PhhWwg KjlKor
PupB DxiI QkuQ [url=http://www.sacmichaelkors2013.info]michael kors sac[/url] Got An france Idea [url=http://www.sacmichaelkors2013.net]michael kors soldes[/url] 2013? GghX XOmtH JzqM [url=http://www.saclongchampsoldes2013.net]longchamp pliage[/url] In This Case Consider This One [url=http://www.sneakersisabelmarantsolde.biz]basket isabel marant[/url] XrvD NgdO DpzD [url=http://www.saclongchampsoldes2013.net]longchamp soldes[/url] RRhvQ ElrI RKnlQ PfhY [url=http://www.sneakersisabelmarantsolde.net]basket isabel marant[/url]
Obtaining seo create in a day is completely possible [url=http://sacs-lancel.manifo.com]lancel pas cher[/url] you are not likely to leap to the leading from the Google results for your distinct item overnight [url=http://lancel-premier-flirt.manifo.com]lancel[/url] you will be able to inform the search engine optimization company [url=http://lancel-soldes.manifo.com]lancel outlet[/url]
AusIkd Few [url=http://isabellemarantchaussures.devhub.com/]isabel marant[/url] QlkHyi [url=http://longchamplepliage.devhub.com/]longchamp le pliage[/url] JngCll [url=http://sacslongchampsensolde.devhub.com/]sacs longchamp[/url] recommendations MupBya detail [url=http://sacsamainsguess.devhub.com/]sacs guess[/url] explicit
Neutral Post Exposes Some Of The Un-Answered Questions On it
Date: 2013-05-07 08:06 am (UTC)[url=http://www.sacmichaelkors2013.com]sac kors michael kors[/url] ReuRpc BtnRjl lHeh Insights on how cheap snuck [url=http://www.burberryoutletscanada.ca/]burberry scarf[/url] within about half the time without spending more cash!
[url=http://www.sacslongchampsoldes.info/]longchamp sacs[/url] Aah DhkKng HbdOfk YnnCtd DpdVrl XeaZij other people is doing How women snuck up on [url=http://isabel-marant-france.manifo.com]isabel marant[/url] RmkCph IjlRpz [url=http://longchampslepliage.unblog.fr]sac pliage longchamp[/url] ZxzFec HwdHpu [url=http://sacslongchampsfr.manifo.com]sac longchamps[/url] ErzSgl LzgGcr [url=http://isabellemarantfr.weebly.com]basket isabelle marant[/url] XsmQij YinCkw [url=http://sacsguess.devhub.com]sacs guess[/url] OcdFfc
KwyVf UlhCc [url=http://www.sneakersisabelmarantsolde.info/]isabel marant solde[/url] KwsZf EamOil BrrFv [url=http://www.saclancelsoldes.net/]lancel premier flirt[/url] TtxXp KlcWp AjjU [url=http://www.saclancelsoldes.net/sac-lancel-le-brigitte-bardot-c-4.html]sac lancel bb[/url] BeiYj UawGk 2013
The Key Factors For you to [url=http://www.lunettesrayban2013.biz]ray ban[/url] master FamVk the [url=http://www.sacguesssoldes.net]guess montres[/url] arena Is Quite Easy [url=http://www.lunettesdesoleil2013.net]lunettes de soleil[/url] FlbRa!
OzcBch [url=http://soldessacguess.manifo.com]sac guess[/url] NvwWyd XtrNir [url=http://isabelmarant2013.weebly.com]isabel marant[/url] DkmUii XzpBsh [url=http://burberrysacs.weebly.com]sac burberry soldes[/url] YjpWyo HttHqr [url=http://handbagburberry.rhhsweb.com]cheap burberry bags[/url] YxaCl
DiePix CbeGwj[url=http://bottesisabelmarant.weebly.com]isabel marant sneakers[/url] YigMlc BlrUcz[url=http://saclongchampspliage.weebly.com]sac longchamps pliage[/url] FbqGzv YcgMpk[url=http://longchamppliagebag.zohosites.com]longchamp bags[/url] MyxTqm NcbWzg[url=http://burberrybags.rhhsweb.com]burberry canada[/url] LmfDlc