Рубрика «эволюция»

Гены vs. Энтропия  — Mortal Kombat - 1

Почему мы стареем? Нет, не так. Почему мышь стареет в 40 раз быстрее нас? А кит в 2 раза медленнее? Есть ли какой-то фундаментальный закон физики, которым обусловлено старение живых систем?

Странно видеть, что в 21-ом веке ещё есть кто-то, кто до сих пор считает, что в старении повинна “энтропия”, а именно второй постулат термодинамики, в котором говорится, что в изолированных системах энтропия не может понижаться. Кстати это “не может понижаться” почему-то часто трансформируется в “обязана возрастать”. При этом временные сроки, в которые она обязана это делать, не озвучиваются. Ну да ладно, нет смысла пытаться обсуждать оттенки серого, когда перед нами зелёный: организмы не являются изолированными системами. Совсем наоборот, они только и делают, что поглощают энергию извне, используя её на различные нужды, включая снижение своей энтропии. И очень может быть, что отличительная черта живых организмов — более эффективное по сравнению с неживыми системами повышение внешней энтропии, о чём говорят нам гипотезы биофизика Джереми Ингланда (1, 2).
Читать полностью »

Специалисты по компьютерному моделированию находят доказательства того, что комбинация конкуренции, хищничества и эволюции должна подталкивать экосистемы к разнообразию видов в любой части Вселенной

Эволюция спасает животных от катастроф типа «убей победителя» - 1
Экологи давно размышляют над тем, как у разных видов планктона, соревнующихся за одни и те же ресурсы в морских экосистемах, может наблюдаться такое разнообразие

На встрече Американского сообщества натуралистов в 1960 году известный британский эколог Дж. Эвелин Хатчинсон описал "парадокс планктона". Если рассмотреть колбу морской воды, то она окажется заполненной различными представителями планктона, соревнующимися за одни и те же жизненно важные элементы и питательные вещества. При этом естественный отбор утверждает, что со временем одну экологическую нишу должен занять один вид – эта концепция известна под названием "принцип конкурентного исключения". То, что верно для планктона, верно и для многих простейших, растений, птиц, рыб и других организмов. Как же в экосистемах может находиться так много конкурирующих видов в стабильном сосуществовании?
Читать полностью »

Учёные не знают, когда кролики стали домашними – и даже не уверены, что на такой вопрос можно ответить

Люди десятилетиями верили в миф по поводу одомашнивания кроликов - 1

В популярных статьях и научных работах часто упоминается, что кроликов впервые одомашнили французские монахи в 600 году н.э. В те времена папа римский Григорий I Великий якобы издал указ о том, что новорожденные кролики не считаются мясом, в результате чего христиане могли есть их во время Великого поста. Они превратились в популярный деликатес, и голодные монахи начали их разводить. Их работа превратила диких, норовистых европейских кроликов в одомашненных животных, способных выносить людей.

Такую историю услышал Грегер Ларсон из Оксфордского университета, когда впервые начали изучать домашних кроликов. Почти что из прихоти он попросил своего студента Эвана Ирвина-Пиза отыскать ссылку на этот факт в Ватикане, чтобы её можно было цитировать. «Я сказал: я уверен, что существует какой-нибудь эдикт, или что-то типа того, — говорит мне Ларсон. – Эван вернулся пару недель спустя, и сказал: Небольшая проблемка, его не существует».
Читать полностью »

Как эволюция создавала ваш страх - 1

Самые эффективные из выдуманных чудовищ отражают страхи наших предков с целью эксплуатации страхов современных людей. Некоторые страхи универсальны, некоторые – почти универсальны, а некоторые связаны с местностью. Местячковые страхи – такие уникальные фобии, как, например, боязнь мотыльков – писатели, режиссёры и программисты, создающие произведения в жанре ужасов, обходят стороной. Творцы ужасов пытаются использовать широчайшую из возможных аудиторию – а это означает работу с наиболее распространёнными страхами. Как отметил писатель Томас Монтелеон: «Писатель в жанре ужасов должен обладать бессознательным ощущением того, что послужит универсальным „спусковым крючком“ [Wiater, S., Ed. Dark Thoughts on Writing: Advice and Commentary from Fifty Masters of Fear and Suspense Underwood, New York, NY (1997)]. И все распространённые страхи можно обнаружить в нескольких категориях, ограниченных биологией.
Читать полностью »

Чему учат нас компьютеры по поводу того, как ладить друг с другом

Является ли межплеменная вражда естественным сбоем? - 1

В нашем офисе в университете Карнеги-Мэллон мы с моим коллегой Джоном Миллером создали компьютерную программу, склонную к геноциду.

Мы к этому точно не стремились. Мы не изучали соперничество или войны. Нас интересовало зарождение примитивных форм сотрудничества. Так что мы создавали машины, живущие в воображаемом обществе, и заставляли их играть друг с другом в игру – она известна тем, что порождает сложное социальное поведение не хуже, чем гнилой банан порождает плодовых мушек.

Игра называется "Дилемма заключённого". У неё есть много разновидностей, но по сути – это история о двух людях, выбирающих, сотрудничать им или обманывать друг друга. Если оба обманывают, страдают оба. Если оба сотрудничают, обоим будет лучше. Но если один сотрудничает, а второй обманывает – обманщику будет ещё лучше.
Читать полностью »

Можно ли предсказать эволюцию или она действует наобум

image

С сопением пробираясь через подлесок, небольшое косматое существо бродит лесной ночью, тыкаясь носом то в одно место, то в другое, выискивая запах своего мягкотелого ужина. В лесу темно, зрение у этого существа плохое, но длинные усы и хорошее обоняние позволяют ему ориентироваться. В случае угрозы оно способно развивать головокружительную скорость, мчаться через растительность, нырять в норы, и быстро исчезать из виду.

Совершенно неоригинальный стиль жизни. Множество животных по ночам гуляют по лесу, и сходным образом ищут небольшую добычу: ежи, землеройки, ласки, а кроме них и крупные звери – опоссумы и даже свиньи. Мир полон таких зверей.

Но это животное не такое. Все остальные – волосатые. Волосяной покров этого животного также мягкий, состоящий из миллионов тонких прядей. Но это не волосы. Все остальные передвигаются на четырёх ногах и вынашивают живое потомство. Но не это.

Царапая, изучая окружение, нюхая, это животное иногда создаёт дуэт со своей парой, перекликаясь, оставаясь на связи при проходе по своей территории. Крик самца выдаёт его название: «Кии-вии, кии-вии».
Читать полностью »

“Выживает сильнейший,” — иногда пафосно заявляют всякие “хозяева жизни”, перевирая исходное значение мысли Дарвина.

“Выживает наиболее приспособленный,” — имел в виду Дарвин, разъясняют нам эволюционные биологи.

Приспособленный к чему? К максимальному воспроизводству в текущих условиях. Кто же этот “приспособленный”? Отдельный человек или кролик? Нет, конечно. Особь не выживет по-любому. Выживает тот коллектив генов, который создал самого “приспособленного” кролика. Такого, который обскачет собратьев в обеспечении своим генам максимального выживания путем создания как можно большего количества их копий.

А что такое “максимальное выживание”? По какому параметру будем максимизировать? “Это уже на ваш вкус,” — говорит нам Теория игр. Хотите локальный максимум ваших копий в отдельный момент времени? Получите, распишитесь. Только не жалуйтесь, что ах, как счастье быстротечно, после того как вымрете от исчерпания ресурсов.

Хотите жить долго и счастливо? То есть максимизировать площадь под кривой ваших копий во времени? Тогда будьте добры научиться контролировать потребление ресурсов вашими репликаторами или хотя бы наделите их скиллами по пережиданию длительных периодов неблагоприятных условий. А лучше и то, и другое.

Но самый шик — отрастить им интеллект, чтобы они сами за вас начали контролировать свою популяцию, планировать потребление своих ресурсов, да ещё и придумывали более и более эффективные способы эти ресурсы добывать. Такие репликаторы могут наплодить целых 7,5 миллиардов ваших генных кооперативов по 30–40 триллионов копий каждый. Для бактерий это, конечно, смехотворные цифры, но для эукариотов вполне себе показатель.

Правда, интеллект растить долго, да и есть шанс не дорастить, говорят нам неандертальцы. Всё так: если ты как молодой, дерзкий стартап-кооператив решаешь методом “триллион макак на печатных машинках” закодить в своих репликаторов умение думать, то до тех пор, пока твой код не готов к продакшн релизу, приходится Читать полностью »

                                         My love don’t cost a thing.
                                              Jennifer Lopez

Одна из древних гипотез природы старения постулирует, что оно вытекает из некой ограниченности “ресурсов” организма, которые он может потратить либо на репродукцию, либо на какие-то другие функции, направленные на продление своей жизни (репарацию, например). То есть, грубо говоря, из-за какого-то фундаментального физического ограничения своих ресурсов, организмы могут либо долго жить, либо много плодиться.

Каких именно ресурсов не хватает организму, сторонники этой теории, правда, не уточняют. Еды? Воды? Кислорода? Нет, говорят они, это всё внешние ресурсы, с ними всё норм, но вот при превращении их во внутренние происходит что-то ужасное, что заставляет нас стареть.

Не буду долго запрягать, скажу сразу, что эта гипотеза ограниченности ресурсов была многократно опровергнута. Как лучше всего было её проверить? Да просто взять животных, и начать искусственно выводить из них долгоживущих, в надежде на то, что у них будет падать плодовитость — ведь им нужно будет тратить больше ресурсов на долголетие. Что и было сделано в этой работе. К удивлению ученых, те мухи, что стали жить дольше, стали и больше плодиться — причем у них повышалась и общая, и ранняя плодовитость. То есть внутренних ресурсов у них магическим образом прибавлялось:
Читать полностью »

image

Нам, в команде платежного блокчейн-сервиса Wirex, на собственном опыте знакома необходимость постоянной доработки и совершенствования существующего технологического решения. Автор материала, приведенного ниже, рассказывает об истории эволюции развертывания кода известной социальной новостной платформы Reddit.

«Важно следить за направлением своего развития, чтобы иметь возможность вовремя направить его в полезное русло».

Команда Reddit постоянно развертывает код. Все члены команды разработки регулярно пишут код, который перепроверяется самим автором, проходит проверку со стороны, чтобы после отправиться в «продакшн». Еженедельно мы делаем не менее 200 «деплоев», каждый из которых обычно занимает в общей сложности менее 10 минут.

Система, которая обеспечивает все это, развивалась на протяжении многих лет. Давайте посмотрим, что изменилось в ней за все это время, а что осталось неизменным.

Начало истории: стабильные и повторяющиеся деплои (2007-2010)

Вся имеющаяся у нас сегодня система выросла из одного зернышка — Perl-скрипта под названием push. Он был написан давно, в совсем другие для Reddit времена. Вся наша техническая команда тогда была настолько мала, что спокойно помещалась в одну небольшую «переговорку». Мы тогда еще не пользовались AWS. Сайт работал на конечном количестве серверов, и любые дополнительные мощности надо было добавлять вручную. Все работало на одном крупном, монолитном Python-приложении под названием r2.
Читать полностью »

В посте про старение и менопаузу как генетические механизмы популяционного контроля я упомянул, что рассматриваю старение как одну из разновидностей процесса запрограммированного феноптоза (убийства особи). В обсуждении ожидаемо всплыл лосось, причем всплыл брюхом кверху — беднягу резко убивает выброс гормонов почти сразу после нереста. Для меня лосось является символом заложенной в нас программы самоубийства, но ничего экстраординарного в нём нет — примеров активного, резкого феноптоза в природе полно.

Самые простые и известные всем такие примеры — это одноцветные (или монокарпические) растения: пшеница или кукуруза, например. Или цветы. Причем среди них есть и многолетние виды, и если некоторым из них вовремя удалить цветки, то эти растения не умрут, а продолжат жить и даже, возможно, зацветут опять. В то же время некоторые деревья живут тысячелетиями. Это отлично демонстрирует, что есть особи с активным феноптозом, а есть особи без него. Что означает, что биологическим системам стареть вовсе не обязательно.

Кстати, активное самоубийство есть и у одноклеточных — дрожжей, например. Так, старые дрожжи уходят в апоптоз, когда ресурсов начинает не хватать, а популяция превышает определенный предел. А если наступают “голодные времена”, то уйти в апоптоз может и до 95% популяции, превратившись в корм для оставшихся 5%, которые трансформируются в споры и пытаются дождаться лучших времен, чтобы возродить колонию.

Среди животных тоже хватает примеров запрограммированной смерти — у рыб, насекомых, млекопитающих. Вот тут хороший, хотя и неполный обзор таких видов:
Читать полностью »