Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 163

Оцените, какое поле для моделирования открывается в случае изучения таких систем! Кроме прочего, там будет возникать масса коллизий, соответствующих архетипу конфликта интересов на разных уровнях оптимизации (с проявлением действия как Невидимой Руки, так и Невидимой Ноги)!

А сейчас я предлагаю вам задуматься, полон ли перечень репликаторов, который предлагает Блэкмор. Действительно ли гены — первые репликаторы в истории Земли? Нет, конечно.

Начнем с того, что репликаторами все-таки являются и организмы. Докинз совершенно справедливо обращает внимание на то, что не все свойства организмов передаются их копиям, но отрицать такую передачу невозможно. Кстати, думаю, что от родителей потомкам передается не только генетическая информация, но и иная (вплоть до позиционной — в каком месте и в каком местообитании находится организм). Организмы — это те репликаторы, на примере которых Дарвин и открыл естественный отбор!

Докинз (судя, по крайней мере, по «Расширенному фенотипу») отлично понимает, что организм — это не просто проекция его генов. Сторонники Докинза, сколько я могу понять, осознают это далеко не всегда. Организмы — тоже репликаторы, причем их предшественники — старше, чем гены! Неверно ставить вопрос, что является единицами отбора, что эволюционирует: с одной стороны, организмы, меняющие гены, с другой — гены, меняющие организмы.

Мне уже приходилось писать об эпигенетической теории эволюции, ЭТЭ. Одно из ее отличий от синтетической теории, СТЭ, состоит в том, что возникновение генетического наследования — вполне объяснимый для ЭТЭ феномен. СТЭ сосредоточена на наследственности как способности генов передавать себя из поколения в поколение. Как эта способность возникла, с помощью логики СТЭ не объяснить — ну не может СТЭ рассматривать эволюцию, в которой нет генов! Для ЭТЭ ключевая идея — устойчивость воспроизводства репликаторов; наследственность — результат отбора. То, что наследственность обеспечивается не только генами, для ЭТЭ — естественное следствие основных принципов, а для СТЭ — потрясение основ.

А что же было до генов? Взаимодействующие автокаталитические реакции — я объяснял это в колонке о добиологическом отборе. И отбирались эти реакции на эффективность и на устойчивость!

Итак, формулирую гипотезу (придумал я ее сам, но у меня нет никаких оснований утверждать, что я сделал это впервые — мне не раз приходилось «открывать велосипеды»; может, кому-то эта идея известна давным-давно).

Возникновение жизни связано с фазовым переходом № 1, когда в среде периодически сдвигаемого равновесия обратимых химических реакций распространяются репликаторы — автокаталитические реакции. Взаимодействие (конкуренция и «сотрудничество») этих реакций приводит к возникновению их коадаптированных комплексов — протоклеток (вероятно, отграниченных мембранами или иными разделами фаз).

Фазовый переход № 2 состоит в том, что в этой среде протоклеток распространяются репликаторы иного типа — РНКовые. Они заражают протоорганизмы, как сейчас клетку заражают вирусы! И, как это и бывает с паразитами, отбор на устойчивость их передачи приводит к тому, что некоторые из них становятся не вредными, а полезными.

Фазовым переходом № 3 является симбиогенез, в ходе которого в среде одних клеток поселяются иные — паразитические, а потом и эндосимбиотические, формирующие, в конце концов, эукариотическую клетку — клетку с гибкой программой развития.

В ином направлении направлен переход № 3′, приводящий к существованию биотических сообществ, с разнообразием типов отношений между популяциями. Этот, третий-бис, переход происходит и до, и после того, который мы обозначили как третий. Не будем включать его в общий счет эволюционных фазовых переходов, отнесем его к экологическим фазовым переходам.

Возникновение мемов в этой логике — переход № 4, т-мемов — № 5. Дело в том, что т-мемы могут возникнуть, только осваивая среду, основанную на весьма сложном мемофонде.

Кстати, думаю, что взаимодействие между разнопланетными цивилизациями потребует еще одного фазового перехода. Передающиеся между планетами мемы и т-мемы должны быть очень специфичными информационными конструкциями, хотя бы потому, что они адресуются информационным системам с иными (вначале неизвестными) свойствами, которые поддерживаются неизвестным мемофондом.

…я буду думать об этом и дальше. А какие мысли возникают по этому поводу у вас?

К оглавлению

Опубликовано 06 марта 2013

Давненько о я не писал о том, что мы сами делаем; всё про чужое. Но сегодня исправлюсь и напишу про галактику, статья о которой по моей вине задерживается уже… надолго (простите меня, дорогие соавторы!). Это карликовая неправильная галактика Холмберг II (или, для краткости, Ho II), в сотню раз уступающая Млечному Пути по массе.

Мы взялись за неё как за удачный объект для изучения жизненного цикла органических макромолекул (или микропылинок) — полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), благо среди наблюдений Ho II есть и снимки с космического ИК-телескопа «Спитцер» на длине волны 8 микрон, где в излучении предположительно доминируют ПАУ.

Сейчас о ПАУ пишут много, и не только потому, что это межзвёздная органика. Свечение ПАУ в ближнем инфракрасном (ИК) диапазоне вызывается поглощением ультрафиолетовых (УФ) фотонов, то есть чем интенсивнее УФ-излучение в среде, тем ярче светятся в ИК находящиеся в ней ПАУ. Поскольку интенсивность УФ-излучения зависит от количества молодых горячих звёзд, считается, что инфракрасное свечение ПАУ можно использовать в качестве индикатора скорости звёздообразования, и не только в локальной Вселенной, но и на больших красных смещениях. Есть только одно «но»: УФ-излучение не только заставляет молекулы ПАУ светиться, оно ещё и способно их разрушать. Поэтому связь между скоростью звёздообразования и яркостью излучения ПАУ может оказаться сложнее, чем хотелось бы.

На эту сложность отчасти указывает зависимость относительного содержания ПАУ в галактиках от общего содержания элементов тяжелее гелия (оно часто называется неправильным термином «металличность»). Подчеркну: не зависимость общего содержания ПАУ, которая была бы понятна, — молекул ПАУ тем меньше, чем меньше в галактике углерода. С уменьшением металличности падает относительная доля ПАУ в общей массе пыли, то есть углерод почему-то менее охотно переходит в сложную органику.

Недавно мы попытались найти какие-нибудь закономерности в содержании ПАУ примерно в двух сотнях областей звёздообразования (ОЗО) из 24 галактик. Некоторые корреляции действительно нашлись, но не слишком яркие. Тому есть как минимум три причины. Во-первых, в этих 24 галактиках большинство составляют крупные системы, где областей звёздообразования очень много, и они часто перекрываются друг с другом. Это плохо: если вы пытаетесь понять, что происходит в одной ОЗО, вам желательно иметь уверенность в том, что вы изучаете именно её, а не прихватываете участки соседних ОЗО с другими параметрами. Во-вторых, большинство из этих галактик вращаются, а это означает, что вещество в них (и звёзды, и газ) постоянно перемешивается, скрадывая возможные закономерности. Наконец, в-третьих, в нашу выборку попали в основном галактики высокой металличности, в которых упомянутая выше зависимость содержания ПАУ от содержания тяжёлых элементов проявляется в меньшей степени.

Вот и возникает мысль взять не два с лишним десятка, а одну галактику, желательно с низкой металличностью, не вращающуюся, хорошо исследованную, и пристально посмотреть на расположенные в ней области звёздообразования: а ну как выскочит что-нибудь интересное? Галактика Холмберг II кажется вполне подходящей для этих целей. В ней нет сильного вращения и есть области звёздообразования. На «хаббловском» снимке их присутствие выдаёт красивое розовое свечение линии H-альфа атомарного водорода — ещё один признак недавнего звёздообразования. Металличность областей звёздообразования в Ho II невысока и хорошо известна благодаря коллегам из ГАИШ МГУ.

Кроме того, Ho II чисто технически представляет собой довольно удобный объект для исследований: она относительно недалека (примерно 3,5 Мпк), изолирована от других галактик, расположена в Большой Медведице, то есть прекрасно видна из северного полушария Земли, где до сих пор сосредоточено большинство телескопов. Значительное удаление от полосы Млечного Пути сокращает путаницу от перекрывающихся объектов нашей Галактики.

В результате объём наблюдений галактики Ho II весьма впечатляет: и тебе радио, и тебе ИК-диапазон (от ближнего до дальнего), и тебе УФ-диапазон, и тебе Н-альфа, и даже шикарные снимки с «Хаббла». В общем, составляй список ОЗО, собирай в кучу наблюдения, анализируй то и это, определяй параметры, какие сможешь, а потом ищи корреляции между ними.