И так же будет залетать цветная бабочка в шелку

[egovoru]

Эндрю Штульман в своей книжке, которую прочла, кажется, уже вся моя френдлента (вот здесь есть русский перевод), попутно высказывает мысль, мне и самой приходившую в голову: человечество на протяжении своей истории не только выдвигает и тестирует новые гипотезы, но и изобретает все более эффективные способы передачи приобретенного таким образом знания следующим поколениям. Сам он придумал замечательный, на мой взгляд, способ объяснения механизма эволюции – или, скорее, способ проверки степени понимания этого механизма.

Условия задачи таковы: «На протяжении 19-го века один вид бабочек в Англии – березовая пяденица (Biston betularia) — эволюционировал и приобрел более темную окраску, чтобы адаптироваться к загрязнению среды в ходе промышленной революции. Представьте себе, что биологи случайным образом собирали коллекцию березовых пядениц каждые 25 лет с 1800 по 1900 год. (Подобную коллекцию и на самом деле собирали, так что это задача с заведомо известным правильным ответом!). Какой спектр окраски вы ожидаете увидеть в каждый момент времени?». Участникам опроса предлагали картинку как показанная внизу, но с одними только контурами бабочек, и просили их закрасить.

Иллюстрация из книги Штульмана
(изображены крылья скорее махаона –
у настоящих пядениц силуэт вовсе не такой :)

Конечно, выбрать из двух готовых вариантов куда легче, чем самостоятельно закрасить, но все же: те из вас, кто еще не прочел книжку, какой вариант вы бы выбрали, правый или левый?

При всем моем восхищении элегантностью этой задачи (отлично подходящей и для школьной олимпиады по биологии) не могу не отметить, что сама формулировка условия намекает на некое целеполагание: «чтобы адаптироваться», когда на самом деле никакого целеполагания тут нет. Наш язык в первую очередь приспособлен для описания действий агентов, способных к целеполаганию. Чтобы избежать имплицитной отсылки к нему, нужно прикладывать специальные усилия – а я уже и на собственном опыте убедилась, как это нелегко.

Comments

[lj-frank-bot.livejournal.com]

Hello!
LiveJournal categorization system detected that your entry belongs to the category: Литература (https://www.livejournal.com/category/literatura?utm_source=frank_comment).
If you think that this choice was wrong please reply this comment. Your feedback will help us improve system.
Frank,
LJ Team

[egovoru.livejournal.com]

Промахнулся, Фрэнк - это "Наука"!

[vopros-veka.livejournal.com]

Левый вариант. Сначала появляется некая мутация. Если она вредна, её носитель погибает (не выживает, становится чьим-то обедом, не может обеспечить себе обед и т. д.). Если мутация нейтральна, её носители выживают, но не более того. Когда мутация полезна, её носители не только получают фору для выживания, но и передают свой генетический материал по наследству. Постепенно те, у кого есть "бонусные баллы", вытесняют из вида тех, у кого этих баллов нет, и вот уже качество (свойство), когда-то бывшее мейнстримным, скатывается на положение аутсайдерского или даже случайной мутации.

[egovoru.livejournal.com]

Совершенно верно. Штульман, однако, пишет, что это понимают далеко не все - многие закрашивали картинку, как справа. А ведь если в популяции нет гетерогенности, то там не будет и отбора.

[evgeniirudnyi.livejournal.com]

Увидел вот такую картиночку - ниже. Она показывает, что не все так просто.

[panoramov.livejournal.com]

Тоже выбираю левый вариант. Согласуется с моим представлением об эволюции.

[egovoru.livejournal.com]

Правильный выбор! Популяция должна быть гетерогенна, иначе никакого отбора не будет.

[woodenfriend.livejournal.com]

левая. признак появляется не плавно, а дискретно. и подхватывается отбором, становясь более популярным чем исходный в благоприятных условиях

[egovoru.livejournal.com]

Да, именно так. Если в популяции нет гетерогенности, то там не будет и отбора.

[greygreengo.livejournal.com]

"Бабочка крылышками бяк-бяк-бяк-бяк
А за ней воробушек прыг-прыг-прыг-прыг
Он ее голубушку шмяк-шмяк-шмяк-шмяк
Ам-ням-ням-ням да и прыг-прыг-прыг-прыг...." (с)

>человечество на протяжении своей истории не только выдвигает и тестирует новые гипотезы, но и изобретает все более эффективные способы передачи приобретенного таким образом знания следующим поколениям.

Возьмем, в качестве наглядного примера, гипотезу существования творца (бога, старика с бородой на облаке) и рассмотрим динамику способов передачи информации о нем следующим поколениям.

Поскольку первые упоминания о божествах пришли с письменностью, то разумно было бы ожидать, что существовала бы прямая корреляция между тем, насколько хорошо человек может рисовать наскальные картинки, писать буквы на папирусе или знать наизусть всего Гомера или всю Тору, тем более эффективно он ближе к объекту и тем лучше он передаст накопленное им последующему поколению.

Но, исторически, это совсем не так, а значит верна не прямая, а неявная зависимость, между тем насколько человек умеет привлекать тех, кто использует новые гипотезы и привлекает методы для их передачи к следующим поколениям в целях текущего управления ходом событий. Вожак племени использует художника, раскрашивающего стену пещеры, фараон использует жреца, предсказывающего разлив нила, политик, использующий лабораторию или институт, чтобы заставить людей поверить в вакцинацию, как единственно истинный способ лечения.

При этом, тот, который определяет какие гипотезы обладают требуемой новизной и более благоприятны для запоминания и передачи к последующим поколениям борется с "инакобабочковостью" в массе, он стремится распределить необходимое свойство по всем особям, а значит, правая картинка, по моему имхо, должна быть более подходящей для описания динамики раскраса бабочек.

ЗЫ Голосую за правое изображение.

[egovoru.livejournal.com]

"в качестве наглядного примера, гипотезу существования творца"

Выбор не очень удачный, поскольку эту гипотезу невозможно проверить экспериментально. А раз так, то нам нечего передавать следующим поколениям - им придется начинать с того же самого исходного пункта.

"Голосую за правое изображение"

А на основании какого рассуждения Вы пришли к такому выводу?

[yoginka.livejournal.com]

Зависит от того, как кодируется этот признак и каким образом код реализуется в фенотипе.

[egovoru.livejournal.com]

Вот что известно о том, как кодируется этот признак (https://core.ac.uk/reader/80777789?utm_source=linkout) (сarbonaria - это официальное название меланической формы):

"Here we show that the mutation event giving rise to industrial melanism in Britain was the insertion of a large, tandemly repeated, transposable element (TE) into the first intron of the gene cortex. Statistical inference based on the distribution of recombined carbonaria haplotypes indicates that this transposition event occurred around 1819, consistent with the historical record. We have begun to dissect them ode of action of the carbonaria-ТE by showing that it increases the abundance of a cortex transcript, whose protein product plays an important role in cell-cycle regulation, during early wing disc development".

Достаточно ли этой информации для того, чтобы Вы сделали свой выбор?

"Однако за время пути собака могла подрасти!"

[vida-louca.livejournal.com]

Правый? За 25 лет бабочке можно немного и потемнеть. За это время много поколений сменится и все бабочки станут одинаково тёмными.

Re: "Однако за время пути собака могла подрасти!"

[egovoru.livejournal.com]

Если вся популяция состоит из совершенно одинаковых организмов, то никакого отбора в ней не будет. Чтобы шел отбор, нужна гетерогенность. Можно рассуждать и с другой стороны: генетическое разнообразие порождается мутациями. Вероятность того, что одна и та же мутация одновременно произойдет у всех организмов данной популяции, ничтожно мала - мутация возникает у одного конкретного организма. Если вызыванный ею фенотип дает некое преимущество, как в данном случае, то организм-мутант оставляет больше потомства, чем немутанты. В результате процент мутантов в каждом следующем поколении возрастает - до тех пор, пока действует отбор в этом направлении (т.е., до тех пор, пока мутатный фенотип продолжает давать преимущество).

[zlata-gl.livejournal.com]

Я книжку читала, знаю ответ.
Но по-моему — могли быть оба варианта.
Как одна мутация, распространяемая отбором, так и несколько мелких. Тоже распространяемых отбором.

[torquelimach.livejournal.com]

Мне кажется, левая точно могла, а правой все же нужен и "горизонтальный" градиент. Именно правая будет если за 25 лет полностью вытеснили какой-то аллель или несколько, потом появилась другая мутация и за 25 лет вытеснила все старые аллели, и так 3 раза.

[elven-gypsy.livejournal.com]

Левый, если упрощенно.

[egovoru.livejournal.com]

А если не упрощать?

[hyperboreus.livejournal.com]

Левый, полагаю.

[egovoru.livejournal.com]

Да, совершенно верно: гетерогенность популяции необходима для отбора. Но Штульман пишет, что очень многие закрашивают бабочек, как справа.

[affidavid.livejournal.com]

Это некое переложение старой майсы про то, что новые идеи не переубеждают своих противников, просто противники постепенно вымирают.
Насчет эффективности передачи информации у меня намного более пессимистическое мнение.

[egovoru.livejournal.com]

"Насчет эффективности передачи информации у меня намного более пессимистическое мнение".

То есть, Вам кажется, что мы так ничему и не научились со времен палеолита? А если нет, то каковы же основания Вашего пессимизма?

[ablertus.livejournal.com]

Левый методом исключения. Дело даже не в дискретности признака - у очень многих признаков действительно есть континуум значений (рост и вес, например). Но правая картинка предполагает, что:
а) В каждом наблюдении 100% бабочек окрашены одинаково.
б) Между любыми двумя последовательными наблюдениями все 100% успевают поменять окраску на одинаковую величину.
Это в принципе невозможно.

[egovoru.livejournal.com]

Совершенно верно. Даже если признак представляет собой континуум, все равно популяция будет гетерогенна по нему - иначе никакого отбора не получится: нечего будет отбирать :)

Но Штульман пишет, что многие из им опрошенных закрашивали бабочек как на картинке справа.

[candidg.livejournal.com]

По поводу левого варианта — очень упрощенные рассуждения, без учёта фактора времени и прогресса загрязнения.

Допустим загрязнение постепенное — первые 25 лет от белого пейзажа к серому. Сколько поколений бабочек сменится за 25 лет? Несколько тысяч. За это время все не успевшие мутировать к серому — вымерли. И кстати все скоропостижно мутировавшие к черному a la левая картинка — тоже вымерли. Или остались в несущественном количестве.
Следующие 25 лет — все перешли к следующему оттенку серого ( и так 50 раз).


А если постепенного загрязнения нет (всё вокруг раз и стало черным), — то скорее всего за те же 25 лет все нечерные бабочки тоже сдохнут. А не будут мутировать 100 лет медленно и печально. Вот если бы дело было в Эстонии — тогда да. Но указана Англия.

[ablertus.livejournal.com]

Такое действительно теоретически возможно на очень больших эволюционных отрезках и более высоком таксономическом уровне - между видами внутри рода, например. Но даже в этом случае старый вид обычно какое-то время продолжает существовать одновременно с новым, а старые значения признака продолжают встречаться внутри нового вида. Даже если проследить эволюцию предков сапиенса внутри рода Homo - трудно будет подыскать признак, по которому значения вот так стопроцентно меняются между видами.

[evgeniirudnyi.livejournal.com]

В данном случае более интересный вопрос другой - все ли белые бабочки поменяли свою окраску в те времена или нет. Что говорит по этому поводу Штульман? Я бы предположил, что ничего не говорит. Интересный вопрос дл я когнитивистики как раз в том почему так происходит.

[egovoru.livejournal.com]

А в чем интересность этого вопроса? Допустим, все - что из этого следует? Допустим, что не все - что следует из этого?

Случайные и детерминированные процессы в физике и био

[livejournal.livejournal.com]

User vida_louca referenced to your post from Случайные и детерминированные процессы в физике и биологии. Будем "лаптем щи хлебать" (https://vida-louca.livejournal.com/52073.html) saying: [...] Это пост навеян нерешенной мной в блоге школьной задачей Штульмана [...]

[lipkalapka.livejournal.com]

Сначала говорю глупость, чтобы потом проверить себя: зависит от механизма образования цвета. Если он «цифровой», то есть да-нет, за окраску отвечает единственный ген — то левый, если «аналоговый», то есть за окраску отвечает совокупность несцепленных генов или механизмов — то правый.
\\небиолог

[egovoru.livejournal.com]

Пусть отвечает много генов - почему же у всех бабочек в популяции все эти гены должны мутировать одновременно?

[dkronkin.livejournal.com]

Почему реализация фенотипических изменений заложенных в генотипе бабочки называется " эволюционными изменениями" ?! Где здесь эволюция? Позвольте напомнить, что эволюция по вашему, слепа, случайна и движима исключительно естественным отбором . Где здесь случайные изменения окраски? По вашей теории мутации должны быть случайны, хаотичны и затрагивать не только окраску а и другие признаки и только естественный отбор должен отобрать нужное . Есть такое? Нет. Мы видим целенаправленный процесс приспособления организма под условия окружающей среды, при чем здесь случайная эволюция?

[egovoru.livejournal.com]

Во-первых, эволюция - это не "реализация фенотипических изменений", а изменение организмов от поколения к поколению. Во-вторых, эволюция не движима "исключительно естественным отбором" - бывают и ненаправленные (неприспособительные) изменения организмов, вызванные дрейфом генов. Наконец, случайность (то есть, нецелесообразность) мутаций отнюдь не исключает целесообразности изменений, которая достигается отбором. Одним словом, Вы атакуете эволюционную теорию, толком не разобравшись, в чем же она, собственно, состоит.

От моей ленты - Вашей

[zlata-gl.livejournal.com]

об отношениях между расами в америке
Американские ученые доказали, что белые либералы хуже относятся к белым, чем к другим расам.
Правда непонятно, они плохо относятся к белым вообще — или к белым НЕлибералам.
По каким признакам относят к "либералам" — пока не прояснила.
Автор говорит, что где-то есть исходный текст, но не открывается.
Возможно, для этого нужна регистрация в Твиттере.

Re: От моей ленты - Вашей

[egovoru.livejournal.com]

Спасибо, я тоже видела эти картинки у кого-то в своей френдленте. Как Вы справедливо заметили, прежде, чем делать далеко идущие выводы, надо разобраться, как именно оценивали "либеральность", да и как оценивали "хорошее отношение". Мне показался интересным тест на бессознательные предубеждения (https://egovoru.livejournal.com/120865.html).

[aosypov.livejournal.com]

Извините, все комментарии не прочитал, но при моногенном (при всей условности этого термина) механизме будет левый вариант, а при полигенном — правый (с точностью до сигмы гауссианы, так что края на рисунок не попали ;)

[egovoru.livejournal.com]

А объясните, пожалуйста, более подоробно, почему Вы думаете, что полигенное наследование даст правую картинку (взяв для простоты два гена)? В частности, имеете ли Вы в виду случай, когда каждый из двух мутантных аллелей дает некоторое потемнение окраски, или когда потемнение проявляется только при сочетании этих мутаций?