ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Информационные аспекты эволюции из "Биофизика" В ходе эволюции происходит возрастание количества информации. Информация возрастает либо путем ее выделения из маскирующего шума, либо путем создания новой информации в результате запоминания случайного выбора (Кастлер). [c.561] Шмальгаузен впервые перевел теорию эволюции на информационный язык. Биогеоценоз получает информацию о состоянии популяции посредством обратных связей и, тем самым, включает в себя специфический механизм преобразования этой информации в управляющие сигналы и средства передачи последних на популяцию . Соответствующая схема показана на рис. 17.11. Генетическая информация передается от поколения к поколению только после ее преобразования в биогеоценозе, частью которого является сама популяция. [c.561] Однако Шмальгаузен подчеркивал, что для эволюции существенно не количество, а качество, или ценность информации. Во всех случаях, когда производится сравнение и отбор информации, это происходит на основе их оценки по качеству... . [c.561] На данном уровне рецепции ценностью обладает лишь неизбыточная, новая информация. Избыточной называется повторная информация, передача которой уменьшает вероятность разруше-вия информации шумом. Далее вместо того, чтобы пользоваться формулой (17.29), мы будем считать мерой ценности неизбыточ-ность, т. е. незаменимость сообщения. [c.562] На следующих уровнях рецепции учитываются двойные, тройные и т. д, корреляции букв. [c.563] Для русского языка информации и избыточности равны h h h h. .. [c.563] На четвертом уровне 40% букв избыточно. Это значит, что для понимания текста достаточно 60% случайно распределенных букв сообщецпя. Возрастание избыточности означает возрастание непзбыточпости, т. е. ценности, незаменимости, неизбыточно-сти букв. [c.563] Шредингер назвал организм апериодическим кристаллом. Информационный смысл этих слов состоит в том, что апериодическая система содержит гораздо большее количество ценной информации, чем эквивалентная периодическая система, характеризуемая большой избыточностью. [c.563] Избыточность, оиределяемая вырождением кода, равна / 2 = = 1 — /г// = 0,28. На следующем уровне учтем нейтральность мутаций — возможность замены ряда аминокислотных остатков родственными им без изменения свойств белка. [c.564] Избыточности равны 0,28, 0,50, 0,79, относительные ценности 1,00, 1,40, 2,00, 4,80. [c.564] Для ААА = 0,81. В табл. 17.3 указаны эти условные значения. [c.565] Ценности совместно вырожденных кодонов могут заметно различаться. Проводя усреднение по всем совместно вырожденным кодонам, находим условные ценности аминокислотных остатков, характеризующие степень их заменимости (табл. 17.4). Наиболее ценен и, соответственно, незаменим остаток Трп. Как мы видели, это справедливо и для терминальных мутаций. [c.565] Незаменимость элемента системы может означать уменьшение ее приспособленности — выход из строя незаменимого элемента может привести организм к гибели, так как функция этого элемента не может быть реализована другим. Однако возрастание сложности системы вследствие роста незаменимости ее элементов делает организм более автономным и, тем самым, увеличивает его приспособле1гность. [c.566] Эти данные дают некоторые основания думать, что ценность белковой цепи возрастает в ходе филогенеза. Конечно, нельзя считать, что состав цитохрома с может отражать большее совершенство человеческого мозга по сравнению с мозгом животного. [c.566] Большая ценность означает лишь, что человек арошел более долгий путь эволюции. [c.567] Как мы видели (с. 306), для получения одного бита информации нужно затратить зле.ргию, не меньшую кТ 1п 2. Эта величица есть цепа одного бита любой информации — как ценной, так и пе представляющей ценности, не являющейся незаменимо . Отбор ценной информации не требует дополнительных энергетических расходов. Для этого достаточно, напрпмер, такого устройства каналов в ме.мбране рецепторной клетки, чтобы через них проходили молекулы или ионы определенной формы и размеров. Энергетические расходы, связанные с созданием специализированных каналов или рецепторных участков мембран, были понесены ранее, на предшествующих стадиях биологической эволюции. [c.567] Таким образом, живая система способна отбирать цепную информацию, не внося за это особой платы . Иными словами, живая система развивается, приближаясь к состоянию, в котором она платит по к7 1п2 за один бит именно ценной информации и не платит ничего за не воспринимаемую информацию, лишенную ценности. [c.567] Возникновение белка па заре жизни означает создание повой информации. Как это следует из нейтральной теории, структура белка в целом исходно есть запоминание случайного выбора. При последующем редактировании происходила подлинная эволюция активной части белка Надо подчеркнуть, что во мно гих случаях важная роль в редактировании принадлен1ала ионам металлов, прежде всего цинка, железа, меди и молибдена (ср. 6.9). [c.568] Вернуться к основной статье