Александр Николаевич Горбань

Рем Григорьевич Хлебопрос

ДЕМОН ДАРВИНА.

Идея оптимальности

и естественный отбор

 

Москва: Наука (гл ред. физ.-мат. литературы),

1988

 

image002

 

 

PDF-версия

DjVu-версия

 

По мнению Никиты Николаевича Моисеева, "Демон Дарвина" - “лучшая книга по математическому моделированию, написанная в ХХ-м веке” (Из книги: Александр Лейфер «Разгадать замысел Бога» расширенная цитата ТУТ)

 

 

NEW  Стала доступной электронная версия математических основ «Демона». Увы, пока только в переводе с русского:

A. N. Gorban, Selection Theorem for Systems with Inheritance, Math. Model. Nat. Phenom., Vol. 2, No. 4, 2007, pp. 1-45.

 

Наконец-то идея наследования как разделения времен овладевает биологами! Как раз через 20 лет после публикации "Демона", в “CELLвышел обзор: Oliver J. Rando and Kevin J. Verstrepen, "Timescales of Genetic and Epigenetic Inheritance", Cell 128, February 23, 2007, 655–668.  (Временные шкалы генетической и эпигенетической наследственно­сти, читать ЗДЕСЬ!).

 

Статья о биохимии эпигенетической наследственности: Vardhman K. Rakyan, Jost Preis, Hugh D. Morgan And Emma Whitelaw, The marks, mechanisms and memory of epigenetic states in mammals, Biochem. J. (2001) 356, 1-10 ЗДЕСЬ. Ее русская аннотация ЗДЕСЬ.

 

ЗДЕСЬ популярный обзор: В.В. Хлебович, Новое окно в эпигенетику, Природа, № 7, 2006.

 

ЗДЕСЬ современная статья из Functional Ecology 2007 о материнском эффекте и эволюции на экологических временах. (Все как в "Демоне"!): K. Räsänen and L. E. B. Kruuk, Maternal effects and evolution at ecological time-scales, Functional Ecology, 21 (2007), 408–421

 

А ЗДЕСЬ обсуждаются наследуемые единицы (через 12 лет после выхода "Демона"): James Griesemer, Development, Culture, and the Units of Inheritance, Philosophy of Science, 67 (Proceedings) pp. S348-S368

 

Как определить наследование? Этот вопрос возникает опять и опять всякий раз после серьезных открытий. ЗДЕСЬ – статья М.Д. Голубовского, одного из авторов концепции «динамического наследования»: М.Д. Голубовский, Неканонические наследственные изменения, Природа, № 8-9, 2001 г.

 

И опять: статья «Что такое ген?» в одном из главных генетических журналов мира. Mark B. Gerstein, Can Bruce, Joel S. Rozowsky, Deyou Zheng, Jiang Du, Jan O. Korbel, Olof Emanuelsson, Zhengdong D. Zhang, Sherman Weissman and Michael Snyder, What is a gene, post-ENCODE? History and updated definition, Genome Res. 2007 17: 669-681. Все время возвращаемся к проблеме, решенной в «Демоне»: Наследование без организмов - попытка определения.

 

ЗДЕСЬ – сходная попытка детального анализа понятия «наследственность» (раньше, чем предыдущая статья, но после «Демона»): А.С. Раутиан, О природе генотипа и наследственности, ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ, Т.54, N 2  (1993)

 

А.С. Раутиан, Букет законов эволюции, В кн.: Эволюция биосферы и биоразнообразия. К 70-летию А.Ю.Розанова. М.: КМК, 2006. С. 20-38. ЗДЕСЬ Интересная попытка объять необъятное, рассмотреть самые общие свойства любого процесса развития и сравнить их с установленными палеонтологами закономерностями.

 

О. А. Кузенков, Проблема «объективного» критерия оптимальности при выборе стратегии поведения, МКО – 2006, т. 1, стр. 34–44. Как можно определить критерий оптимальности в системе самовоспроизводящихся объектов? А через детальный анализ средних коэффициентов размножения. ЗДЕСЬ

 

В разделе «Демона» Альтруизм и динамика меток ``свой - чужой'' рассматриваются модели совместной эволюции альтруистического поведения и меток, по которым «свои» (по отношению к которым проявляется альтруизм) отличаются от «чужих» (по отношению к чужим альтруизма нет). Показано, что одним из типичных сценариев является появление траекторий, близких к гомоклиническим или к петлям. Недавно динамика меток «свой чужой» под метафорическим названием «цвет бород» (хромодинамика бород!) была переоткрыта в работе

Vincent A. A. Jansen and Minus van Baalen, Altruism through beard chromodynamics, Nature 440, 663-666 (30 March 2006). Оттиск ЗДЕСЬ

 

Georgiy P. Karev, On mathematical theory of selection: continuous time population dynamics, J. Math. Biol. 60 (2010), 107–129. В работе показано, насколько далеко можно продвинуться в построении математической теории отбора в тех случаях, когда коэффициент размножения зависит только от заданного конечного множества характеристик.

 

 

 

 

 

 

 


ДЕМОН ДАРВИНА

Содержание
ПРЕДИСЛОВИЕ: МИФ О МОДЕЛИРОВАНИИ
ПЕРВЫЙ ШАГ

Естественное и искусственное. Мир Эпиметея. У кого больше потомков - у мухи или у слона? Единая мера совершенства. Застывшая история. Царство матемазавров. Две ветви теории эволюции: возможен ли синтез? Проект читателя. Искусство сомневаться. Сомнения в принятом центральном тезисе. Вид с высоты, его достоинства и недостатки.

УГОЛ ЗРЕНИЯ

Отделение смысла от бессмыслицы. Теория - модель - объект. Теория Дарвина и динамические модели Ньютона. Закон шага и закон цели. Эволюционные сценарии в физике и биологии. Достаточны ли первые принципы? Теория или метод? Вложение возможных миров. Логическое всеведение. Неосуществимые программы дают полезные результаты. Определение как автопортрет. Проблема синтеза.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЕЙ

Восемь разновидностей моделей. Парадоксы и презумпция осмысленности. Незавершенные миры развивающейся физики. Рамка для неизвестных возможностей и в ней - Чебурашка. Простота без упрощений. Мысленный эксперимент - столкновение знаний. Имитационные модели. Две функции моделей: соответствие объектам и смыслообразование. Эффект зайца. Неужели физику легче, чем биологу? Проект двух следующих шагов.

МОДЕЛЬ ДАРВИНА

Дарвинизм - картина мира в биологии. Биосфера и ее генотень. Проблема организма. Триединая среда. Расстояние между генотипами. Иерархичность генотени. Радиус скрещивания и брачные предпочтения у дрозофилы. Динамическое объяснение иерархичности. Проблемы происхождения высших таксонов. Восстановление истории и вымирания динозавров. Сама модель. Что иерархично?

ОТБОР ПО ПРИЗНАКУ

Краб из Плимутской бухты. Цвет бабочки и промышленная революция. Запрограммированные случайности в фенотипе. Легенда о скромном хищнике. Парадокс выгоды. Решающий эксперимент по внедрению. Три типа устойчивости и оптимальности. Смысл ``пользы''. Альтруизм и динамика меток ``свой - чужой''. Проблема пола. Таинственные законы корреляции. Модели и реальность.

ДЕМОН МЕНДЕЛЯ-ИОГАННСЕНА

Открытие и переоткрытие. Развертывание простых моделей. Хромосома, локус, аллель и ген. Половое размножение и гены-грубияны. Размножение и отбор генов. Геноценоз как биоценоз и биоценоз как геноценоз. Благо рецессивности.

НАСЛЕДОВАНИЕ

Идея инварианта. Встречные пути. Четыре подразделения клеточной ДНК. Генетический ламаркизм. Единицы воспроизводства. Динамическая наследственность. Единицы функции. Способности и поведение. Плата за функцию. Обобщенный генотип. От наследуемых единиц к биосфере и обратно. Коэффициент размножения без предков ипотомков. Сооптимальность и совершенство. Гены, полученные не от родителей. Где же организмы? Наследование без организмов - попытка определения.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Изменение и разнообразие. Проблема нейтральных мутаций. Мозаичность условий и волны жизни. Релятивизация наследуемых единиц, шаг первый. Эволюция, безразличная к деталям изменчивости. Направленные и ненаправленные изменения. Релятивизация, шаг второй. Эволюция изменчивости.

ГДЕ ЖЕ ГЛАВНАЯ МОДЕЛЬ?
КОММЕНТАРИИ К СПИСКУ ЛИТЕРАТУРЫ
Литература

 

                                                                     

 

Дополнительная литература

 

1. Вечная классика: Труды Ч. ДАРВИНА онлайн

 

2. Журнал и Галерея Гаузе: "Наука и искусство", включая знаменитую книгу Георгия Францевича Гаузе "Борьба за существование".

 

3. Сайт “теория эволюции как она есть- самые различные материалы, посвященные теории биологической эволюции.

 

4. Р. Пайерлс, Построение физических моделей, УФН, 1983, №6. Перевод Реiеrls R. Model-Making in Physics. — Contemp. Phys., January/February 1980, v. 21, pp. 3–17.

 

5. Математические модели отбора в физике - это, в первую очередь, теория параметрического взаимодействия волн, S-приближение и теория слабой турбулентности. Ключевая публикация здесь - это статья В.Е. Захаров, В.С. Львов, С.С. Старобинец, Турбулентность спиновых волн за порогом их параметрического возбуждения, Успехи Физических Наук, 114 (12) (1974) 609-655.

То же  по-английски: V. E. Zakharov, V. S. L'vov, and S. S. Starobinets, Spin-wave turbulence beyond the parametric excitation threshold, Sov. Phys.-Usp., Vol. 17, No. 6, May-June 1975, 896-919. Дополнительные ссылки - в обзоре о моделях отбора.

 

6. Книга: А.Н. Горбань, Обход равновесия (уравнения химической кинетики и их термодинамичепский анализ). – Новосибирск: Наука, 1984. – 226 с. [A.N. Gorban. Equilibrium Encircling (Chemical Kinetics Equations and their Thermodynamic Analysis), Nauka, Novosibirsk, USSR, 1984]

 

7. Книга: Горбань и Карлин, Инвариантные многообразия в физической и химической кинетике Lect. Notes Phys. 660, Springer, 2005. [A.N. Gorban, I.V. Karlin, Invariant Manifolds for Physical and Chemical Kinetics, Lect. Notes Phys. 660, Springer, Berlin, Heidelberg, 2005.]

 

8. Книга: Главные многообразия для визуализации и анализа данных, А. Горбань, Б. Кегль, Д. Вунш, А. Зиновьев (ред.), Lect. Notes Comp. Sc. Eng. 58, Springer, 2007. [A. Gorban, B. Kegl, D. Wunsch, A. Zinovyev  (Eds.), Principal Manifolds for Data Visualisation and Dimension Reduction, Lecture Notes in Computational Science and Engineering, Vol. 58, Springer, Berlin – Heidelberg – New York, 2007.]

 

Сайт создан в системе uCoz

 

Русский Топ

 

Администратор сайта: ddarwin@narod.ru

Сайт создан в системе uCoz