Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике § 5. Эффективность биологической информацииИнформация, записанная в ДНК, может иметь положительную, отрицательную или нулевую ценность. Если цель ясна, то можно отличить информацию, имеющую ценность, от «лишней» информации можно назвать коэффициентом эффективности
Этот коэффициент может быть полезным для понимания характера и смысла событий, происходивших в эволюции. Он помогает также выяснить иерархию и структуру информационных систем в современных живых объектах. Первые попытки в этом направлении содержатся в работах Волькенштейна (см. Рассмотрим эти вопросы на примере синтеза одного из белков базового метаболизма, содержащего
Информация в первичной последовательности белка составляет Примем, что «целью» процесса является выполнение функции, обеспечивающей жизнеспособность клетки и организма (назовем ее целью № 1). Это означает, что функция должна выполняться в Некотором (довольно широком) диапазоне условий. Информация, необходимая для достижения этой цели, составляет В рамках этой цели ценность информации, содержащейся в ДНК, равна Рассмотрим теперь ДНК, кодирующую несколько белков с одинаковой функцией. В нее входит информация об изозимах и повторяющихся генах. Известно, что многие изозимы работают на ранних стадиях развития организма, но выключаются (блокируются) на поздних [18]. Повторная информация часто оказывается молчащей, т. е. не проявляется на протяжении жизни особи, но сохраняется в геноме. Пусть рассматриваемый участок содержит Расширим теперь «цель» и потребуем, чтобы рассматриваемый белок (или их группа) помимо выполнения базовой функции обеспечивал также нормальное развитие организма (обозначим его цель № 2). Необходимая для этого информация сильно возрастает. Во-первых, становится ценной (не избыточной) информация об изозимах. Во-вторых, сильно сужается диапазон допустимых значений параметров. Напомним, что параметры базового метаболизма (согласно гипотезе, обсуждавшейся выше) существенно влияют на морфогенез, т. е. управляют им. В связи с этим информация должна быть больше, чем Эффективность при этом равна Рассмотрим теперь «цель № 3», включающую две предыдущих и дополнительное требование — способность к ароморфозу (т.е. выживанию в условиях большого скачка). Как упоминалось, для этого накопленная впрок информация о молчащих повторах оказывается необходимой и ценной. Правда, требования к первичной последовательности повторов при этом не высоки и содержащаяся в них «ценная» информация не выше
Таким образом, при усложнении целей видим, что в случае, когда каждая последующая включает предыдущую, возрастает как ценность информации, так и эффективность. Можно думать, что в эволюции биосферы эти величины должны возрастать, поскольку возрастание ценности соответствует усложнению организмов, возрастание эффективности — экономному использованию информационного материала. При этом, однако, нужно иметь в виду, что значимость целей существенно различна на разных этапах эволюции. Так, на конвергентных стадиях цель № 3 не является главной. Если от нее отказаться, то увеличение эффективности может быть достигнуто за счет уменьшения количества исходной информации. При этом сохраняется «ценность» в рамках цели № 2, но уменьшается «ценность» в рамках цели № 3, т. е. в данном случае — потенциальная ценность. Это дает эволюционные преимущества при адаптации к стабильным условиям обитания. На дивергентных этапах эволюции, особенно в условиях «большого скачка» цель № 3 становится главной, для ее достижения необходимо наличие «молчащих повторов». Отсюда видно, что рассмотренные цели находятся в дуальном отношении, стремление к одной уменьшает вероятность достижения другой. Поэтому стремление к максимальной эффективности нельзя считать движущей силой на всех ее этапах. Следует полагать, что в среднем в эволюции сохраняется некоторое оптимальное (не близкое к максимальному) значение эффективности.
|
1 |
Оглавление
|