химический каталог




Общая биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

о сумму экспонент можно заменить наибольшим членом, отвечающим виду с наибольшей селективной ценностью Wm. Этот вид отбирается. Его концентрация стремится к стационарному значению

Wm (9.27)

ХТ~- Е

равному п при Qm ствии с уравнением

xi (i) =

(0) Е

1. Остальные виды исчезают в соответ(9.28)

Т

причем некоторые XI(t) могут проходить через максимум. Поведение четырех конкурирующих видов показано на рис. 9.1.

Дарвиновская эволюция трактуется иногда как тавтология — выживание выживающих. Рассмотренная модель показывает,

однако, что уже в простейшем случае мы имеем дело с выживанием наиболее приспособленных к наложенным ограничениям — в данном случае к условию постоянной организации. Отбор реализуется как процесс оптимизации, наибольшая приспособленность означает максимум селективной ценности, т. е. ценности информации при дополнительных ограничениях. Экспоненциальный характер решений обеспечивает высокую скорость отбора.

Приведенный расчет является приближенным, так как мы пренебрегли членами ф^^, описывающими мутации. Как уже сказано, мутации необходимы для эволюции, так как при Qm = 1 система не могла бы развиваться далее. Главная копия «тащит за собой кометный хвост мутантов» [43].

Изложенная теория относится к детерминистическим и, соответственно, пользуется дифференциальными уравнениями. В действительности, элементарный процесс, приводящий к появлению специфического мутанта, не детерминирован, автокаталитическое усиление приводит к макроскопическому проявлению случайных микроскопических событий. Сам процесс роста численности подвержен статистическим флуктуациям, которые должны учитываться. Эйген провел вероятностное рассмотрение проблемы [43], основываясь на стохастической теории процессов рождения и гибели (см. [45]). Стохастические модели представляют собой в данном случае цепи Маркова [43—46]. Детерминистическая теория соответственно модифицируется. Рассмотрим вслед за Эйгеном три примера.

Допустим, что имеется п различных носителей информации, причем каждый из них представлен одной цепью. Редупликация точная, все Qi — 1. Все F{ и Ri одинаковы, т. е. Wi = Е{. Согласно детерминистической теории в системе не будет никаких изменений. Стохастическая теория показывает, однако, что система будет утрачивать информацию при распаде каждого неизбыточного носителя, происходящем до его редупликации. Содержание информации сузится до немногих или даже одной сильно избыточной последовательности, а затем вся популяция вымрет вследствие «флуктуационной катастрофы». Это неизбежно, так как флуктуации образования и распада цепей независимы. Полное вымирание произойдет достаточно быстро — стационарная популяция, состоявшая при t — 0 из п видов, в среднем просуществует в течение времени nfF Если система та же, все Wi одинаковы, но Qi <С 1, то судьба всей популяции будет такой же. Однако поведение отдельных носителей информации будет иным. Если Ai — D{ и Qi <С 1, то Wi — AiQi — Di << 0. Это вымирание компенсируется продукцией новой информации вследствие ошибок копирования. Система «беспорядочно дрейфует в информационном пространстве», но в конце концов уничтожается «флуктуационной катастрофой».

Лишь при Wi Ф Wk и Qi <: 1 реализуется устойчивое воспроизведение и отбор цепей с максимальным значением Wm. Пока эти цепи образовались в малом числе, они подвергаются опасности вымирания вследствие флуктуации. С ростом их числа система становится более устойчивой и, в конце концов, главные копии доминируют в соответствии с детерминистической теорией. В этом случае система ведет себя сходно с системой, находящейся в устойчивом равновесии, в котором флуктуации, пропорциональные л/п, несущественны для больших значений п. Однако при образовании системы каждое макросостояние вырастает из микросостояния, представленного вначале единичной копией. Следовательно, для таких метастабильных систем детерминистическое поведение ограничено гораздо сильнее, чем для систем, близких к истинному равновесию.

Следует остановиться на информационных аспектах описанной модели самоорганизации и эволюции информационных макромолекул. Работе Эйгена предшествовала работа Кастлера, имеющая близкое название — «Возникновение биологической организации» [88]. Приведем пространную цитату из этой работы: «В добиологической полинуклеотидной системе почти все последовательности оснований равноправны. Отсюда следует, что такая последовательность сама по себе не имеет никакого «смысла», т. е. не несет никакой информации, являясь лишь «шумом»... Вместе с тем исходная «бессмысленная» последовательность становится весьма осмысленной, как только возникает необходимость точно следовать ей. Информация возникла благодаря тому, что какая-то одна определенная нить стала прародительницей системы, т. е. она возникла благодаря стабильности системы, порожденной этой особой нитью. Следует подчеркнуть, что возникновение информации из шума — это совсем не то, что обнаружение инф

страница 176
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

Скачать книгу "Общая биофизика" (4.77Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
kingsong ks16 860
посуда из германии спб
Фарфор Indigo купить
электрические воздухонагреватели настенные

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.03.2017)