2008/02/19
非線形状態変化進化論
まずインタビューは20世紀の微生物学の巨人Carl Woeseだ
彼は同僚のGeorge Foxとともに、有機体王国を5ブランチから3ブランチへ再編成した
バクテリアに接した経験で、Woeseは、Darwinと彼の知的な子孫によって提供された進化論よ
り、より大きい進化のフレームワークの方に目を向けるようになった
バクテリア
地球上のバイオマス(生物量)の大部分を占めるバクテリアは、生殖なしに、遺伝子を交換す
る
スプーン一杯の海水に100万ものバクテリアが住んでいるのだが、Woeseは、バクテリアを個々
細胞というより、ネットワーク化されたコミュニティと言う観点で見た
非線形自己組織化、それは今や全生物学的スケールで研究されているが、Woeseは、進化の歴
史を、非線形自己組織化によって駆動されるものとして解釈する
それはおおまかに言うと似ている
しかしあなたがもし、個々の星について非常に詳しく知っていても、銀河をそこから推測できるかは疑わしい
もしより大きなユニットが満足いくように統合されているなら、個々のユニットはあなたが考
えるほど個々的ではない
この原核生物的な発想はがらくたの山であった、80年間微生物学の発展の邪魔となって立ちは
だかってきた
微生物学が台頭してきた今、人々は私の言うことを聞くようになった
この発想は、個々の生命体(個々の種)に、基づかない
主要なユニットは、有機体コミュニティである
細胞は、有機体コミュニティで発達する;
細胞は細胞を生じない
細胞の進化は、このコミュニティのフレームワークにおいて起こる
個々の有機体は、我々が考える以上に全体にタイトに結びついている
君が知っているように、動植物の世界は、真核生物細胞から始まった;
真核生物細胞の発展の歴史とは何か、私は知らない
しかし、真核生物細胞は、明らかに古細菌かバクテリアより複雑な実体を持つ
非常に特別な真核生物そして、進化の中心の発生と複雑さの本質を捕らえる真核生物について
、我々がいくつか発見したことがある
進化は、あるレベルから独立な方法で(a level-independent way)現れるプロセスである。
あなたはベーシック細胞ウィルスのところに,ほかのウィルスを置く
すると多細胞の世界ができる
そしてあの同じ進化のシナリオを演じさせる
しかしそのダイナミクスも同じものであることが示された
それからあなたは、ソサエティーへ行ってみると、同じダイナミクスが演じられるのを再び見る
しかしそれはダーウィン流のダイナミクスではない
個々に意義性があまりなく、すべてが分配された相互作用の中にある場合、それは前ダーウ
ィンダイナミクスである
(進化の)跳躍は、状態変化である
(参考 Saltation (biology), an evolutionary hypothesis emphasizing sudden and
drastic change)
簡単な例をあげると、鉄が溶けるほどの高熱にヒートアップした磁石のようなものだ
磁気の特性はなくなってしまう
それから冷まして、臨界温度に達すると、非常に短い温度変化で磁性が再び現れる
個々の鉄原子において鉄の特性はなくなってしまう、しかし、それらが集団でふるまうとき、
君は全体の特性を見る。
それは、非常にシンプルな例だ
私は微生物の世界で研究してきた
[進化の跳躍saltational evolution]は、
それが集まって生じた集団的なものの特性がそこに存在すべきと予想している
20世紀生物学は、線形のニュートン的世界観によって組み立てられた
線形という考えは、進化の研究に必要であるようなものではない
それは、君が自然の体系を理解するのを援助しない
分子生物学者は線形性で研究を進めたので、遺伝子がやってきたとき、彼らは遺伝子をベーシック生物学の究極の目的(be-all and end-all)とした
それは、粒子と線形相互作用の考えからきている....
私は、進化を典型的な非線形の力学問題として見ている
«行動の進化では、ウエストミンスターケンネルクラブドッグショー メイン ロシア、中国宇宙兵器条約を提案»
Complexity Theory Takes Evolution to Another Level複雑さの理論を別のレベルにまで進化
By Brandon Keim カイムされたブランドン February 12, 2008 12:09:42 PM Categories: Evolution , Systems Biology 2008年2月12日時12時09分42秒カテゴリ: 進化は、 システム生物学
One hundred and ninety-nine years after Charles Darwin was born, and 149 years after he published On the Origin of Species , some scientists say that the theory of evolution is due for a revision. 199年後のチャールズダーウィンが生まれたとき、彼は、 149年後に公開されて種の起源は、いくつかの科学者たちによると、進化論は、改正のためのためだ。
Not a religiously inspired revision -- intelligent designers need not apply.良心的にインスピレーションを得たの改正ではありません-インテリジェントデザイナーを適用する必要はありません。 Nobody suggests that genetic mutation and natural selection aren't responsible for the evolution of birds from reptiles or humans from tree-swingers.誰にも遺伝的変異を示唆して責任を負うと自然淘汰のではないから爬虫類や鳥の進化の過程から人間ツリー-スウィンガーズ。
But a growing number of scientists do say that neo-Darwinian evolution doesn't explain certain jumps in biological complexity: from single-celled to multicellular organisms, from single organisms to entire communities.しかし、ますます多くの科学者たちは言うことはないネオダーウィンの進化生物学的複雑さを説明する特定のジャンプ:単細胞から多細胞生物には、コミュニティ全体からの1つの生物をします。
The jumps -- saltations , in complexity parlance -- appear to be non-linear emergent phenomena, the result of networked interactions that produce self-organization at ever higher levels.そのジャンプ-s altations、複雑な口調で-表示される非線型創発現象は、ネットワーク上の相互作用の結果を生むことはこれまでより高いレベルの自己組織です。 From this perspective, Darwinian evolution is a mechanism of a higher universal law, perhaps even a variant on the second law of thermodynamics.こうした観点から、ダーウィンの進化のメカニズムは、上位の普遍法では、おそらく2番目の変種にさえ、熱力学の法則です。
I've got an article in the pipeline on the union of complexity theory and evolutionary biology, and over the next few days will publish outtakes from the interviews here.もう帰らなくパイプラインしているという記事が、労働組合の複雑さや進化生物学の理論、および、今後数日間はNGフィルムからのインタビューをここに公開する。 One interviewee was Carl Woese , a titan of 20th century microbiology, who with colleague George Fox reorganized the organismal kingdom from five branches to three. 1つは、 カールwoeseインタビューは、 20世紀にタイタンの微生物は、人の同僚のジョージフォックス再編して、生物の王国からの5つの支店を3つです。
Woese's experience with bacteria led him to look for an evolutionary framework larger than that provided by Darwin and his intellectual descendants.細菌woeseの経験をきっかけに彼を探すの枠組みを超えて進化して提供される知的ダーウィンと彼の子孫です。 Bacteria -- which may account for up to half of Earth's biomass -- swap genes without reproducing; with millions residing in a teaspoon of seawater, Woese sees them in terms of networked communities rather than individual cells, and interprets their evolutionary history as driven by the non-linear self-organization that's now being studied at all biological scales.細菌-の5月の半分を占めるまでに地球のバイオマス-遺伝子を交換することなく再生;在住で、数百万の海水小さじ1杯は、かれらの点では見w o eseネットワーク上のコミュニティではなく個々の細胞は、彼らの進化の歴史と解釈として駆動される非線型自己組織化して、現在のすべての生物学的スケールで勉強した。
It's a rough analogy, but if you knew a lot about individual stars, it's doubtful you could predict the existence of galaxies.これは大まかな類推する場合は、個々の星について多くを知っていた、それは疑わしい場合銀河が存在する可能性を予測する。 When the larger unit is sufficiently integrated, the individual unit is not as individualistic as you think.ユニットが大きいときには十分な統合は、個々のユニットではないとして、個人としてのお考えです。 [...]
The prokaryote concept is a bunch of crap, and stood in the way of the development of microbiology for 80 years.原核生物の概念は、一束の糞は、立っていたとの道の微生物学の発展のために80年です。 Only now is microbiology emerging, and people like you can hear what I'm saying.今は新興微生物学のみ、そしてどのような人々のように私が言って聞くことができます。 These concepts are not based on the individual organism, the individual species.これらの概念に基づいて、個々の生物ではない、個々の種だ。 The individual unit in microbiology is not the cell; the primary unit is the organismal community.微生物学ではないが、個々のユニットの細胞;のメインユニットは、生物のコミュニティです。 Cells develop in organismal community; they don't give rise to them; the evolution of the cell takes place in the framework of this community.細胞生物社会の発展で、彼らを生じさせることはありません;の進化の過程で、細胞の枠組みの中で行わこのコミュニティです。 The individual organism more tightly coupled to the whole than we recognized.もっとしっかりと結合して、個々の生物全体よりも我々に認識します。 [...]
The world of animals and plants began with eukaryotic cells, as you know; what the history of the development of the eukaryotic cell is, I don't know, but it's clearly a more complex entity than either the archaea or the bacteria.動物や植物の世界から始まった真核細胞は、ご存じのとおり;どのような歴史の発展の真核細胞は、私には分からないが、それはどちらかを明確にするよりも、より複雑なエンティティの古細菌や細菌です。 There's something we're going to find about the eukaryote that's very special, and captures the essence [of emergence and complexity at the heart of evolution.] [...]私たちはそこにあるのかについては、真核生物を見つけるのは非常に特別なことは、キャプチャの本質と[複雑さの出現と進化の心臓部です。 ] [...]
Evolution is a process that manifests itself at a level-independent way.進化のプロセスは、その行為自体は、レベルに依存しないようにします。 You've got these basic cells, viruses along with them -- and then the multicellular world, the same evolutionary scenario played out, but the dynamics are shown to be the same; then you go to society and see the same dynamic playing out again -- but it's not the darwinian dynamic.君はこのような基本的な細胞は、ウイルスを合わせたりする-そして、多世界では、進化のシナリオでプレーするのと同じだが、ダイナミクスが表示されるのと同じ;じゃあ社会に行くと、同じダイナミックなプレーを参照してください再びアウト-しかし、それは、ダーウィンの動的です。 It's the pre-Darwinian dynamic, when individuality had little significance, and everything was in distributed interaction.それは、ダーウィン以前のダイナミックな、ときに個性的意義はほとんどないし、すべてが相互作用で配布されます。 [...]
Saltations are state changes. saltationsの状態が変更されます。 The simple example would be something like a magnet heated up to a high temperature where the iron dissolves; the magnetic properties are gone; then when you reach a critical temperature in cooling down, the magneticism reappears in a very short temperature change.簡単な例では、磁石のようなものを高温で加熱する鉄の溶解;の磁気的性質は過ぎ去った;その後の臨界温度に達したときに冷却すると、非常に短いmagneticism温度変化が再度表示されます。
The property is gone in the individual iron atoms, but when they behave collectively, you see the property of the whole.このプロパティは消えてしまうことで、個々の鉄原子が、集団で行動するときに、あなたは、全財産を参照してください。 That's a very simple example.それは、非常に単純な例だ。
The microbial world is where I work; [saltational evolution] predicts that there should be properties of the collective thing, that arise as the thing collects.微生物の世界は私の仕事はどこ; [ saltational進化]のプロパティを予測してなければならないの集団的なことは、そのようなことを収集して生じる。 [...]
Twentieth century biology was structured according to a linear Newtonian worldview.構造化された20世紀の生物学の世界観によると、リニアニュートン。 Linear thinking is not the kind of thinking that's needed to study evolution.直線的思考ではないと考えることで、種の進化を勉強するのに必要です。 It doesn't help you understand the nature of systems.それはないシステムの性質を理解するのに役立ちます。 Molecular biologists were so set about linearity that when the gene came along, they took the gene to be the be-all and end-all of basic biology.分子生物学研究していたので直線の設定については、遺伝子来たときに沿って、彼らは、遺伝子になるとされるすべてのエンドのすべての基礎生物学です。 That comes out of thinking in terms of particles and linear interactions....思考中に出てくる用語の粒子との相互作用の線形.... I see evolution as the quintessential non-linear dynamics problem.私としては典型的な進化を参照してください非線型動力学問題です。
It's heady stuff, and a lot of the hard science that Woese explained didn't come out well enough in transcription to make sense here.それは威圧的なものは、ハードとなり、多くの科学woese説明していないことから出てくるの転写を作る感覚で十分です。 To understand him more completely I highly recommend reading " A New Biology for a New Century ," published in 2004 in Microbiology and Molecular Biology Reviews .完全に私を理解してもっと強く勧める読書" は 、 新しい世紀の新しい生物学は、 " 2004年に出版さで微生物学や分子生物学のレビューです。 It's a visionary blend of history and microbiology, and shows that Woese is that rarest of all organisms: a brilliant scientist who can really write.それは先見の明のブレンドの歴史と微生物学、およびwoese示しているのは、たぐいまれなすべての生物:優れた科学者たちが実際に書くことです。
Update: a follow-up post, " Evolution as Biological Thermodynamics "更新日:フォローアップ後には、 " としての進化生物学的熱力学 "
Image: The current evolutionary stage of our Charles Darwin Photoshop Tennis Contest 画像:私たちの現在のチャールズダーウィンの進化論の舞台フォトショップテニスコンテスト
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