April 13th, 2006

homuncul

МЕТОДОЛОГИЯ

Парадигма модульного мышления

Люди столь часто пользуются рисунками графов и таблиц, что можно говорить о парадигмах табличного и графового мышления. Общедоступность таблиц и графов объясняется тем, что их можно рисовать на бумаге и экранах компьютеров. Графы изображают в виде точек, связанных стрелками или линиями, а таблицы - как упорядоченные прямоугольные ячейки, заполняемые данными. Обычно люди делают такие рисунки, даже не подозревая о существовании у них математических основ в виде соответствующих теорий.
Парадигмы табличного и графового мышления имеют давнюю историю. Таблицы с данными о запасах зерна в древнеегипетских номах писцы чертили на папирусах задолго до начала нашей эры. В современном компьютерном мире двумерные и многомерные табличные представления информации хранятся в памяти миллионов компьютеров как базы данных. Их математическая основа - теория реляционных баз данных. Кажется, что такой прорыв человеческой мысли, как квантовая механика, не имеет ничего общего с представлениями древних египтян. Однако основу квантового счисления составляют всевозможные вектора и тензоры - по сути, многомерные матрицы или наборы таблиц. Значит, и самый современный метод познания базируется на парадигме многотысячелетней давности.
Графы появились намного позже, чем таблицы, а именно в 1736 году, когда были опубликованы знаменитые рассуждения Леонарда Эйлера о мостах Кенигсберга. В наше время они развились в необозримую теорию графов. Графовая парадигма мышления опирается на простые, нарисованные на бумаге схемы графов. Ныне трудно назвать область знаний, где не использовались бы графы и графовое мышление.
Однако появление мощных вычислительных машин и систем связи сильно изменило ситуацию. Сегодня существуют глобальные и локально распределенные компьютерные системы, такие как интернет, Всемирная паутина (WWW), электронные правительства стран и регионов. Они состоят из многих взаимодействующих друг с другом физических и логических блоков - модулей.
homuncul

БИОЛОГИЯ

Annals of Botany, May 2003
Aspects of Plant Intelligence

Intelligence is not a term commonly used when plants are discussed. However, I believe that this is an omission based not on a true assessment of the ability of plants to compute complex aspects of their environment, but solely a reflection of a sessile lifestyle. This article, which is admittedly controversial, attempts to raise many issues that surround this area. To commence use of the term intelligence with regard to plant behaviour will lead to a better understanding of the complexity of plant signal transduction and the discrimination and sensitivity with which plants construct images of their environment, and raises critical questions concerning how plants compute responses at the whole-plant level. Approaches to investigating learning and memory in plants will also be considered.
Tags: ,
homuncul

БИОЛОГИЯ

Микроорганизмы обладают зрением.

There are unicellular eukaryotes, dinoflagellate algae, that have ocelli organs that they use to hunt on other microbes. The photoreceptors in our eyes are amazingly similar to the ocellus in the dinoflagellata (the title species, Erythropsis, provides a spectacular example of that). Some of these are complete with a lens and a pigment cup: on the microphotographs you can see their "eyes" peeping straight at you. The similarity goes all the way to the structural and molecular levels. Some of these ocelli look like ciliary photoreceptors of higher animals (like ours), some (e.g., Warnowia) look like rhabdomeric photoreceptors of insects. Some other photosynthetic protists, like Chlamydomonas also have eye organellae with a rhodopsin-related photopigments and pigmented eyespots, capable of determining the direction of light.

Int. J. Dev. Biol. (2004)
Historical perspective on the development and evolution of eyes and photoreceptors


См. также
Are centrioles the 'eye' of the cell?
The best design for a cellular eye is a pair of centrioles



BTW, cubozoan jellyfish have camera eyes and retina without having brain.
homuncul

ЭВОЛЮЦИЯ

Учеными из Гарвардского университета предпринята попытка найти молекулярные основы канализированности (ограниченности возможных путей) и повторяемости эволюции. В качестве модели исследователи выбрали адаптацию бактерий к антибиотикам — сравнительно простой эволюционный процесс, высоко детерминированный и повторяемый и к тому же имеющий большое практическое значение.

Делается вывод, что природа может реализовать лишь очень небольшую часть из общего числа теоретически существующих путей «из точки А в точку Б». Авторы полагают, что обнаруженное ими правило должно распространяться и на эволюцию других белков. Это означает, что молекулярной эволюции свойственна высокая повторяемость: разные организмы должны независимо друг от друга двигаться по одним и тем же «разрешенным» эволюционным траекториям. Авторы не исключают, что аналогичные ограничения (в том числе связанные с меж- и внутримолекулярными взаимодействиями) могут направлять и «канализировать» дарвиновскую эволюцию и на более высоких уровнях организации живого.


Science, April 2006
Darwinian Evolution Can Follow Only Very Few Mutational Paths to Fitter Proteins

Five point mutations in a particular b -lactamase allele jointly increase bacterial resistance to a clinically important antibiotic by a factor of È 100,000. In principle, evolution to this high-resistance b -lactamase might follow any of the 120 mutational trajectories linking these alleles. However, we demonstrate that 102 trajectories are inaccessible to Darwinian selection and that many of the remaining trajectories have negligible probabilities of realization, because four of these five mutations fail to increase drug resistance in some combinations. Pervasive biophysical pleiotropy within the b -lactamase seems to be responsible, and because such pleiotropy appears to be a general property of missense mutations, we conclude that much protein evolution will be similarly constrained. This implies that the protein tape of life may be largely reproducible and even predictable.
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/312/5770/111



См. Пути эволюции предопределены на молекулярном уровне