五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】大学毕业后,我决定放弃基因分子生物学(上) -- 铁手

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    • 家园 呵呵,有些东西很难讲的

      我考大学的时候,生命科学,乃至计算机科学都是比较新兴的专业,招生的老师也对我们宣传过生命科学的玄妙,也曾经动过心。

      但是权衡利弊之后,还是选择了比较保守的信息电子工程专业,后来由于个人兴趣,转向了偏计算机科学的方向。

      当时谁能想到,多年后的今天,Biology会这么热闹,IT 世界会经历那么一个由极热到极冷的过程,世事难料阿!

      对生命科学的奥妙,还是很心向往之的,其他的,就说不上什么啦,很认同rodger的说法:

      生物系统显然是一个成功的系统,毕竟是经过几亿年进化的结果,自然界尝试了无数种模式,其中决大多少被淘汰,保留下来的无疑都是成功者。所以向生物系统学习可以让我们少走很多弯路。

      我觉得当时的浙大混合班,学生在两年基础课程以后可以选择专业,是很好的尝试。

      也很喜欢在美国,本科学生不严格地区分专业的做法,

      • 家园 不分专业的做法最适合陶渊明这类学生。

        我从中学读到大学读到研究生,严格地说几乎都没有传统意义上的专业,我自己学得倒是津津有味,夸我的人说是渊博、融会贯通,骂我的人说那是浅薄、浅尝则止。

      • 家园 与其说是成功者不如说是幸存者。

        “自然界尝试了无数种模式,其中决大多少被淘汰,保留下来的无疑都是成功者。”

        生物的简单复杂,低级高级都是相对于不同的自然环境而言的。进化史中有些选择是随机的,不确定的。

        • 家园 还有一点我觉得很关键:幸存下来的,也因此具有了很大的冗余度

          也就是对环境变化的容忍程度增加。这个容忍程度的增加,也是有代价,就是系统本身的复杂性也增加。

          这里就有了个两难问题:要增加适应能力,系统复杂性要增加;增加了复杂性,这个系统出问题的可能性也增加。

          自然界真是奇妙,给他们之间找到了平衡。

          • 家园 这话不全对

            要增加适应能力,系统复杂性要增加

            复杂程度和适应能力没有直接关系。最明显的例子就是病毒。人类复杂程度算高吧,一直和病毒在斗争,谁敢说就战胜了病毒?病毒和人类哪个更适应环境?只能说两者都是适应者。病毒的演化有证据表明不是从简单到复杂而是从更复杂的结构精简“退化”而来的。所以一直有学者建议不要再用“进化”这个词,而要用“演化”,因为evolution是没有方向的。只是进化这个词太根深蒂固了,要改过来很难,不过用这个词的时候得意识到,evolution并不总是“进”的。

            • 家园 同意!evolution 是相对于revolution而言的

              进化的“进”字应该理解为“渐”,有个逐渐演化的过程。不是突发性的革命性的突变。

              在生物进化过程中,渐变和突变都是存在的。尤其是70年代以后,突变论也逐渐被接受。

              我个人的理解是:进化过程就像滔滔江水,绵绵不绝。从大尺度(scale) 来看,层流(laminar flow)始终存在,同时也存在小尺度的湍流(turbulence flow)。而这些看似尺度很小的湍流,却携带了大量的能量(energy),有的时候能够改变历史。但总的说来,能量是守恒的。

              话说天下大事,分久必合,合久必分(能量守恒)

              滚滚长江东逝水,浪花淘尽英雄...(进化)

              一部三国把道理说透了。

              • 家园 关于进化过程中大尺度事件的一些想法

                之所以想到写这个东西,完全来自于还是不懂兄的下列话:

                我个人的理解是:进化过程就像滔滔江水,绵绵不绝。从大尺度(scale) 来看,层流(laminar flow)始终存在,同时也存在小尺度的湍流(turbulence flow)。而这些看似尺度很小的湍流,却携带了大量的能量(energy),有的时候能够改变历史。但总的说来,能量是守恒的。

                这些话代表了很多人的看法,也反映了目前学术界的一种观点。在单纯讨论这个观点之前,让我们先看一看进化的本质是什么。

                那么进化的本质究竟是什么呢?很简单,就是编码的遗传信息被改变了。这种改变包括我们通常意义上的突变,即DNA或者RNA编码的改变,从而导致新物质的引入(突变导致的新蛋白,新RNA,新结构,新的调控方式,新的物质合成,新的信号通路的引入等等)同时也包括了遗传信息的缺失,重复,易位,新信息的引入,以及一切不同于原来事物的改变。

                这些改变,造成了生物个体的一些新的性状,而这些性状,因为对于个体会造成了有利的或者不利的或者无所谓的改变,在特定的环境里,会对于此生物个体的遗传信息传递,(主要是指变异的遗传信息)造成或多或少的影响。从而进一步,影响这种改变扩散到整个种族里面的速度,进而影响这个种族在特定的环境中的生存和繁衍。以上的整个从遗传物质到种族生存的变化过程,我们称之为进化。

                需要特别指出的是,遗传信息的改变完全是随机的。而外在环境则是定向的。一切的改变需要外在环境检验之后,才能得出是否对于该生物个体,以至于种族的生存繁衍有力的结论。那么我们自然可以得出结论,所谓的进化是完全处于环境的指导之下进行的。那么考虑进化的大尺度事件,就不得不考虑环境的因素。而且,这是首要的因素。

                那么让我们来看一看地球从产生以来,环境的变迁。以生命出现为起点,地球环境的几个重要的变化包括:空气成分的改变,以氧气的产生,富集,并逐步被消耗为主要影响因素;大陆板块的漂移,产生不同的大气候,小气候,以及地理分割;大气温度的周期性改变;突发性事件,包括大陨石撞击地球,地磁改变,大规模火山爆发,造陆运动,等可以造成大规模灭绝产生的事件。

                再来看一下生命的进化路线,在大尺度上,完全是遵循地球环境变化而来的。以氧气含量路线为例,因为空气中氧含量极低,早期的生物完全是厌氧的,从最早期的异养,到稍后些的光合自养。随着氧气含量的上升,好氧生物逐步增加。等氧气含量达到峰值的时候,甚至出现了许多极端好氧的生物,如体形超大昆虫。但随着氧含量的降低,这些极端好氧的生物逐步消亡或者演化成其他的生物。大气温度的周期性变化,则反映在动物的体形大小上面,温度越低,动物的体形越大,反之则相反。

                所以,如果我们一定要给进化一个方向,那么我想,这个方向不可能有生物本身或者环境给出,而是由某些基本的规律所决定,比如说,热力学的第一第二和第三定律,耗散理论等等。这些规则决定了生物是向着更加复杂的方向在演化,就像滚滚长江奔流入海一样。虽然,有些回溯的浪花,但是大的方向是一定的。环境就像是江岸的形状,决定了水流的大尺度方向和形状,而湍流,则是突发性的事件,虽然体积,很小,但是有些时候却改变了历史。

                有抄袭之嫌,莫怪,莫怪

                • 家园 深入浅出,受益匪浅,欢迎继续!

                  本人对生物学基本上是个门外汉,全部认识来自于一些简单的科普文章,电视节目。喜欢胡乱联系,妄加评论。我个人不懂分子生物学,妄谈进化,就如同骑自行车上月球。真正是“无知者无畏”。

                  衷心希望生物界的朋友们多多发言,多多指教。

        • 家园 这么说吧

          选择下来的既是成功者又是幸存者。幸存者基本都是成功者,而成功者并不都是幸运者。

          我同意你的看法,低等高等的说法是比较容易误导的,高等生物并不比低等生物更适应环境,其实它们都是适应各自的环境而已。生物的简单还是复杂基本上是和低等高等这个说法向对应的,也和它们对环境的适应程度无关。

        • 家园 有时候瞎想

          其实人类社会中的成功者,历史上的成王(败寇),其实也可以说是幸运者,也许与他们有同样能力,素质的人不那么幸运,就消失了,他们是最适应环境的成功者,或者说幸运儿,只是不论用那个名词,在“适应环境”这一点上,是共同的。

    • 家园 食肉动物个体体积和群体数量不可能太大,otherwise

      哪来那么多肉养活他们。资源和食物链决定一切。恐龙灭绝可能就是这个缘故。陆地和海洋中个体最大的动物都食草。而生物量最大的就是微生物和海洋中的浮游植物。

    • 家园 嗯,这提出了一个很有趣的题目

      研究社会性生物(除人以外)的社会行为,是否会对了解人类社会的规律有所帮助呢?这就是社会生物学的研究方向。下星期开始我转载两本相关的书如何?

      • 家园 的确是个有趣的题目,社会性生物与人的区别

        我想大概是在于人具有一种主观能动性,也就是人会有个“欲望”的突破,不单单是丰衣足食就能够满足。

        了解社会性生物的规律,可能会对计算机、人工智能等等有帮助。对人类社会,可能还是有限。

        如果可能的话,贴一些链接也可以。

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