进化论学习笔记

9月11日:

看到各位同学精彩的发言,非常过瘾,也来分享一下我的观点:

1. “ 首先,我们感受到的所谓目的性,无非是复杂系统运行中呈现出来的假象罢了。”

立铭老师讲到了复杂系统,前边同学也提到克莱伯定律,提到了杰弗里韦斯特的《规模》,个人也特别推崇用数学物理方法来解释理论,我想进化论也需要用数学和物理方法来解释或者阐述。

2. 之前看到一句话:“适者生存,而不是强者生存”,很有味道,分享出来。

最后有一些疑问,可以一起探讨:

1. 从神创论到进化论:把神创论逼到角落或者请下神坛的个人感觉应该是物理学

2.机器视角到广场视角的转变,我觉得应该承认物理学的贡献,同时强调进化论,课程中细品的话,有点把牛顿和拉普拉斯放到进化论的对立面了,我觉得应该是一个体系。

以上一些浅见,欢迎碰撞,如有不对之处,请指正[抱拳][抱拳]

9月12日:

关于涌现,分享一下元胞自动机原理,有助于认识涌现理论






所以生命进化也可以用系统论的方法来研究

广义上的进化论,没有局限在生物领域,很有意思的拓展

9月13日:

看完今天的内容,引发了我的一些思考:测算进化论的研究尺度:

1.时间尺度:35亿年前至今(地球诞生于大概45亿年前,生命大概诞生于35亿年前)

2.空间尺度:分子尺度~地球尺度(10^-10m—1.3*10^7m)

3.温度范围:生命存在的最高温度和最低温度(最高约400℃(生活在海底火山附近的生物),最低2k(一种细菌 )

4.气压范围:还没搜到确切

范围

其他尺度,欢迎补充

范高华补充:生物量的空间尺度,现在最新的研究结果是从最小的海洋微生物10^-13g到最大的生物体10^8次方g,一共能横跨21个数量级

如果给进化论起个文艺点的名字的话,是不是应该叫——地球上的那些事儿[破涕为笑]

有可能,我在头条上搜的,没有实验验证


学完今天的关于可遗传变异的两节课程,好奇不同生物之间基因突变率的分布,头条找了点资料:

基因突变率 genemutationrate在自然状态下,对一种生物来说,基因突变的频率是很低的。

据估计,在高等生物中,大约十万个到一亿个生殖细胞中,才会有一个生殖细胞发生基因突变,突变率是10^-5~10^-8。不同生物的基因突变率是不同的。例如,细菌和噬菌体等微生物的突变率比高等动值物的要低。同一种生物的不同基因,突变率也不相同。例如,玉米的抑制色素形成的基因的突变率为1.06×10^-4,而黄色胚乳基因的突变率为2.2×10^-6.

9月14日:

看完今天的内容,想起以前看过的关于生物学版——爱在西元前,转载一下

生物学 1

达尔文作下了〈物种起源〉承印在麦克米伦出版社, 距今已经一百四十多年。

布朗与哥斯丁,凝视低密度脂蛋白接受体, 孟德尔却在旁静静培植他那片深爱的豌豆。

性状,倍体,端粒,代谢是谁的发现?

喜欢在染色体中你只属于我的那个碱基对, 经过剑桥克莱尔学院,我以沃森、克里克之名许愿, 思念像基因双螺旋般蔓延, 当传导只剩下单离子通道,递质就成了永垂不朽的诗篇。

我给你的爱写在脱氧核苷酸上,深埋在嘌呤嘧啶里面, 几十个世纪后出土发现,CATG配对原则依然清晰可见。

用光合作用去验证顶端优势,那已被人遗忘的反馈调节, 一切又重演

生物版 2

麦克林道格发现了转座因子跃迁

纵然碎成冈崎片段

我的心也决不那么善变

滚滚红尘间

抗体寻觅着抗原

你的灵魂是唯一使我冲动的乙酰胆碱

退火 延伸 克隆 突变

是谁的实验

女神的创世纪没有适者生存的字眼

听完古多尔的讲演

我以猩猩之名许愿

常温习你苏丹Ⅲ般灿烂容颜 倒一块思念的板忘了加氨苄 寂寞像杂菌空气里四处蔓延 我给你的爱写在西元前

深埋在三叶虫和恐龙身边

就算第四纪的冰期再出现

两只手用肽键依然紧紧相牵 我给你的爱写在西元前

深埋在三叶虫和恐龙身边

用看家基因表达出永远

每个核苷酸都记载下我们的誓言

期待那么一天

爱欲升腾着火焰

两个人

交织缠绕成双螺旋

生命版 3

沃森和克里克留下了双螺旋模型,

现代生命科学诞生,

距今已经拥有五十余年。

连锁交换律,

天才的伟大断言,

我却一直希望我们的连锁不会有改变。

表达,解旋,遗传,突变是谁的发现?

喜欢你在配对中联会属于我的双链。

经过巴斯德研究院,

我以大师之名许愿,

思念像回文序列一样的漫延。

当DNA只剩下复制的起点, 合成就成了永垂不朽的诗篇。

我给你的爱写在GC键,

卓越的稳定性不需我多言, 即使剪切作用仍会发现,

我们间的氢键依然清晰可见。

我给你的爱写在GC键,

点缀在每一对核苷酸之间

用中心法则写下了永远

那一反向转录的经典,

一切又重演

我感觉很疲倦,

你的座位仍很远,

害怕永不能转座到你身边。 爱在碱基间…… 爱在碱基间……

QQ个人说明:

我给你的爱写进核苷酸

深埋在皮层内每个神经元

硫35杂交探针后发现   

铅板上的放射依然清晰可见

我给你的爱写进多肽链

深埋在蛋白折叠的疏水面

用尿嘧啶完成的点突变  

那已冻干千年的Ep管

提质粒又重演…

9月15日:自然对达尔文说:请不要代替我做选择

9月19日提问:进化论目前看是从过去收集到的证据归纳出来的,我的问题是,进化论具备预测能力吗?如果有,那有哪些预测性的结论?谢谢

17.马太效应与复杂器官

【收获】复利效应应用在器官形成和生物多样性的解释领域,很有说服力。

【问题】眼睛的1.0版本到5.0版本之间有没有确凿的证据表明系出同源?眼睛的6.0甚至更高的版本会是什么样的?

18.进化不是钟表匠而是裱糊匠

【收获】

1.精确度越高,鲁棒性越差,所以生物进化的形态是模糊正确,保证了稳定性。

2.进化是受资源约束,生物进化是生存与繁殖的平衡

3.基因连锁:有福祸相倚,阴阳相伴的味道

【问题】雄孔雀的尾巴是自然选择的正确结果吗?


19|路径依赖:为什么历史经验会成为历史包袱?

【收获】

1.优势也具有反身性:成就你的同样也会限制你。运用到商业领域就是创新者的窘境,运用到心理学领域就是知识的宇宙

2.不可回避的路径依赖:马的体型如何决定了太空探测器的尺寸。医学领域就有——你是你吃出来的

【一点小疑问】关于四足肉鳍鱼上岸这节,是四足肉鳍鱼上岸恰巧活了下来,还是五足,六足直到N足都上岸了,只是四足活下来了?这个问题还挺关键,前者是随机事件,后者是四足在陆地更具生存力,是个更适应事件,请帮忙解答,谢谢

20|死亡和灭绝:进化何时会终止?

【收获】

1.从逻辑上说,既然自然选择关注的是什么生物能够成功的生存下来,直到繁殖后代,那它能够影响的就只是生物在繁殖完成之前体现出来的那些特征。——极其精彩的洞察。

2.人类男性的睾丸酮的作用

3. 一个物种越成功,就越特化;越特化,就越无法抵抗环境波动,于是物种的灭绝就成了必然。——稳定性与复杂度反相关。

【一些小疑问】

1.如何解释活化石类生物到现在仍然存活?是因为它们没有特化吗?

2.水螅和某些水母永生的机理可否展开讲讲?谢谢老师[玫瑰][玫瑰][玫瑰]


21|低熵状态:秩序为何是生命的前提?

【收获】负熵为生  孤立系统走向熵增,开放系统有与外部进行物质和能量交换,可以使自身熵减,生命就是这样的熵减系统。

【思考与疑问】尝试定量计算生命系统的熵和熵减,不同生物的熵有何不同?熵减有何差异?生命系统在与外部世界交换物质和能量的同时也交换信息,生命系统的信息熵如何分布?

22|能量:秩序的源泉是什么?

【收获】

1.生命系统使用的ATP和ADP的方式使用能量,它的优势是什么

2.为什么使用这种方式使用能量?有没有其他方式?

【疑问】化学渗透方式合成ATP真的是一种冗余吗?

23|信息:秩序如何稳定传承?

【收获】DNA如何实现信息传递的:

1.代际传递和信息载体到生命活动的信息传递;

2.一维的信息载体如何传递三维信息:利用了氨基酸的折叠特性

【疑问】意识的产生也依赖生命的结构吗?必须依赖这种结构吗?

24|继承:生命的底层约束条件是什么?

【收获】

1.ATP形成猜想

2.曾经的“王者”——RNA

【疑问】

1. 在热泉附近,“水坝”是现成的,而“抽水机”是不必要的,于是我们就完全可以设想,只要出现一个水力发电机的雏形,镶嵌在“水坝”上面,生命活动所需的能量载体ATP就可以被源源不断的制造出来。

水力发电机是由于热泉附近丰富的环境随机产生的吗?

2.RNA比DNA早出现多长时间?


25|生育繁殖:选择效率,还是可能性?


【收获】

1. 有性繁殖:牺牲效率,储备可能。


2.生物界:效率与可能均衡


【问题】以效率为繁殖的生物与以可能性为繁殖方式的生物势均力敌,是从哪个角度来衡量的?肯定不是个体数量。


26|生活史规划:选择多生,还是善养?


【收获】生物在多生和善养角度,总是保证多样性,这样便能最大可能的生存下来

27|适应辐射:生物的多样性如何增长?

【收获】

1.通过“奠基者-冲刷-选择”三个步骤,就能实现新生物学特性和新物种的快速形成。

关于冲刷效应的计算令人耳目一新

2. 关于寒武纪大爆发的原因猜想:HOX(同源异形)基因的出现与眼睛在寒武纪之前形成,很有想象力和解释力。

【问题】

1.HOX基因希望能够更深入的展开介绍,比较感兴趣

2.眼睛形成于寒武纪之前有什么样的化石证据?

28|相爱相杀:不同生物之间如何相处?

【收获】

1.生存竞争导致生态位分离,从而形成了生物的多样性,从而享受多样性红利

2. 掠夺关系最终有益于掠夺者和被掠夺者双方

3.共生关系:始于利益,成于惩罚,终于共赢

【问题】惩罚也是自然选择的结果,有什么样的证据支持?

29|负反馈:生物如何应对环境波动?

【收获】生命系统中的负反馈的生物学机理:

1.对抗环境条件的偶然波动,维持生物体某些指标的稳定性。

2.针对环境中周期性的波动产生相对应的周期性。案例是生物体内的时钟机制,刚获过诺奖。

30|正反馈:生物如何进行状态切换?

【收获】生物系统的两类正反馈:

1.帮助生物感知和放大微弱但重要的信号,完成状态切换,案例——有丝分裂。

2.帮助生物体识别意外风险,启动应急补救措施,案例——凝血机制。

【感悟】生命中的正反馈与负反馈,互相配合,保证生命的航船生生不息,平稳向前,精妙的设计。

31|前馈系统:生物如何与时间共舞?

【收获】生命体中的前馈系统:一致性前馈和非一致性前馈的机理。

王老师一定学过信号与系统,才能用信号的语言把生物学的信号同路讲的如此清晰,佩服佩服。

32|监察修复:生物如何应对常见挑战?

【收获】

生命体如何抵御“灰犀牛”式的风险,即大概率的风险:

【监察和修复的方法论】

1.就地发现,就地处理。将风险由十万分之一降低至千万分之一

2.面对实在无法克服的挑战时,可以绕行。“DNA错配修复”,能把DNA复制的错误率再降低三个数量级,达到惊人的百亿分之一。

【止损系统的方法论】

1.干脆把细胞整个生命活动暂停,专心修复损伤,防止把DNA错误传递给子孙后代。

2.干脆启动自杀程序,防止把DNA错误传递给子孙后代。当然,这个策略主要是针对多细胞生物来说的。

【感悟】到这里我已经说不出什么了,能理解就不错了。生命已经像上了大学的孩子,辅导不了了[捂脸]

35|终极武器:怎样用进化对抗进化?

【收获】

在物理和化学世界的变化之外,地球生物需要面对的是其他生物的存在和持续变化。和发生在物理、化学世界的变化不同,生物的变化是被进化持续驱动的,速度和尺度都可以非常惊人。想要应对它,可能唯一的办法就是启动自身的进化,用进化对抗进化。

1.天然免疫:微生物和人体之间几乎所有的系统性差别都会被天然免疫系统加以利用,来区分敌我。

2.抗体的诞生——进化对抗进化

案例: B细胞的进化

3.细菌的免疫系统:上帝的手术刀

案例:CRISPR cas9

【感悟与心得】王老师高屋建瓴的讲述了人体免疫系统的工作原理,深入浅出的科普了B细胞工作原理和CRISPR cas9技术,非常过瘾,感谢感谢!


36|复杂系统:进化的最终归宿是什么?

【收获】生命为什么会走向复杂?

1.生命的进化固然充满随机性,但也有一个无法继续简化的最小单元、一堵无法突破的墙,就是细菌这样的单细胞生物。

2.地球上可能始终是细菌这类简单生物的数量最多,但也会逐渐出现越来越复杂的生命形态,让地球生物的平均复杂程度逐渐提高。

3.当一个系统的复杂程度上升,对称性持续地被破坏,新的定律、概念和原理都会必然出现。

【心得与感悟】

1.之前我关于生命越来越复杂的疑问在这里被解开了。

2.非常赞同随着复杂度的提升新的理论会出现。

3.期待下一讲,新的理论

感觉自然选择这个说法不够准确,举一个不全恰当的例子:有两个小盆友用身体穿过一个间距一定的栅栏,其中一个小盆友瘦一些钻过去了,另外一个小盆友胖了点钻不过去。

这个时候,我们说这个栅栏选择了瘦的小盆友。

这个表述准确吗?

栅栏:凭什么说我选择了?

很显然,选择这件事情是我们认为的,或者说是我们强加给栅栏的

那么,进化论是不是只是一种表述方法,或者叙事方法。

终于找到了

尼采的说法

尼采认为,“存在一个客观真相”,只不过是一厢情愿的假设。没有任何人能确定是否存在这个所谓的“客观真相”。如果说有谁能看到这个绝对的客观真相,那只能是全知全能的上帝。但别忘了,上帝已经“死了”。不管怎样,人类不可能确定存在一个绝对真相。人能得到的,就是一个个不同的视角看到的不同真相。更准确地说,人不是“看到”真相,而是“制造”了真相。

这是什么意思呢?

在尼采看来,外部世界虽然是存在的,但在人出现之前,它没有任何意义,也没有任何属性,只是一团混沌而已。是人把概念和意义赋予到它上面,才让它变成了“事物”。

37|分工与协作:怎样实现个体能力的有效叠加?

【收获】

1.细胞分化的过程很有意思

2.细胞间的合作提升了效率,也实现了单细胞无法实现的功能增加

【思考】如果没有特殊的环境,细胞是不是就不会分化?

38|对抗与博弈:如何解决组织内部的利益分歧?

【疑问】

1. 当分子构成了细胞之后,分子和细胞的利益就不完全一致。为什么?能举出分子和细胞利益不一致的例子吗?利益在此的用法是否足够准确?为什么?

2.在细胞堆积、形成多细胞生物这个新的层次之后,细胞和多细胞个体之间也会出现利益的不一致。单细胞和多细胞所谓的利益是什么?

3.细胞和组织的重复博弈,有证据支持吗?是什么?

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