Добавить новость
ru24.net
Pleiotropy.fieldofscience.com
Март
2017
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

Evolutionary forecasting and the tape metaphor

0
You may not think so (well, not you!), but evolutionary biology does make predictions. Particularly about the past, for example about the existence of moths with long proboscises to match an orchid's long nectary, or that no remains of rabbits will ever be found in the precambrian. But people generally don't talk about predicting future evolutionary outcomes, and those that do most often say that it is impossible - often referring to SJ Gould's metaphor of rewinding the tape of life (more on that below)

One could very well say the same thing about the weather: a hundred years ago, no one in their right mind (which is a tricky way of denoting all but the ones with the most foresight) would have guessed that we would ever be able to accurately predict the weather ten days into the future. But incredible advances in physics now allows us to do just that. Even though the weather systems are very sensitive to many factors, with the combination of the Navier-Stokes equations and a continuous effort to measure weather all over the world, we are now comfortable trusting that the weather forecasts are more accurate than guessing.

In this article by Carl Zimmer from 2014 several researchers explain how the same type of forecasting could potentially be applied to evolutionary biology. Particularly, it is not at all inconceivable that we will be able to predict flu virus evolution, thereby better making vaccines and saving lives. Microbial evolution, it turns out, often has much more repeatable outcomes than what is traditionally thought. Recent research strongly suggest that this is the case, for example when bacteria evolve the same solutions again and again to the same problems.

Here's a simulation with an example of that:



In this very simple example, you'll have to admit it's pretty easy to predict where the population is going to go, yes? (See the full video on youtube for more about fitness landscapes.)

One way to think of evolutionary forecasting is by obtaining as much data as possible about the fitness of genetic variants. If we know which variants (bacteria and viruses are the best candidate organisms) are most successful in making copies of themselves, then we can potentially make predictions of how they will evolve in the near future - just like with the weather.

The problem is that measuring fitness for many many genetic variants is still difficult. It means sequencing many individual organisms, and it means measuring fitness for each one of those variants. The resulting fitness landscape (i.e., fitness as a function of the genotype) is the last of three parameters needed to predict the simplest evolutionary systems. The other two are the population size and the mutation rate. Both of these are fortunately much easier to measure than the fitness landscape. So the fitness landscape remains the biggest obstacle. But it has only taken a few years to get quite far with measurements, and I don’t think it is at all inconceivable that we could have evolutionary forecasts for certain viruses and bacteria within the next few decades.

Returning to Gould, I predict that his lasting impact on evolutionary biology will be similar to Lamarck's: His "rewinding the tape of life" will be the quintessential error that people will keep referring to when talking about evolutionary forecasting.

To be more specific: I predict that 187 years from Gould's death (i.e., by 2189), when his name is mentioned, most people will immediately think of the tape first. And additionally that the idea has been somewhat refuted, since they then will be pretty good at evolutionary forecasting. (Lamarck died 187 years ago.)

My friend Larry Moran, who blogs at Sandwalk, is a staunch Gould admirer, and he asked me these questions in regard to my prediction:
Do you really believe that if we reran the tape of life we would always end up with a continent like Australia where marsupials outnumber placental mammals? 
Do you believe that every possible scenario would result in hundreds of species of dinosaurs that go extinct about 65 million years ago? 
Is the great Permian extinction always going to happen? 
Will an oxygen evolving complex always arise in primitive cyanobacterium about 2.5 billion years ago? 
Are you convinced that replaying the tape of life will always produce eukaryotes with introns and complex spliceosomes? 
Will no replay ever produce highly intelligent New World Monkeys? 
Are poisonous mushrooms absolutely necessary? 
Will the platypus always evolve and never go extinct? 
If we ever find another planet that's very similar to Earth do you expect to find intelligent mammals and maple trees?
And Larry made his own prediction:
Gould will be remembered for his attack on adaptationism and reminding us that there's more to evolution than natural selection. He will be remembered for teaching us about contingency and exaptation. He will be remembered for hierarchical theory. Above all, he will be remembered for making us all aware of the fact that evolution is a lot more complicated than we think.
One objection to the tape metaphor is that it is not well-defined. Does "rewinding the tape of life" mean that everything starts out the same? The initial conditions are *exactly* the same? What about the random events that influence evolution, will they be exactly the same or are they different? Are we talking about the environmental effects (weather, plate tectonics, ET events) being the same or not? Would mutations be identical or just drawn from the same distribution? Some people may have a clear idea of these things and thus feel confident of what the metaphor really means, but I know for a fact that there is not a general consensus about this, with several evolutionary biologists that I have talked to having differing views about its interpretation. We can all agree that randomness is very important in evolution, but not what kind of randomness is part of the metaphor.

In answer to Larry's questions above, one answer is no, not that specifically. Stochasticity (randomness) is too strong a factor, and future evolutionary events are contingent on earlier events.

On the other hand, it may be that stochasticity doesn't mean that evolution is unpredictable, just like it is not unpredictable what will happen when you heat a pot of water, even though we can't predict the path of every individual water molecule.

On the first hand again, if we're talking about, say, evolution on other planets, then no, we cannot expect those exact outcomes. However, Gould also denied that humans would be a repeat outcome if the tape was rewinded, but it is not clearly defined what we mean by "humans" in this context. If by humans we mean intelligent bipedal tetrapods with a head on top, then I do think there are very good reasons to believe that such creatures could evolve again and again, and be a feature on many planets that harbor life throughout the universe.

Back on the second hand, one can argue that every event that ever happens is determined by previous physical states. Things are only as random as we are unable to foresee the next event. A random mutation is only random because we don't know the factors that determine it, or because we don't have the data to predict it. In other words, if we rewind until some time point, everything else is the same up until that time point, so there are good reasons to believe that all future random events would be identical to the first run, and we would thus get exactly what we got the first time.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Из 90-х в люкс: Татьяна Буланова подняла гонорар до 2 миллионов из-за любви зумеров

Гастроэнтеролог Садыков: 2 киви в день и вы забудете про запоры

Летние спа-наслаждения в Fish Point family resort

Психолог Зберовский заявил, что расставание может помочь преодолеть зависимость


Man Utd tipped to make "last-minute move" to sign £69m star, Amorim wants the player - report

Saturday updates: Madueke medical, Big Vik goes on strike

WPP names Microsoft executive Rose as CEO in turnaround push

Fuel to Air India jet engines was cut off moments before crash, prompting confusion between pilots


ВЦ «Раздолье» проведёт вебинар «Фундамент успешного внедрения 1С:ERP»

Чайка с японским сердцем: редкий ГАЗ-14 1985 года ищет нового владельца

Дмитров Кремль

Промышленные сети под угрозой: в Siemens SINEC NMS обнаружены критические уязвимости


Как поиграть в Left 4 Dead в 120 FPS на Android через Winlator — настройки и ссылки

Гайд на Fuqiu из Etheria Restart: навыки, PvE-билд, расклад в PvP и дубликаты

Игровой тест Samsung Galaxy Z Fold7 за 193 000 рублей

Monster Hunter fans are building LEGO models so good they should be official



Новые птенцы редких птиц в Московском зоопарке: 7 малышей среди лебедей и журавлей

Юрист рассказала о правильных действиях пострадавшего от кражи вещей на пляже

Посетители Красной площади в жару стали свидетелями трогательной сцены с караулом

В России снизилась цена вторичного жилья




В России снизилась цена вторичного жилья

Овчинский: около 2 тыс. человек отметили 8 июля в павильоне «Макет Москвы»

В Госдуме заявили о нехватке у молодежи мест для романтических знакомств

В Калужской области обнаружили неизвестный предмет, на месте работают саперы


АБХАЗИЯ. Россия поможет Абхазии в реконструкции набережной Гудауты

Путин: после аутодафе СССР Запад решил сделать «чик-чик» с интересами России

Путин: мораль и нравственность имеют значение в политике России

Фотосессия со львами: московских бизнесменов наказали за незаконное содержание хищников


Польская теннисистка Ига Швентек завоевала свой первый титул на турнире Уимблдон

Энди Роддик оценил шансы Иги Швёнтек и Аманды Анисимовой на победу в финале Уимблдона

Байопик Эша стал ближе к экрану

Вероника Кудерметова и Элиз Мертенс вышли в финал Уимблдона в парном разряде


Крупная афера: как преступники выманили у пожилой семьи все сбережения

Путин: мораль и нравственность имеют значение в политике России

Шара Буллет поздравил вышедшего под "Матушка Земля" бразильца Уокера с победой

Картина Валентина Серова из Новгорода представлена на юбилейной выставке в Новосибирске


Музыкальные новости

Так и не нашли общий язык? Мать Тимати высказалась о Решетовой

Пианист Сафронов-Затравкин отметил перспективы закупки музыкальных инструментов у дружественных стран

Сбившему пешеходов в центре Москве одителю электрокара HiPhi Z предъявили обвинение

Яну Чурикову не пустили на стадионный концерт Zivert: известно, что произошло



В Гидрометцентре спрогнозировали облачность и местами ливень в Москве 13 июля

Откровения уволившегося проводника: беспредел в поездах, тайные заработки и забытые пассажиры 

Время покупать? В России дешевеет вторичное жилье

В России снизилась цена вторичного жилья


Спутники "Роскосмоса" показали циклон, обрушивший град на столицу России

Ким Чен Ын на встрече с Лавровым передал привет Путину

ЦСКА победил "Краснодар" и выиграл Суперкубок России по футболу

Шойгу: в столице Тувы откроется Центр восточной медицины


Путин поделился деталями обсуждения лимузина Aurus с иностранными руководителями.

Грузовик перевернулся на 82-м километре МКАД

У Крымского моста скопилось более 900 автомобилей

Водителю грозит до семи лет за наезд на пятерых пешеходов на Бережковской


Путин на неделе проведет совещание по здравоохранению и посетит регион РФ

Путин поделился деталями обсуждения лимузина Aurus с иностранными руководителями.

Путин обсудил важность моральных аспектов в большой политике для россиян.

Визит Лаврова в Вонсан: глава МИД РФ передал Ким Чен Ыну послание от Путина





Путин на неделе проведет совещание по здравоохранению и посетит регион РФ

Магнитные бури в Якутске вполне умеренные

Советы врача по устранению заложенности ушей во время полета.

Врачи в Москве удалили мужчине половину тела из-за рака кожи



«Спартак» Москва — «Спартак» Суботица. Онлайн, прямая трансляция

Спортсменка из Новосибирска рассказала о трагической гибели мужа на заплыве в Москве

Росгвардия обеспечила безопасность на товарищеском матче "Локомотив" - "Динамо"

Команда Вязовича одержала победу на втором этапе ралли-марафона "Шелковый путь"


Лукашенко предоставил белорусское гражданство 245 людям.

Лукашенко заявил, что не нужно рваться в ЕС

Лукашенко заверил, что Беларусь готова сотрудничать с Молдовой

Лукашенко установил штрафы за нехватку овощей в магазинах в межсезонье.



Собянин: в ЖК на Алтуфьевском шоссе построят два детсада

Собянин заявил, что за мигрантами в Москве будет тотальный контроль

Собянин: 200 тысяч специалистов ежедневно двигают Москву вперед

Собянин рассказал о развитии методов лечения пациентов с редкими патологиями


В России за сутки ликвидировали 65 лесных пожаров.

Исследование выявило, кто наиболее активно поддерживает запрет на пластиковую посуду.

Птенцы лебедей и японских журавлей вылупились в Московском зоопарке

Новые птенцы редких птиц в Московском зоопарке: 7 малышей среди лебедей и журавлей


Путин: мораль и нравственность имеют значение в политике России

Картина Валентина Серова из Новгорода представлена на юбилейной выставке в Новосибирске

Ликсутов: на территории ОЭЗ «Технополис Москва» заработали три новых объекта

В России опровергли вброс о «призыве Путина» к Ирану принять ядерную сделку с США, опубликованный изданием Axios


Центр инноваций в травматологии и ортопедии запустил второй поток стажировки будущих протезистов

В Мезенском районе вынесен приговор о присвоении денежных средств

«Белый медведь» принес орловским спортсменам россыпь наград разной пробы

В регионе ремонтируется участок дороги Архангельск – Онега


МВД: в Симферополе маршрутка влетела в дорожное ограждение на мосту

Журналист РИА Новости Крым провела мастер-классы для Орлят России

Пять городов в Крыму вошли в топ направлений для автотуристов в июле

Под Симферополем горят десятки гектаров леса


Крупная афера: как преступники выманили у пожилой семьи все сбережения

Путин: после аутодафе СССР Запад решил сделать «чик-чик» с интересами России

В России опровергли вброс о «призыве Путина» к Ирану принять ядерную сделку с США, опубликованный изданием Axios

На видео попал автомобиль, который взорвался в Москве на МКАД












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Теннисистка Швёнтек выиграла в финале Уимблдона, разгромив Анисимову






Юрист объяснила, чем грозит бизнесу общение с клиентами через зарубежные сервисы

Крупная афера: как преступники выманили у пожилой семьи все сбережения

АБХАЗИЯ. Россия поможет Абхазии в реконструкции набережной Гудауты

Картина Валентина Серова из Новгорода представлена на юбилейной выставке в Новосибирске