środa, 26 czerwca 2013

Biologicznie :)

Po tłustym (w posty) maju kończy się chudy czerwiec (z racji na obowiązki studenckie). Ale z zakończeniem ostatecznym studiów i korzystając z chwili luzu piszę ten wpis :)
Będzie on dotyczył zupełnie odrębnej dziedziny niż to co było dotychczas. W sumie słusznie, bo można się zastanawiać. Autor blogu jest biologiem, a wypisuje o kulturze, owcach, Najjaśniejszym Panu i Harrym Potterze. Coś tu nie gra. W takim razie pokrótce w obecnym wpisie przedstawię zagadnienie jakim zajmowałem się w ramach magisterium.
Obrona indukowana jest jedną ze strategii obronnych zwierząt narażonych na drapieżnictwo. To, że jeden na drugiego poluje jest znane w przyrodzie nie od dzisiaj i łatwo się domyślić, że ten, na którego się poluje musi się jakoś przed tym zabezpieczyć.
Tutaj pozwolę sobie na mała dygresję ewolucyjną. Bo pozornie można przyjąć taki mechanizm. Gepardy polują na antylopy, no gdyby one nie uciekały przed nimi, to by je w końcu gepardy wszystkie zjadły i antylop był nie było, wymarłby gatunek. Otóż nie, nic dla dobra gatunku się nie dzieje. Dana konkretna antylopa ma geny umożliwiające jej, przykładowo, szybszą ucieczkę i tym samym przeżywa i przekazuje geny potomstwu. Te antylopy co nie mają tych genów i uciekają wolniej, giną. Tak działa darwinowski dobór naturalny. Warto o tym pamiętać, bo często można usłyszeć o dobru gatunku, co u biologów-ewolucjonistów jest (słusznie) uznawane za herezję, względnie kardynalny błąd.
Wracając do zabezpieczeń. Każdy organizm dysponuje pewną pulą zasobów, które może pobrać ze środowiska i (ogólnie mówiąc) przerobić na siebie lub swoje potomstwo. Jeżeli więcej zasobów przerobi na siebie (np. urośnie większy) to odbije się to w tym, że będzie miał np. mniej potomstwa lub rozmnoży się później. Ale z drugiej strony np. będzie je mógł lepiej ochronić. Organizmy są stawiane przed takimi dylematami (jakie my znamy chociażby z ekonomii) już od tzw. zarania dziejów. Bo ochrona przed drapieżnikiem też kosztuje. Powoduje co prawda większa przeżywalność. Np. można wytworzyć truciznę, która zatruje nasz organizm i nikt nas nie będzie chciał jeść, ale wytworzenie takiej trucizny kosztuje, jeszcze trzeba zabezpieczyć swoje tkanki, żeby nas nie zabiło. Ogólnie mnóstwo problemów. Można zainwestować np. w kolce albo inne struktury, ale to też kosztuje. Można w końcu spróbować bronić się przed drapieżnikiem tylko wtedy kiedy wiemy, że on jest w pobliżu (poprzednie sposoby są "na całe życie", czyli jest to obrona konstytutywna). Nazywamy to obroną indukowaną, która też kosztuje. Musimy przede wszystkim w miarę precyzyjnie i z odpowiednim wyprzedzeniem dowiadywać się o tym, że drapieżnik jest i na nas czyha. To kosztuje, bo trzeba mieć do tego odpowiednie struktury. Jak już wiemy, że drapieżnik jest to możemy np. zmienić kształt ciała, żeby nas nie połknął (możliwe u pierwotniaków, ale też u karasi) lub zmienić siłę przyczepu do podłoża (małże:)
 Po przydługim wstępie przechodzę do rzeczy. W ramach magisterium zajmowałem się właśnie obroną indukowaną u małża racicznicy zmiennej. Sprawdzałem czy obecność drapieżnika i cząstek mechanicznie zgniecionych małży wpływa na przyczep małży do podłoża (racicznica przyzepia się do np. skał przy pomocy nici bisioru) oraz na ich tendencję do tworzenia skupień. Nie będę tutaj wyjawiał wyników mojego eksperymentu (nie jestem do końca pewien czy jest to odpowiednie miejsce). Ogólnie niezwykle ciekawe jest to, że takie malutkie małże, które badałem są w stanie nie tylko wykryć drapieżnika w środowisku, ale także dostosować odpowiedź do tego jaki rodzaj zagrożenia wyczuwają.
Takie straszenie ofiary przez drapieżnika jest ma dosyć poważne konsekwencje również na poziomie całego ekosystemu. Przestraszona ofiara unika drapieżnika, zmienia miejsca żerowania, tym samym wpływa na rozmieszczenie swojej ofiary. Jako przykład można podać badania na ślimakach, które były wystawione na obecność kraba (który jednak nie mógł ich jeść), okazało się, że powstały przestrzenne zróżnicowania w zagęszczeniu pąkli (które są pokarmem ślimaków), gdyż ślimaki wolały żerować w miejscach gdzie czuły się bezpieczniej. W sumie logiczne, nie? Takie przypadki można też zaobserwować u innych zwierząt (wprowadzenie wilków do Yellowstone spowodowało, że jelenie przeniosły się do lasu, pozwoliło to na odbudowanie zarośli nadbrzeżnych, powrót bobrów itp.) Zjawisko to nazywa się kaskadą troficzną. Kaskady mogą mieć niewątpliwie ważny wpływ na całe ekosystemy.
Podsumowując mam nadzieję, że przedstawiłem dosyć ciekawe zagadnienie, liczę na odpowiedź w komentarzach :)

8 komentarzy:

  1. Bardzo ciekawy jest ten fragment o "puli zasobów" i porównaniem rzeczywistych mechanizmów rządzących światem przyrody do gospodarki i ekonomii (chociaż, oczywiście, trzeba unikać antropomorfizacji: mechanizmy te nie rządzą, bo nie mają woli, tylko są). Jaka jest różnica między tworem sztucznym, artefaktem kulturowym jakim jest ekonomia, a naturą? Żadna? Co więc jest naturalne, a co sztuczne? Jeśli wszystko co tworzy człowiek, wymyka się spod kontroli i zaczyna "żyć własnym życiem" to czy nie jest to już w jakimś stopniu naturalne? Gdyby na chwilę zawiesić, zapomnieć, wymazać ten okrutny dualizm ciała i umysłu, natury i kultury i założyć, ze tymi przeciwstawnymi domenami rządzą te same prawa, to rodzi się ciekawe pytanie: co jest drapieżnikiem dla umysłu? Zło? Pragnienia? Grzech? Id/podświadomość/anima(niepotrzebne skreślić)? Czy funkcjonowanie naszej świadomości/umysłu to tylko uciekanie przed drapieżnikiem, a może sama świadomość to taki ekosystem, który zmienia się, jak w tej "kaskadzie troficznej", gdy przeskakujemy z jednego "miejsca" na inne. Umysł, tak jak i ciało, chce przetrwać i musi mieć swoje mechanizmy obronne ;)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Hmm, ciekawe. Ja ogólnie unikałbym przenoszenia mechanizmów czy zjawisk ekologicznych na funkcjonowanie umysłu ludzkiego. Kaskady troficzne jesteśmy w stanie zaobserwować i eksperymentalnie nawet sprawdzić ich działanie. Drapieżnictwo w naszym umyśle raczej ciężko, jest to zagadnienie dla mnie bardziej filozoficzne, co nie zmienia faktu, że ciekawe
      Co do ekonomii, to analogia jest dosyć łatwa (jak dla mnie). Ekonomia zajmuje się gospodarowaniem ograniczonymi zasobami. Podobnie jest w przyrodzie, organizmy mają ograniczone zasoby i ta ich ograniczoność wymusza powstanie pewnych mechanizmów, które możemy próbować badać i opisywać. A ekonomia, wydaje się, że najlepiej działa jak jest najmniej przez człowieka (państwo) kontrolowana, podobnie w przyrodzie, tam kontroli nie ma, jest walka o przekazanie genów

      Dziękuję za komentarz tak w ogóle

      Usuń
    2. @hambet
      Wydaje mi się, że właśnie w poszukiwaniu relacji drapieżnik-ofiara wewnątrz umysłu kreuje się pewien dualizm. Do relacji drapieżnictwa potrzeba - co oczywiste - dwóch elementów, będących zresztą w relacji antagonistycznej. To, co proponujesz przyjąć za "drapieżnika", stawiasz tym samym poza umysłem, jako coś zewnętrznego. Przykładowo - zło jako coś, co zagraża umysłowi, ale jest poza nim. Tutaj rzeczywiście schodzimy już na dyskusję teologiczno-filozoficzne, bo chyba na tym poziomie moralności do biologii sprowadzić się nie da.
      Natomiast na poziomie umysłu można się dopatrywać relacji drapieżnictwa wśród memów. Memy mają to do siebie, że pewne cechy (zdolność do replikacji, różna łatwość rozprzestrzeniania się) pozwalają im "ewoluować". Nie ulega wątpliwości, że zachodzą też pomiędzy nimi różne interakcje.

      Usuń
    3. Oczywiście, że nie chodziło mi tu o "zbiologizowanie" umysłu, ale przedstawienie świadomości w rzucie z perspektywy biologii, jako ekosystemu składającego się z pewnych wzajemnie oddziałujących na siebie elementów(którymi mogłyby być memy, swoją drogą, bardzo dobry przykład tego jak biologia, ale także i inne nauki, przenikają się ze sobą wzajemnie i uzupełniają). Jeśli chodzi o dualizm, chodziło mi bardziej nie o stawianie czegokolwiek poza nawiasem umysłu/świadomości, ale właśnie o poszerzenie tego pojęcia, tak abyśmy nie musieli(na chwilę, w ramach eksperymentu myślowego) mówić o czymkolwiek co istniałoby poza świadomością, ale traktować świadomość jako ten właśnie ekosystem wzajemnie przenikających się relacji, w którym wszystko się zawiera. Jak Andrzej wspomniał, nie ma znaczenia dla dobra gatunku, czy jakieś jednostki w tym gatunku są w stanie się obronić przed drapieżnikiem czy nie, gatunek i tak przetrwa, bo znajdą się w nim takie osobniki, które będą miały pożądane cechy. Świadomość jest jak taki gatunek właśnie, zawsze przetrwa, nie ma znaczenia, a raczej niemożliwe jest, aby cokolwiek zagroziło jej z zewnątrz, ponieważ świadomość by być świadomością, musi wszystko w sobie zawierać i musi trwać(być w ciągłym ruchu, aktualizować się). Bardziej więc ciekawiłoby mnie dlaczego świadomość lęka się samej siebie, jakie formy(memy) czy struktury wewnątrz świadomości nie tyle zagrażają, o ile poprzez strach motywują świadomość do interakcji i ruchu. Drapieżca jest elementem ekosystemu i motywuje jego ruch, jeśli dobrze rozumiem mechanizmy "kaskady troficznej" ;)

      Usuń
    4. Ja bym wykazał dwa błedy w Twoim rozumowaniu. Po pierwsze nie powiedziałem, że gatunek i tak przetrwa (a jeżeli takie coś można wywnioskować z mojej wypowiedzi to przepraszam za wprowadzenie w błąd). Znamy przykłady gatunków, które wymarły, bo zwyczajnie ich strategie w pewnych warunkach okazały się złe. Więc wcale nie jest powiedziane, że gatunek przetra. Jeżeliby żadna antylopa nie miała genu "szybkiej ucieczki" lub gepardy nabyłyby gen "szybszej pogoni", a antylopy nie zdążyłyby sie przystosować, to można się spodziewać, że gepardy wyjedzą antylopy. Drugi błąd jaki widzę, to obawiam się, że postrzegasz ekosystem jako coś podobnego naszej swiadomości. Mnie się wydaje, że co jak co, ale nasz mózg pełni jakąś określoną funkcję i ma ściśle określone mechanizmy, które powlalają mu tę funkcję prawie idealnie spełniać. Jak coś nie gra to mamy do czynienia z chorobą i leczenie polega na, w pewnym sensie, naprawie zepsutego mechanizmu. Ekosystem jest przypadkowym układem osobników należących do różnych gatunków, które w konkretnych warunkach środowiskowych dążą do maksymalizacji swojego sukcesu rozrodczego, a jako, że mają wokół siebie mnóstwo innych podobnych obiektów to chcąc nie chcąc wchodzą z nimi w interakcje. Jedną z takich interakcji jest układ drapieżnik-ofiara (często wielopoziomowy - tak zwany łańcuch pokarmowy), który jeżli się zmieni jakiś tam czynnik (np. do układu dodamy jakiegoś drapieżnika lub odejmiemy jakiś inny element) powoduje powstanie "kaskady troficznej" i zmiany na poziomie całego ekosystemu. Mam nadzieję, że w miarę jasno przedstawiłem co miałem na myśli i że przy okazji nie wpadłem w "story telling" :)
      Co do memów to w sumie możliwe, że skoro działa na nie dobór (tak się zakłada) to mogą między nimi zachodzić interakcje takie jak drapieżnicwo, pasożytnictwo itp. Byłoby to ciekawe :)

      Usuń
    5. Widzę, że wchodzimy tu w dyskusje filozoficzne, więc myślę, że - pamiętając o tym - możemy sobie pozwolić na nieco luźniejsze analogie :) Z tym ryzykiem wymarcia gatunku Andrzej ma rację - nie ma mechanizmów "chroniących" z zewnątrz gatunek biologiczny przed wyginięciem, o ile osobniki w tym gatunku nie będą nadążały w wyścigu zbrojeń, to wyginą. Niemniej racją jest, że osobniki giną szybciej niż gatunki, i strata jednego osobnika nie ma większego znaczenia, liczy się "wypadkowa". Wyraźnie to widać, jeśli mówimy o jakiejś genetycznie determinowanej strategii. Na przykład, jeśli dany gen koduje zachowanie powodujące, że średnio 10 jego nosicieli zginie, ale jeden przeżyje i będzie miał 100 potomków, a inny gen - że wszyscy nosiciele przeżyją, ale będą mieli po jednym potomku, to startując od tej samej liczby nosicieli obu genów, gen pierwszy szybko uzyska przewagę, mimo że większość jego nosicieli zginie.
      Jeśli chodzi o te mechanizmy mózgu, to wydaje mi się Andrzeju, że one niekoniecznie są ściśle określone. Nie wiem, czy neurobiolodzy mogliby nam dać pewną odpowiedź na to pytanie, wszak mózg jest tak skomplikowany, że jeszcze wiele badań przed nami :) Ale jak dla mnie całkiem możliwe jest, że mózg to jest takie "hardware", na którym mogą się dziać różne niezdeterminowane procesy. Gdyby zresztą tak nie było, to ciężko byłoby mówić o wolnej woli, bo bylibyśmy po prostu maszynami reagującymi w dany sposób na dany bodziec.

      Zatem, hambet, proponujesz ujęcie umysłu jako pewnej całości składającej się z "modułów", np. memów, które między sobą mogą "walczyć" - czy tak? A czy możesz rozwinąć, co rozumiesz przez to, że "świadomość lęka się samej siebie"?
      Tak mi się wydaje, że zaczynam rozumieć co masz na myśli - że są jakieś elementy wewnątrz umysłu, które w jakiś sposób "zagrażając" mu czy będąc niepożądane, motywują go do zmiany i jakiejś, nazwijmy to, ewolucji :) Czy tak? Myślę, że to ciekawy pomysł, warto nad nim pomyśleć, choćby dla samego właśnie "rozruszania umysłu" :)

      Usuń
    6. Widzę, że się ciekawie robi :)
      Pisząc o tym, że mózgiem rządzą jakieś ściśle określone mechanizmy miałem na myśli po pierwsze nie miałem na myśli, że znamy te wszystkie mechanizmy, a po drugie chodziło mi o to, że mózg jest strukturą jakby nie było odmienną od ekosystemu. W mózgu bada się np. jakieś procesy i można je uogólniać na wszystkie mózgi (nawet nie jednego gatunku, ale np. wszystkich ssaków), a badając jeden ekosystem nie mamy pewności, czy w innym coś może zajść w ten sam sposób.
      Mózg możemy też choćby dokładnie określić i zdefiniować. Poza tym mózg powstał w ewolucji jako struktura zwiększająca dostosowanie jego posiadacza (nie wchodzę tu w ewolucję mózgu itp.) i w związku z tym pełni jakąś ściśle określoną funkcję i co więcej, bez niego dany osobnik nie może funkcjonować (więc jego obecność ma w sumie jakiś cel i sens). A to, że istnieją takie a nie inne ekosystemy jest dziełem przypadku, ekosystemy się zmieniają, zmienia się skład gatunkowy itp., a zniknięcie jakiegoś jednego ekosystemu nie stanowi znowu jakiejś strasznej tragedii dla biosfery jako ogółu. O to tylko mi chodziło jak pisałem, że mózg różni się mocno od ekosystemu.

      Usuń
  2. Andrzej ma rację pisząc, ze nie da się w skali 1:1 porównać ekosystemu do mózgu, ale też nie o taki porównanie mi chodziło. Zainteresowała mnie po prostu zależność poszczególnych elementów w ekosystemie, jakiekolwiek by te elementy nie były, zachowanie jednego wpływa na zachowanie drugiego, a raczej, definiuje je poprzez wytyczanie pewnych granic - drapieżnik ogranicza wolność ofiary, bo ofiara musi szukać takich miejsc gdzie drapieżnik albo nie poluje, albo w których łatwo przed nim uciec. Co więcej, nie wchodząc w szczegóły, wydaje się, ze zachowanie drapieżnika nadaje pewien rytm zachowaniu ofiary, i vice versa, występowanie ofiary oraz jej zachowanie, kształtuje "styl" życia drapieżnika. Uogólniając, i w ekosystemie i w świadomości znajdziemy elementy wzajemnie na siebie oddziałujące i wzajemnie siebie kształtujące. Jeżeli chodzi o przetrwanie gatunku, to oczywiście założyłem, że świadomość jest tym gatunkiem, który przetrwa mimo tego jak bardzo "zdegradowane" są jej elementy składowe. Np. choroba neurologiczna czy uszkodzenie mózgu nie powoduje, że świadomość nagle znika, ale się zmienia, restrukturyzowuje. Możemy przypuszczać, że nawet poważna choroba psychiczna nie powoduje zniknięcia świadomości, ale jej zniekształceni do stopnia niekomunikowalności z innymi. Ale powyższe dotyczy tylko fizycznego wymiaru świadomości. Świadomość jest gatunkiem, który zawsze przetrwa, ponieważ taka jest istota świadomości, ze musi trwać by być świadomością.

    Czego lęka się świadomość? Niczego innego jak samej siebie, bo nic poza świadomością istnieć nie może. Pytanie jest więc, dlaczego świadomość jest podzielona na elementy. Ile tych elementów jest? Co najmniej dwa. Tak samo jak drapieżnik określa ofiarę, a ofiara drapieżnika, tak samo świadomość musi samą siebie określać, by być świadomością, bo nic, nawet sama świadomość poza świadomością istnieć nie może, ale określenie to zawsze zagraża świadomości, bo jest od niej nadrzędne, pełniejsze, określeni ogarnia świadomość by ją określić, tak więc zagrożona świadomość aktualizuje się do określenie, aby przetrwać. Nieustannie się określając i ze strachu samoaktualizując, świadomość trwa, a jej istnienie jest determinowane przez ten pierwotny antagonizm. Masz rację Justyno, że aby coś zagrażało świadomości, musi, chociaż na chwilę, być poza świadomością. Ale ta chwila, kiedy świadomość jest poza samą sobą jest krótka, niczym pauza która dzieli czas na poszczególne sekundy. Może dlatego właśnie czas jest podzielony na sekundy ;)

    Jeżeli chodzi o same memy, mogą one ze sobą konkurować, ale tak naprawdę wszystko rozbija się o pierwotny konflikt przedstawiony powyżej, a raczej jest jego reiteracją. Człowiek, jak persona, musi się samoaktualizować, czyli określać samego siebie a potem stawać się tym co określił. Pewne wartości kulturowe, postawy, zapisane w formie memów, mogą ze sobą walczyć o miejsce w planie naszej persony. Nie każdy mem musi być zagrożony przez konkurenta. Ale gdy tak się dzieje, powstaje w nas pewien dysonans, konflikt wartości i dopóki nie rozstrzygniemy tego konfliktu, czyli dopóki nie nadamy któremuś memowi statusu nadrzędnego, dopóty będziemy trwać w niewygodnym dla nas stanie rozchwiania. I o ile świadomość w takim stanie trwać nie może, nasza persona aktualizuje się o wiele wolniej, więc i memy mogą pozostawać ze sobą w konflikcie.Myślę więc, że konflikt między memami nie jest fundamentalny dla istnienia świadomości, ale jest fundamentalny dla istnienia persony.

    OdpowiedzUsuń