Теория систем развития

Теория систем развития ( ТСР ) представляет собой всеобъемлющий теоретический взгляд на биологическое развитие , наследственность и эволюцию . Он подчеркивает общий вклад генов , окружающей среды и эпигенетических факторов в процессы развития. DST, в отличие от традиционных научных теорий, не используется напрямую для прогнозирования результатов экспериментов; он рассматривается как собрание философских, психологических и научных моделей развития эволюции и вместо этого . В целом эти модели доказывают неадекватность современного эволюционного синтеза роли генов и естественного отбора как основного объяснения живых структур . Теория систем развития охватывает широкий спектр позиций, которые расширяют биологические объяснения развития организмов и считают современную эволюционную теорию ошибочным представлением о природе живых процессов.

Обзор

Все версии теории систем развития придерживаются мнения, что:

• Все биологические процессы (включая эволюцию и развитие) происходят путем постоянного создания новых структур.
• Каждая такая структура превосходит структуры, из которых она возникла, и имеет свои систематические характеристики, информацию, функции и законы.
• И наоборот, каждая такая структура в конечном итоге несводима к какому-либо более низкому (или более высокому) уровню структуры и может быть описана и объяснена только в своих собственных терминах.
• Более того, основные процессы, посредством которых протекает жизнь в целом, включая эволюцию , наследственность и развитие отдельных организмов, могут быть объяснены только путем включения гораздо большего количества слоев структуры и процессов, чем традиционные концепции « гена » и « окружающей среды ». обычно позволяют.

Другими словами, хотя теория систем развития и не утверждает, что все структуры равны, она фундаментально противостоит редукционизму всех видов. Короче говоря, теория систем развития стремится сформулировать точку зрения, которая не предполагает причинного (или онтологического ) приоритета какой-либо конкретной сущности и тем самым поддерживает объяснительную открытость на всех эмпирических фронтах. Например, существует решительное сопротивление широко распространенным предположениям о том, что можно с полным основанием говорить о генах, «определяющих» определенные фенотипические признаки, или что адаптация состоит из эволюции, «формирующей» более или менее пассивные виды, в отличие от адаптации, состоящей из активного отбора организмов. определение, формирование и часто создание своих ниш.

Теория систем

Шесть тем DST

1. Совместная детерминация по множеству причин: Развитие является продуктом множества взаимодействующих источников.
2. Контекстная чувствительность и непредвиденные обстоятельства: развитие зависит от текущего состояния организма.
3. Расширенное наследование: организм помимо генов наследует ресурсы окружающей среды.
4. Развитие как процесс строительства: организм помогает формировать свою собственную окружающую среду, например, как бобр строит плотину, чтобы поднять уровень воды, чтобы построить домик.
5. Распределенный контроль: Идея о том, что ни один источник влияния не имеет центрального контроля над развитием организма.
6. Эволюция как конструкция: эволюция всей системы развития, включая целые экосистемы, частями которых являются данные организмы, а не только изменения конкретного существа или популяции.

метафора

Используя метафору вычислений, редукционисты (которым выступает теория систем развития) предполагают, что причинные факторы можно разделить на «процессы» и «данные», как в гарвардской компьютерной архитектуре . Данные (входные данные, ресурсы, контент и т. д.) необходимы всем процессам и часто должны находиться в определенных пределах, чтобы рассматриваемый процесс имел «нормальный» результат. Однако сами по себе данные беспомощны для достижения такого результата, в то время как процесс может быть «удовлетворен» значительным набором альтернативных данных.

Теория систем развития, напротив, предполагает, что различие процесса и данных в лучшем случае вводит в заблуждение, а в худшем случае совершенно ложно, и что, хотя по очень конкретным прагматическим или теоретическим причинам может быть полезно рассматривать структуру то как процесс, а теперь как datum, всегда существует риск (которому обычно поддаются редукционисты), что это методологическое удобство будет превращено в онтологический вывод. Фактически, для сторонников DST, либо все структуры являются одновременно процессами и данными, в зависимости от контекста, либо, что еще более радикально, ни одна структура также не является таковой.

асимметрия

Для редукционистов существует фундаментальная асимметрия между различными причинными факторами, тогда как для DST такая асимметрия может быть оправдана только конкретными целями, и они утверждают, что многие из (обычно невысказанных) целей, ради которых были приписаны такие (обычно преувеличенные) асимметрии, являются научно незаконными. . Таким образом, для теории систем развития многие из наиболее широко применяемых, асимметричных и вполне обоснованных различий, которые проводят биологи (между, скажем, генетическими факторами, которые создают потенциал, и факторами окружающей среды, которые выбирают результаты, или генетическими факторами детерминации и факторами окружающей среды реализации), получают свое признание. легитимность обусловлена ​​концептуальной ясностью и спецификой, с которой они применяются, а не тем, что они раскрывают глубокую и непреложную онтологическую истину о биологической причинности. Одну проблему можно решить, изменив направление причинно-следственной связи, правильно идентифицированное в другой. Такое равенство трактовок особенно важно при сравнении эволюционных и эволюционных объяснений одного и того же признака организма.

Подход летнего времени

Одним из результатов этого подхода является то, что теория систем развития также утверждает, что то, что наследуется от поколения к поколению, — это гораздо больше, чем просто гены (или даже другие элементы, такие как оплодотворенная зигота, которые также иногда признаются). В результате большая часть концептуальной основы, оправдывающей модели « эгоистичных генов », рассматривается теорией систем развития не просто как слабая, но и фактически ложная. Мало того, что основные элементы окружающей среды создаются и наследуются так же материально, как любой ген, но и активные модификации окружающей среды организмом (например, термитник или бобровая плотина), очевидно, становятся основными факторами окружающей среды, к которым обращена будущая адаптация. Таким образом, как только термиты начали строить свои монументальные гнезда, будущие поколения термитов должны адаптироваться к условиям жизни в этих самых гнездах.

Это наследование может принимать разные формы и действовать на разных уровнях, при этом гены дополняются множеством систем наследования. От положения и влияния матери на экспрессию генов к эпигенетическому наследованию к активному строительству и передаче из поколения в поколение устойчивых ниш, Теория систем развития утверждает, что не только наследование, но и эволюцию в целом можно понять, только принимая во внимание гораздо более широкий круг «воспроизводителей» или «систем наследования» – генетических, эпигенетических, поведенческих и символических. – чем «атомные» гены неодарвинизма и геноподобные «репликаторы». ДСТ рассматривает каждый уровень биологической структуры как подверженный влиянию со стороны всех структур, которыми он окружен, будь то сверху, снизу или в любом другом направлении. знаменитые утверждения, не в последнюю очередь «центральная догма» менделевской генетики, любая прямая детерминация фенотипа генотипом и само представление о том, что любой аспект биологической (или психологической, или любой другой более высокой формы) деятельности или опыта способен к прямому или исчерпывающему генетическое или эволюционное «объяснение».

Теория систем развития явно радикально несовместима ни с неодарвинизмом, ни с теорией обработки информации. В то время как неодарвинизм определяет эволюцию в терминах изменений в распределении генов, возможность того, что эволюционно значимые изменения могут возникнуть и поддерживаться без какого-либо непосредственно соответствующего изменения в частотах генов, является элементарным предположением теории систем развития, точно так же, как «объяснение» неодарвинизма феноменов репродуктивной приспособленности считается фундаментально поверхностным. Даже широко распространенное механистическое уравнение «гена» с определенной последовательностью ДНК было поставлено под сомнение. как и аналогичные интерпретации эволюции и адаптации.

Аналогичным образом, полностью общие, функциональные и противоразвитые модели, предлагаемые теорией обработки информации, подвергаются всестороннему сомнению доказательствами DST, согласно которым ничто не может быть объяснено без явного структурного анализа и анализа развития на соответствующих уровнях. В результате то, что квалифицируется как «информация», полностью зависит от содержания и контекста, из которого эта информация возникает, в рамках которого она переводится и к которому она применяется.

Критика

Философ Невен Сесардич , хотя и не пренебрегает теорией систем развития, утверждает, что ее сторонники забывают, что роль между уровнями взаимодействия в конечном итоге является эмпирической проблемой, которую нельзя решить путем априорных предположений; Сесардич отмечает, что, хотя возникновение рака легких — это очень сложный процесс, включающий совместное действие многих факторов и взаимодействий, вполне разумно полагать, что курение влияет на развитие рака легких. Таким образом, хотя процессы развития очень интерактивны, контекстно-зависимы и чрезвычайно сложны, неверно делать вывод, что основные эффекты наследственности и окружающей среды вряд ли можно найти в «беспорядке». Сесардич утверждает, что идея о том, что изменение эффекта одного фактора всегда зависит от того, что происходит с другими факторами, является эмпирическим утверждением, а также ложным; например, бактерия Bacillus thuringiensis производит белок, токсичный для гусениц. Гены этой бактерии были помещены в растения, уязвимые для гусениц, и насекомые умирают, когда поедают часть растения, поскольку они потребляют токсичный белок. Таким образом, подходы к развитию должны оцениваться в каждом конкретном случае, и, по мнению Сесардича, летнее время мало что предлагает, если рассматривать его только в общих чертах. Наследственный психолог Линда Готфредсон отличает «ошибку так называемого «интеракционизма»» от технического использования взаимодействия гена и окружающей среды для обозначения неаддитивного воздействия окружающей среды, обусловленного генотипом. Чрезмерное обобщение «интеракционизма» не может сделать бессмысленными попытки выявить генетический и экологический вклад. В то время как поведенческая генетика пытается определить части вариаций, обусловленных генетикой, теория экологического развития, такая как DST, пытается определить типичный ход человеческого развития и ошибочно приходит к выводу, что общая тема легко меняется.

Другой аргумент Сесардича противоречит другому утверждению DST о невозможности определить вклад влияния признака (генетического или окружающей среды). Из этого обязательно следует, что признак не может быть причинно связан с окружающей средой, поскольку гены и среда в DST неразделимы. Тем не менее, DST, критически относящийся к генетической наследственности, выступает за исследования воздействия окружающей среды, ориентированные на развитие, что является логическим противоречием. Барнс и др. выступили с аналогичной критикой, отметив, что врожденная человеческая способность к языку (глубоко генетическая) не определяет конкретный язык, на котором говорят (контекстуально-средовой эффект). Тогда в принципе возможно разделить влияние генов и окружающей среды. Точно так же Стивен Пинкер утверждает, что если гены и окружающую среду на самом деле невозможно разделить, то носители языка имеют детерминированную генетическую предрасположенность к изучению определенного родного языка при воздействии на него. Хотя идея о взаимодействии генов и окружающей среды кажется согласующейся, Пинкер утверждает, что, тем не менее, это абсурдная позиция, поскольку эмпирические данные показывают, что происхождение не влияет на овладение языком — эффекты окружающей среды часто можно отделить от генетических.

теории

Теория систем развития не представляет собой узко определенный набор идей, и границы с соседними моделями проницаемы. Известные связанные идеи (с ключевыми текстами) включают:

• Эффект Болдуина
• Эволюционная биология развития
• Нейронный дарвинизм
• Вероятностный эпигенез
• Реляционные системы развития

См. также

• Теория систем
• Сложная адаптивная система
• Психобиология развития
• Диалектический биолог - книга Ричарда Левинса и Ричарда Левонтина 1985 года , в которой описывается схожий подход.
• Живые системы

Ссылки

Библиография

• Болдуин, Дж. Марк (23 августа 1895 г.). «Сознание и эволюция» . Наука . 2 (34): 219–223. Бибкод : 1895Sci.....2..219B . дои : 10.1126/science.2.34.219 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   17835006 .

Перепечатано как: Болдуин, Дж. Марк (1896). «Психология» . Американский натуралист . 30 (351): 249–255. дои : 10.1086/276362 . ISSN   0003-0147 . JSTOR   2452622 .

Болдуин, Дж. Марк (1896). «Новый фактор эволюции». Американский натуралист . 30 (354): 441–451. дои : 10.1086/276408 . ISSN   0003-0147 . JSTOR   2453130 . S2CID   7059820 .

Болдуин, Дж. Марк (1896). «Новый фактор эволюции (продолжение)» . Американский натуралист . 30 (355): 536–553. дои : 10.1086/276428 . ISSN   0003-0147 . JSTOR   2453231 .

Болдуин, Дж. Марк (1902). Развитие и эволюция . Нью-Йорк: Макмиллан . Проверено 1 января 2020 г.

• Докинз, Р. (1976). Эгоистичный ген . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.
• Докинз, Р. (1982). Расширенный фенотип . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
• Ояма, С. (1985). Онтогенез информации: системы развития и эволюция. Дарем, Северная Каролина: Издательство Университета Дьюка.
• Эдельман, генеральный директор (1987). Нейронный дарвинизм: теория отбора групп нейронов . Нью-Йорк: Основные книги.
• Эдельман, Г.М. и Тонони, Г. (2001). Сознание. Как разум становится воображением . Лондон: Пингвин.
• Гудвин, Британская Колумбия (1995). Как леопард изменил свои пятна . Лондон: Орион.
• Гудвин, Британская Колумбия и Сондерс, П. (1992). Теоретическая биология. Эпигенетический и эволюционный порядок сложных систем . Балтимор: Издательство Университета Джонса Хопкинса.
• Яблонка Э. и Лэмб М.Дж. (1995). Эпигенетическая наследственность и эволюция. Ламаркианское измерение . Лондон: Издательство Оксфордского университета.
• Кауфман, С.А. (1993). Истоки порядка: самоорганизация и отбор в эволюции . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
• Левинс Р. и Левонтин Р. (1985). Диалектический биолог . Лондон: Издательство Гарвардского университета.
• Левонтин, Ричард К. (2000). Тройная спираль: ген, организм и окружающая среда . Издательство Гарвардского университета. ISBN  0-674-00159-1 .
• Нойманн-Хельд, EM (1999). Ген мертв – да здравствует ген. Конструктивистский взгляд на гены. В П. Козловском (ред.). Социобиология и биоэкономика: теория эволюции в экономическом и биологическом мышлении, стр. 105–137. Берлин: Шпрингер.
• Ояма, Сьюзен ; Гриффитс, Пол Э .; Грей, Рассел Д. , ред. (2001). Циклы случайностей: системы развития и эволюция . МТИ Пресс. ISBN  9780262150538 .
• Готфредсон, Линда (2009). «Логические ошибки, используемые для отклонения доказательств проверки интеллекта». В Фелпсе, Ричард П. (ред.). Исправление заблуждений относительно образовательных и психологических тестов (1-е изд.). Американская психологическая ассоциация. ISBN  978-1-4338-0392-5 .
• Уоддингтон, Швейцария (1957). Стратегия генов . Лондон: Аллен и Анвин.

Дальнейшее чтение

• Депью, DJ и Вебер, BH (1995). Дарвинизм развивается. Системная динамика и генеалогия естественного отбора . Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
• Эйген, М. (1992). Шаги навстречу жизни . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
• Грей, Р.Д. (2000). Эгоистичные гены или системы развития? В Сингхе Р.С., Кримбасе С.Б., Поле Д.Б. и Битти Дж. (2000). Размышления об эволюции: исторические, философские и политические перспективы . Издательство Кембриджского университета: Кембридж. (184-207).
• Кестлер А. и Смитис-младший (1969). За пределами редукционизма . Лондон: Хатчинсон.
• Лерман, Д.С. (1953). Критика теории инстинктивного поведения Конрада Лоренца. Ежеквартальный обзор биологии 28: 337–363.
• Телен Э. и Смит Л.Б. (1994). Динамический системный подход к развитию познания и действий . Кембридж, Массачусетс: MIT Press.

Внешние ссылки

• Уильям Бектел, презентация «Теория систем развития и не только» , зима 2006 г.