http://www.nature.com/nature/journal/v407/n6803/full/407435a0.html
Atėjo metas
„Įdomiajai biologijai“ ir šįkart skaitytojo siūlyta tema apie matematikos taikymą
biologijos moksluose.
Iš pirmo
žvilgsnio, matematika ir biologija neatrodo labai sietini mokslai, tiesa? Bet
ar tikrai?
Prie progos, šiek
tiek parašysiu apie matematiką, kurią mokiausi universitete. Pradėjom nuo
matricų. Net pati nesupratau, ar aš tiesiog nesupratau pačio dalyko esmės, ar
tikrai ši disciplina buvo mums įdėta tik dėl vaizdo. Kodėl mes tą mokėmės, man
neaišku iki šiol, nors esu trečiame kurse. Toliau buvo išvestinės, integralai
ir diferencialinės lygtis. Dabar jau supratau, ką mokėmės, bet ir vėl kyla
klausimas, kodėl mes tą mokėmės? :D Gal tiesiog loginiam mąstymui ugdyti,
nežinau...
Bet tema apie tai,
kas sietina su biologija. Taigi pereinam prie kitų mano turėtų disciplinų –
statistikos, tikimybių, o vėliau biometrijos (kas iš esmės yra biostatistika).
Kodėl mokėmės šių dalykų – pagaliau supratau :D Darant eksperimentus, tikrai
neapsieinama be statistikos. Įvairūs duomenys, kaip vidurkis, standartinis nuokrypis,
pasikliautinieji intervalai ir kiti, parodo tikrai daug, planuojant ir vėliau analizuojant
eksperimentą. Bet ir vėl, daugiau naudos kaip biologai turėjom iš pačių biologų
dėstytos statistikos (biometrijos), nei iš matematikų. Todėl ir vėl man kyla klausimas,
kodėl mes turėjom 2 statistikas – „paprastą“ ir bio? Kreditų švaistymas? Geriau
įsikirstumėm dalyką?
O dabar rimčiau. Prieš
pradedant daugiau domėtis šia tema, būčiau galėjus pasakyti, kad biologijoje
taikoma tik statistika. Tad gal ir gerai, kad buvo pasiūlyta tokia tema, nes
sužinojau apie tai, ko galbūt nebūčiau pagalvojus ar pasidomėjus.
Benaršydama,
radau, kad kai kurie užsienio universitetai siūlo studijų programas, tokias
kaip matematikos biologija (Mathematical biology). Šios studijų
programos studentai mokosi apie matematinį biologijos ir fiziologijos problemų
sprendimų modeliavimą. Tai viena iš sparčiausiai vystomų matematikos sričių. Ji
ne tik padeda biologijos mokslui, bet kartu kuria naujus matematinius
klausimus.
https://dreamerbiologist.wordpress.com/2015/02/14/is-systems-biology-the-string-theory-of-biology/
Tai man priminė
šiek tiek girdėtą mokslą, kuris vadinasi sisteminė
biologija. Iš esmės, tai mokslas apie biologines sistemas, kaip jos veikia,
ir spėjimus, kaip jų veikimas gali kisti per laiką, priklausomai nuo sąlygų.
Ties būtent spėjimų vieta didelės reikšmės turi matematika, galinti teoriškai
paskaičiuoti tam tikrus veikimo modelius. Taip pat, matematinių žinių pagalba
galima kurti naujus teorinius biologinių sistemų modelius. Vėliau tie modeliai
gali būti tikrinami biologiškai ir žiūrima, ar tai iš tikro vyksta gyvuose
organizmuose.
Gal besimokant
sisteminę ar matematikos biologiją, pirmame kurse turėtos matricos ir
išvestinės yra naudingos :D
https://www.quora.com/Do-you-agree-there-is-hierarchy-of-knowledge-of-math-physics-chemistry-and-biology-while-the-rest-humanitys-subjects-are-simply-playing-with-words
Siūlykit savas temas, kurios pateks į mano blogą :)
Iki kito susitikimo :)
chekas
Informacijos šaltiniai:
- http://www.gla.ac.uk/schools/mathematicsstatistics/research/maths/mathbio/
- https://www.systemsbiology.org/about/what-is-systems-biology/
P.S. All foreign readers are now able to translate a blog with a button on the right side of the blog :)
Pradėsiu nuo paprasto, bet akivaizdaus argumento sukūrimo versijos naudai. Jeigu kažko iškart nesuprasite, nenusiminkite, – tiesiog nuosekliai skaitykite visą tekstą iš eilės.
AtsakytiPanaikintiSALRIDKOPPOMBULBU...
10010110100011001011110...
ATGGGGACTAAATTCTCC...
Visos trys aukščiau esančios eilutės šiuo metu yra atsitiktinės ženklų sekos, – trys skirtingų ženklų rinkiniai neturintys jokios prasmės. Pirma eilutė – atsitiktinė lietuviškų raidžių rikiuotė. Raidės – ženklų rūšis, turinti garsinį atitikmenį, aš galiu ir parašyti liūtas, ir pasakyti liūtas. Antra eilutė – mašinų kalbos analogija sudaryta iš dviejų skaitmeninių ženklų: nulio ir vieneto. Trečia eilutė – realaus DNR kodo imitacija, užrašyta keturiais skirtingais cheminiais ženklais –nukleotidais: A, T, C, G.
Raides naudojame visi ir mokame šiems ženklams suteikti prasmę. 0 ir 1 sekoms prasmę suteikia programuotojai.
Svarbu suvokti štai ką: ne pačios raidės ir ne patys nuliai su vienetais generuoja prasmę. Ne vinilinės plokštelės mikronelygumai sukuria dainą ar muziką. Tai mūsų intelektas šitais ženklais ar mikroskopiniais nelygumais užrašo tą informaciją kurią norime išsaugoti ir perduoti. Logiška, kad ir keturių skirtingų nukleotidų (A, T, C, G) sekai prasmę tikrame genome galėjo suteikti tik aukščiausio lygio Intelektas, mokantis kurti gyvybę. JO dieviškas programavimo lygis žmogui dar yra nepasiekiamas.
Be išorinio informacijos šaltinio, be sąmoningo intelekto pastangų (savaime), nė viena ženklų eilutė neįgis prasmės. Ženklų eilutės tampa informacija tik tuomet, kai reikšmę joms suteikia protas.
Nemokantis rašyti mažas vaikas arba automatas, atsitiktine tvarka rikiuojantis raides, niekada nesudėlios teksto iš dešimties sakinių, o ką jau bekalbėti apie visą knygą. Tik programuotojai ir inžinieriai iš milijonų tranzistorių (galinčių turėti arba nulio, arba vieneto būseną) sukuria veikiančius kompiuterių procesorius. Logiška, kad be informacijos šaltinio, be Intelekto pastangų negalėjo susidėlioti ir nepalyginamai sudėtingesnė gyvybės programa. Mokyti, kad knyga, skaitmeninis procesorius ar genomas atsirado be informacijos šaltinio – loginė klaida arba norimo priėmimas už tikrovę.
Poetas rašo eilėraštį, programuotojas renka kalkuliatoriaus mikroschemą, Intelektas kuria tokias tobulas biomašinas, kurios sugeba pačios atsivesti biomašiniukus (dauginasi). Šių dienų pažangiausias mokslas negali sukurti „aifono“ (išmaniojo Apple kompanijos telefono), kuris pats pasigamintų mažus „aifoniukus“. Bet materialistinės pasaulėžiūros propaguotojai aklai tiki, ir įtikinėja kitus, kad nepalyginamai sudėtingesnė gyvybės dauginimosi programa, užrašyta keturiais skirtingais nukleotidais, atsirado pati savaime, be jokių proto pastangų.
AtsakytiPanaikintiSuprantu, kad tai iškart suvokti nėra lengva, todėl parinkau pavyzdžius, rodančius kokios neribotos yra galimybės informaciją užrašyti ne tik raidėmis, ne tik nuliu ir vienetu, ne tik vinilinės plokštelės mikronelygumais.
Bet kokią mintį, pvz., Žemė yra apvali galima užrašyti kinų hieroglifais, išbraižyti šumerų dantiraščiu molinėje lentelėje. Jeigu Jums iš toliau parodyčiau Brailio raštą pagalvotumėte, jog tai tiesiog tuščias popieriaus lapas. Iš tikrųjų jis pilnas milimetrinių pūslelių (šiurkštus). Aklieji lengvai apčiuopia iš nelygumų sudėliotus ženklus ir skaito pirštais. Kurtieji bendrauja gestais ir mimika. Informacijai užrašyti tinka bet kokia materiali laikmena.
„2012 metais komanda, vadovaujama Georgo Churcho iš Harvardo medicinos mokyklos, į DNR kalbą išvertė mokslinę knygą, turinčią 53 000 žodžių ir 11 paveikslėlių. Komanda knygą užkodavo dvejetainiu kodu. Adeninu ir citozinu kodavo nulį, o guaninu ir timinu – vienetą.“ (Marcus Chown. Kaip paprastai paaiškinti PASAULĮ. V. 2014. P. 314.) Knyga gavosi maždaug bakterijos DNR ilgio. Besidaugindamos bakterijos padarė 70 mlrd. tos knygos kopijų. Visos bakterijos su knygomis tilptų viename vandens laše. (Pagal ten pat). Adeninas, citozinas, guaninas ir timinas yra nukleotidai.
Marcus Chown turiu tris pastabas. Nėra DNR kalbos, kaip nėra raidžių ar dantiraščio kalbos – DNR yra tik priemonė informacijai užrašyti. Aiškiau suformuluota mintis skambėtų taip: knygą ne užkodavo, bet užrašė DNR struktūra (nukleotidais). Tiksliau sakyti „ne užkodavo dvejetainiu kodu“, nes tai lingvistinis perteklius – sviestas sviestuotas. Bet keturių ženklų sistemą pakeitė dviejų ženklų sistema.
Knygą, pateiktą nukleotidų sekos pavidale, Jūs, žinoma, plika akimi neperskaitysite, bet tai nereiškia, kad šitos informacijos nėra arba, kad nukleotidais neįmanoma užrašyti teksto ar paveikslėlių. Kiekviena jūsų kūno ląstelė ir visos jos funkcijos yra aprašytos būtent tokiu būdu.
Mokslinė informacija nukleotidais neužsirašė pati savaime, tam reikėjo knygos autorių ir Harvardo mokslininkų jungtinio intelekto pastangų.
Dabar atkreipkite dėmesį į patį svarbiausią niuansą: nukleotidams buvo suteikta mokslinės knygos prasmė, o ne atvirkščiai! Nukleotidai savaime nesugeneravo tokią prasmę! Vadinasi tie patys nukleotidai negalėjo susidėlioti ir į gyvybės prasmę, –tokią prasmę jiems kažkas turėjo suteikti iš šalies. Prasmė ženklams suteikiama ne chaotiškai, o pagal griežtą loginę sistemą, pagal konkretų kodą. Skaitydami toliau suprasite pagal kokias taisykles 0 ir 1 sekoms suteikiama visų skaičių reikšmė arba nukleotidų sekoms suteikiama visų baltymų reikšmė.
Georgo Churcho ir jo komanda keturių skirtingų nukleotidų sekai suteikė mokslinės knygos prasmę, o Dievas tų pačių nukleotidų (ženklų) sekai suteikė gyvybės (baltymų sintezės) prasmę.