onsdag 6. april 2011

Genetisk entropi, del 6. En nærmere titt på støy

Problemene er mye verre en du tror!
Hvis du vil motta et radiosignal, må du begrense støy, eller atmosfæriske forstyrrelser. Hvis det er et forstyrrende signal, vil meldingen gå tapt. Hvis myndighetene ikke regulerer den tillatte frekvensen for hver radiostasjon, vil de raskt bli støy for hverandre (flere programmer på samme frekvens). Radioforstyrrelser kan komme av flere ting: Andre programmer på samme frekvens, sollys, kosmisk stråling, skyer, elektriske motorer i nabolaget, walkie-talkieer osv... Uansett innebærer støy tap av informasjon. Et svakt signal blir lettere ødelagt av støy. Et lavt signal-til-støy forhold vil alltid bety tap av informasjon. Når vi mottar signal + støy, hjelper det ikke å skru opp lyden, det bekjemper ikke støyen.
I genetikken blir ofte signal-til-støy uttrykt som ”arveegenskaper”. Arveegenskapen er den viktige forskjellen mellom genotype og fenotype (individet). Hvis en egenskap har høye arveegenskaper, vil det være enkelt å utvelge denne egenskapen. Ikke-arvelige egenskaper skyldes mer individets miljø, oppvekst osv, og er kilden til støy i utvelgelsen. F. eks er intelligens en kombinasjon av arvelige gener og miljø. Dette gjelder også høyde, vekt, hurtighet osv. Når arveegenskapen er ”1”  for en egenskap, er den egenskapen 100%  arvelig (f.eks blodtype), og ikke påvirket av miljø. Når arveegenskapen er ”0” for en egenskap (f.eks en tattovering), har den ingenting med arv å gjøre. En egenskap som høyde har arvelighet på 0.3. Det betyr at 30% av variasjonene vi ser i høyde, skyldes (velgbare) arvelige variasjoner.
Men for en kompleks egenskap som fitness, er arveegenskapene svært lave. Kanskje så lav som 0.004, og kan nå 0. Dette er fordi total fitness kombinerer alle de forskjellige typer av støy, fra alle aspektene ved individet.
Dette betyr at nesten all variasjon i individuell fitness, skyldes ikke-arvelige effekter. Lave arveegenskaper betyr at å velge vekk ”dårlige” individ, virker veldig lite på å velge vekk dårlige genom. Lave arveegenskaper nøytraliserer effekten av naturlig utvelgelse.
Hva er involvert i den ”ikke-arvelige” delen av fitness?
1. Miljømessige variasjoner (50%)
2. Miljøforandringer (25%)
3. Ikke-arvelige genetisk variasjon (25%)
Fitness har altså et signal-til-støy forhold på 1:250 (0.4%). Eller sagt på en annen måte: 99.6% av utvelgelse for fitness vil være totalt bortkastet.
Hvis vi har en egenskap, som fitness (dugelighet), som har lav arveegenskap, og vi har en art med lav fruktbarhet, som mennesket, ser vi at bare en mikroskopisk del av befolkningen kan bli brukt til effektiv utvelgelse. Hvis vi kan eliminere 16% av befolkningen, og bare 0.4% av den utvelgelsen er effektiv, da kan bare 0.07% av befolkningen bli brukt til effektiv eliminasjon. Med andre ord, mindre enn 1 av 1.000 personer er tilgjengelig for effektiv eliminasjon av alle skadelige mutasjoner, og for evt. fastsettelse av nyttige mutasjoner.
En annen kilde til støy er tilfeldig utvelgelse.
Moder jord har ikke en terskel for hvem som får reprodusere. Dette skjer stort sett helt tilfeldig. Veldig ofte reproduserer den underlegne, mens den overlegne ikke gjør det. Tilfeldig overlevelse/reproduksjon er støy. Den ”heldigste” overlever. Systematisk sortering er så og si fraværende. Dette er støy som kommer i tillegg til nevnte arvestøy over. Konsekvensene av all denne støyen er at ”nesten nøytral” boksen i grafen må utvides.

Støyproblemet resulterer i at de fleste ”utvelgelsespengene” som blir brukt er totalt bortkastet. Dette øker kostnaden for utvelgelse kraftig, og øker den begrensningen ”kostnadene” legger på et utvelgelsessenario.

La oss gå tilbake til analogien om den lille røde vognen.

Forestill deg en situasjon der vognens kvalitet, skyldes mer ”håndverksfeil” enn feil i instruksjonsboken. Da vil kvalitetskontrolløren kaste bort tiden, ved å velge ut fra ”ikke-arvelige” egenskaper.
Eller prinsessen og erten paradokset, der madrassene i tillegg er fyllt med masse klumper (i ertestørrelse).
Når vi legger til støy, blir alle disse absurde eksemplene, enda med umulig.
Når støy, naturkatastrofer og flaks/uflaks overstyrer naturlig utvelgelse, da garanterer det degenerering og evt utryddelse.

Del 7. Kan mennesket redde seg selv?

Ingen kommentarer:

Legg inn en kommentar