De functie van mutaties
 

n.a.v. een discussie op de laatste twee pagina's van het topic 'wat vinden jullie van homo's?' (inmiddels 500 reacties en geen nieuw topic) in subforum seksualiteit wil ik graag dit onderwerp aankaarten.

twee mensen (Uice en duivelaartje) beweerden dat mutaties geen doel hebben (in eerste instantie begon uice erover dat ze geen nut hebben, maar toen 'verbeterde' hij zichzelf door het woordje 'nut' te vervangen door 'doel')

enfin, zij gebruikten hiervoor het argument dat mutaties geen bewustzijn (achter zich) hebben en daarom geen doel dienen. met deze statement ben ik het overigens niet eens, denk bijvoorbeeld aan een script met als programma om zichzelf oneindig te dupliceren.. er is hier geen sprake van bewustzijn, echter is het doel zeker van dupliceren,
of neem simpelweg een machine, de machine is gemaakt voor een bepaald doel en heeft daar geen bewustzijn voor nodig.

maarja afgezien van dat moge het bekend zijn dat mutaties geen reactie zijn van de omgeving op het organische wezen, maar reacties vanuit het wezen op de omgeving (zowel intern als extern.)
bepaalde bouwstenen van een wezen reageren dus op de omgeving van het wezen, met als gevolg het ontstaan van mutaties. dit kan plaatsvinden in het lichaam van het wezen zelf of in de genetische code van de geslachtscellen die het wezen produceert.

ik wil graag een verklaring anders dan dat hier (natuurlijke) selectie achter schuil gaat (wat dus duidt op een doel.)

huidige conclusie, mutaties hebben het doel/de functie het wezen of de geslachtscellen van het wezen aan te passen. dit kan zowel positieve als negatieve aanpassingen tot gevolg hebben ten opzichte van de overlevingskansen. er is sprake van (natuurlijke) selectie.

http://www.pipelinedrugs.com/biotech...f-mutation.png

Als je wil kijken naar het wel of niet hebben van nut/doel (ik noem dit nu even doel) van mutaties, ga je gewoon simpelweg terug naar chemische selectie van zelf-replicerende chemische verbindingen (proto-DNA). Je moet je hierbij voorstellen dat je zelf-replicerende DNA structuren in een hoge concentratie zuren, basen en andere verbindingen hebt (oersoep). In deze soep worden voortdurend moleculen afgebroken en gerepliceerd.

Dit betekend dat het snelst replicerende DNA molecuul uiteindelijk dominant wordt en blijft totdat er iets beters/snellers/sterkers is. Totdat de groeisnelheid van het ene molecuul het andere overstijgt.

In dit milieu, net als in alle andere situaties, komen mutaties voor. Deze mutaties brengen geen, negatieve of positieve verandering in de positie van de moleculen en hun mogelijkheid om zich te repliceren (ten opzichte van hun afbraaksnelheid). Dit zorgt er dus voor dat uiteindelijk een positieve mutatie zal leiden tot dominantie van dat nieuwe molecuul (andere effecten even uit buiten beschouwing latend).

Bedenk hierbij dat het niet het DOEL van het molecuul is om zich te repliceren. Dat kan het toevallig dus dat gebeurd ook. Als het zich niet kon repliceren is dat ook gewoon zo, maar dat molecuul valt uiteindelijk weer uit elkaar. Dus dat vernietigd je eerste conclusie. Er zit geen doelbewuste replicatie programmering in DNA moleculen.

Dan gaan we verder naar biologische organismen. Dit ligt iets ingewikkelder, omdat de DNA moleculen langer, ingewikkelder en veelzijdiger worden. Dit betekend dat de regels van het uiteindelijke effect veranderen. De basisprincipes veranderen niet. Dit betekend dat als een bepaald molecuul de mogelijk om zich snel te repliceren verliest, het niet direct verdwijnt omdat zijn voortbestaan ook afhangt van andere replicaties (denk bijvoorbeeld aan Messenger RNA (mRNA) dat zichzelf niet repliceert, maar wel bestaat).

De hoeveelheid mutatie die het molecuul kan doorstaan is in principe hoog. In de oersoep heeft alles gewoon vrij spel. In een organisme worden deze moleculen meer vastgelegd. Dit is allemaal ge-evolueerd, wat betekend dat het uiteindelijk stap voor stap met kleine toevallige mutaties is ontstaan. Deze mutatie-verminderende stappen zijn blijkbaar nuttig geweest voor de ultime replicatie snelheid van het genoom, maar niet met het doel om die replicatie snelheid te verhogen.

Tot nu toe is het redelijk simpel, maar toch een samenvatting voordat we echt flink de diepte in gaan:
- DNA en RNA zijn moleculen met de eigenschap dat ze zichzelf kunnen repliceren als de juiste bouwstenen aanwezig zijn.
- Mutaties kunnen de replicatiesnelheid van deze moleculen beinvloeden.
- Door chemische of natuurlijke selectie, of gewone populatie biologie/chemie, blijven hier uiteindelijk de snelst-replicerende moleculen van over.
- In organismes gebeurd hetzelfde, maar dit is ingewikkelder. Uiteindelijk zal hetzelfde principe blijven gelden: De hoogst doorlopende (dus niet eenmalige!) replicatie snelheid van het genoom bepaald de bestaande moleculen (en daarmee organismen)

Nu zijn we zo ver dat er ecologie bij komt kijken. En evolutionaire ecologie is nogal een abstracte wetenschap, zeker omdat er ook populatie ecologie bij komt kijken. Ik ga het zo helder mogelijk proberen uit te leggen, maar ik weet niet of een leek het echt kan snappen.

Zoals ik hierboven beschrijf zijn bepaalde onderdelen onderhevig aan expressie en mutatie afhankelijk van de restricties die zijn opgelegd door het genoom (het organisme zelf veranderd hier weinig/niets aan). Deze restricties zijn zo ontstaan dat het organisme een maximale overlevingskans heeft in het milieu waarin hij voorkomt.

Mutaties zijn eigenlijk nooit positief als een dier zich in een semi-equilibrium situatie bevindt. Dit komt omdat het grootste deel van de selectie al positief is uitgevallen, dus het percentage negatieve mutaties omhoog gaat. Als een 'reactie' zal de mutatie resistentie van een organisme omhoog gaan. De aarde, en de ecosystemen daarin veranderen voortdurend. Wat vandaag positief is, kan morgen negatief zijn en omgekeerd. Dit betekend dat equilibrium soorten plotseling onder druk kunnen komen te staan.

In zo'n geval kan het bij organismen gebeuren dat individuen door deze stress jongen krijgen met een verlaagde mutatie resistentie, wat zich weer vertaald in een hogere hoeveelheid mutaties in jongen. De kans wordt daarom groter dat er positieve mutaties bij zitten voor de nieuwe situatie. Dit zal er voor zorgen dat de snelheid waarmee het organisme zich aanpast aan de nieuwe situatie omhoog gaan.

Het is nog niet helemaal bekend wat precies de triggers zijn van deze veranderingen in een organisme. Bij eencelligen is het al vaak vastgesteld. Bij hogere dieren is het ook wel eens vastgesteld, maar minder regelmatig. Dit komt omdat hogere dieren meer mogelijkheden hebben zich binnen hun genetische profiel te herspecialiseren of te generaliseren. Wel is bekend dat bepaalde genen wel of niet tot expressie kunnen komen afhankelijk van de situatie. Hierbij reageren de genen eigenlijk altijd op concentraties hormonen of andere chemische stoffen. Dit is epigenetische informatie.

Dus:
Dit is complete onzin. Eigenlijk zeg je hier dat je nog niet eens de moeite hebt genomen even een wikipedia pagina er op na te slaan. Ik ben helaas dom genoeg om hier een een verhaal voor je op te typen, maar doe eens niet zo lui alsjeblieft. En geef het eerlijk toe als je er gewoon nog niet genoeg van snapt om een echte afweging te maken.

Trouwens, wat wil je zeggen met dat plaatje? Het illustreerd helemaal niets... :S

evolutie heeft geen doel. mutaties hebben geen doel. recombinatie heeft geen doel. genetic drift heeft geen doel. enkel natuurlijke selectie heeft een soort van doel, namelijk de fitness van een individu vergroten. maar dat is meer het mechanisme, niet een doel waar naartoe wordt gewerkt. het zijn stochastische processen.

(ow, en doel is hetzelfde als nut, vind ik dan)

complete onzin, want? dat je iets roept betekent vrij weinig meneertje.
het plaatje is voor de sier, om een saaie lap tekst wat mooier te maken.

maar onafhankelijk van je welkome uitleg (leer toch wat nieuwe dingen), je meent dus dat dit niet klopt?
en je stelt dat het maar allemaal willekeurig is, toevallig in die miljarden, nee biljarden organismen.. waarvan zovelen op elkaar lijken, soorten, sub-soorten zijn etcetera etcetera?
wil je zeggen dat al die organische wezens zomaar onstaan door toeval?

overigens heb je zelf al onderbouwd dat er sprake is van selectie, namelijk in je verhaaltje over mutatie resistentie:
en dan is er dit:
wat voor aannemelijke hypothese maak je hier uit op?
overigens worden hormonen en chemische stoffen ook door het lichaam beinvloed, net als mutaties. en daar geldt weer, dat hormonen en chemische stoffen met een functie aangemaakt worden door het lichaam.

de rest even buiten beschouwing gelaten, mutaties hebben een doel van aanpassing. het is waarvoor ze bestaan, modificatie.
'nut' is onderhevig aan interpretatie, uiteindelijk is alles zinloos. alles valt weg te cijferen als onnodig. maar mutatie heeft zeker nut wat bijv. het 'zijn' van organisch leven betreft. zonder mutatie zouden we niet bestaan.

'doel' is minder subjectief, maar vereist wel dat er een bewustzijn is die waardes toekent aan iets. doelen moeten geschapen worden middels het vastleggen van waardes en verbanden.

Nou, het was nauwelijks een lap.

En dit meneertje studeert al 5 jaar voltijd biologie, met als specialisatie ecologie, waarbij ik extra vakken heb gevolgd op genetische ecologie, soortsontwikkeling en populatie ecologie. Ik kan je zo 3-4 boeken aanraden waarin je het kan lezen, maar die boeken zijn nogal ingewikkeld en waarschijnlijk kom je er niet door heen. Dus je moet of mij op mijn woord geloven of jezelf ongeveer 3 weken hard lezen in het vooruitzicht stellen met ongeveer 200 euro aan boeken.

Dat heb je goed gelezen. Wat er in die quote stond was vette onzin.

Ja en nee. Toeval is een onderdeel, maar wiskundige, natuurkundige, scheikundige en biologische processen zorgen uiteindelijk dat dat toeval in iets uitmond.

Voorbeeld: Je neemt het getal 9999999999999999999999999999999999999999999999999999999.
Je doe dat -1. Dan heb je:
9999999999999999999999999999999999999999999999999999998.
Je doet dat -1. Dan heb je:
9999999999999999999999999999999999999999999999999999997.
Enz. Dan kom je uiteindelijk toch wel bij 0 uit.

Een bepaald effect betekend nog niet dat er een doel achter zit. Als een bepaald effect nut heeft, zal het blijven bestaan zolang het nuttig genoeg is. Dit betekend dat zolang:

Organisme (+) > Organisme (-) --> Voorbestaan +
Organisme (+) < Organisme (-) --> Verdwijnen +
Organisme (+) = Organisme (-) --> Hangt er van af (ingewikkeld, iets met genetic drift en andere dingen).

Het aanmaken van die hormonen heeft meestal een ander, directer doel of reden. Maar het lichaam of het genoom kan daar dan wel op reageren.

Stel: Je schrikt. Als je schrikt heb je tot doel om zo snel mogelijk klaar te zijn voor de mogelijke gevolgen (wegrennen, vechten etc). Je lichaam zet om dat doel te berijken bepaalde effecten in: bijvoorbeeld adrenaline.

Voor jou is het nuttig om adrenaline te hebben, maar je kan niet doelbewust die adrenaline aanmaken in je lichaam. Ooit in een ver verleden is er een mutant geweest die adrenaline aanmaakte als hij schrok. Hierdoor was hij beter geschikt tot overleven dan anderen die dat niet deden. Hierdoor kreeg hij meer voorplantende nakomelingen en verspreidde deze eigenschap zich door de populatie.

Het wat niet het DOEL om adrenaline voor die schrikreactie aan te maken, dat had die mutant toevallig. En dat was nuttig voor die mutant.

ik geloof niet in willekeur, alleen de willekeur bij het begin, die nodig was om het ontstaan van het begin van alles mogelijk te maken.

je hebt het beginpunt van het bestaan, door willekeur, conflict ontstaat, ruimte ontstaat, materie ontstaat.
door conflict (onderlingen reactionele processen) ontstaan omstandigheden met als product organisch leven.
maar let wel, de willekeur hield al op op het moment dat het ontstond, dat luidde het begin in van alles, alles is een gevolg op gevolg. het ene leidt tot het ander. er is geen echte keuze, alleen de illusie. er is alleen het lot en die moeten we nog leven/ervaren.

lees je in over de snaartheorie, het zou je visie nog eens drastisch kunnen veranderen. het is onfelbaar, alles is logisch behalve het begin en achter alles valt theoretisch de oorsprong te herleiden. alleen is het onmogelijk om met die ontelbare factoren rekening te houden. we zijn ons zeer waarschijnlijk niet eens bewust van alle soorten factoren.. de wereld bestaat uit zoveel 'snaren' die invloed op elkaar hebben.

Dus je hebt het over een filosofische uitleg van een (semi) wetenschappelijke theorie. Laat ik dan maar een filosofisch in plaats van een logische, wetenschappelijk antwoord geven:

Willekeur is van belang in de wereld zoals wij die beleven. Willekeur zoals jij het beschrijft, bestaat niet omdat je zegt dat als je het aantal dimensies doorvoert in het oneindige, je theoretisch alles kan achterhalen. Dit is echter puur theoretisch en we kunnen er helemaal niets mee.

Maar wat belangrijker is, is dat totaal geen DOEL aangeeft. Zelfs al kan je theoretisch iets ingewikkelds herleiden tot in het begin, blijft het doelloos. Zover ik heel even heb gelezen gaat String theory ook niet over doelen (ik laat graag Kazet hier echt iets over vertellen, die weet er vast meer over).

Voor de biologie lijkt mij die string theory compleet irrelevant. De evolutietheorie is voornamelijk beschrijvend, en gelimiteerd voorspellend. Als beschrijvende theorie doet hij het voor onze werkelijkheid perfect. Als je de evolutietheorie zou beschrijven als een resultaat van miljarden jaren oneindig aantal factoren zou hij geen nut meer hebben, en niemand iets met de resulterende theorie kunnen.

In ieder geval snap ik ongeveer wat je bedoeld, maar je trekt het gewoon te ver door. Dat is net zo iets als dat ik zeg dat jij geen keuze hebt mij te irriteren met een fundamenteel gebrek aan hoofdletters en negatieve emo-autistische uitspraken. Dat heb je echter wel, en dat betekend dat je kan veranderen. Dat is een keuze, wat binnen jouw realiteit willekeur introduceert.

En doe nou niet alsof ik een onderontwikkeld jochie ben, wiens levensvisie afhangt van 1 of 2 kleine dingetjes.

Ik ben het hier wel mee eens in die zin dat mutatie geen doel heeft. Een mutatie is niets meer en niets minder dan een verandering van iets. In dit geval dus het DNA-molecuul. Een mutatie kan wel de fitness van een organisme verhogen. Als overleven het doel zou zijn hebben mutaties dus nut.

Mutaties hebben ook wel nut. En het doel van individuele organismen is natuurlijk het zo goed mogelijk zich voortplanten. Maar dat is een resultaat van het feit dat individuen die zich niet zo veel mogelijk succesvol willen voortplanten al lang en breed uitgestorven zijn.

Ik weet niet zo veel over (de mathematische formulering van) snaartheorie, maar ik weet er wel genoeg over om te weten dat het voor biologie, natuurlijke selectie en evolutie niets uitmaakt of je uitgaat van string theory of van quantumfysica.

Het doel van individuele organismen is helemaal niet om zich voort te planten. Het is alleen zo dat natuurlijke selectie gedrag zal selecteren dat voordelig is voor de reproductie van de genen (al dan niet via directe voortplanting).

Meer algemeen zijn begrippen als functie, nut en doel menselijke verzinsels die alleen een zinvolle betekenis hebben relatief tot iets anders; bijvoorbeeld het menselijk uitgangspunt. Niets in de natuur heeft een doel in absolute zin.

Daarom had ik het gevoel dat het een kwestie van definiëren is. Als het leven nutteloos is, impliceert dat dat ook de mutaties in de DNA-structuur nutteloos zijn. Ze zijn er gewoon. Maar als je stelt dat overleven (van een soort) een doel is, dan zijn mutaties juist weer wel nuttig.

Ja, dat is ongeveer wat ik wilde zeggen met mijn vorige post.

Het lijkt me raadzamer als jij je nog maar eens verder inleest in de snaartheorie, aangezien het in deze theorie alleen maar om een unificatie van de 4 wisselwerkingen in de natuurkunde gaat (elektromagnetisme, sterke en zwakke wisselwerking en zwaartekracht), en niet om een of ander biologisch model.

@Kazet Nagorra: De wiskundige achtergrond van de snaartheorie steunt hoofdzakelijk op differentiaalmeetkunde en algebraïsche topologie, waarbij men meerdimensionale ruimten bestudert die met behulp van complexe getallen worden beschreven.

Zo ver was ik ook al. ;)

Trouwens, de elektromagnetische en zwakke wisselwerking zijn al geünificeerd.

wat een waarheid (y)

(alleen dat laatste vind ik niet, doel is hetzelfde als functie en dingen kunnen wat mij betreft een doel en een functie hebben, neem bijvoorbeeld dubbelvla, maar totaal geen nut)

Ik heb eens nagedacht over dit wat je hier zegt. Ik denk dat dit toch meer neer zal komen op hoe je de keuzevrijheid van dieren inziet. Een dier zal tijdens zijn leven zich proberen zo goed/veel mogelijk voort te planten. Dit gedrag is via evolutie geselecteerd, maar aan de andere kan zou je bij minstens een dier kunnen stellen dat het zich tot doel zet om zich voort te planten. Al snap ik dat het voor de uitleg van de principes waarschijnlijk handiger is om doel uit de discussie te laten, kan het voor het inbeelden van gedragingen wel handig zijn om er zo over te spreken.

ik ben het natuurlijk weer helemaal met je eens (y)

Hoe verklaar je dan dat mijn doel niet is om me voort te planten? Ik vertoon wel gedrag dat (in het verleden) leidt (leidde) tot voortplanting, zoals een partner uitzoeken en neuken.

Dat dat zo geselecteerd is betekent niet dat het dan wel opeens een doel krijgt.