Теория систем развития ( DST ) является всеобъемлющей теоретической перспективой биологического развития , наследственности и эволюции . [1] Она подчеркивает общий вклад генов , окружающей среды и эпигенетических факторов в процессы развития. DST, в отличие от традиционных научных теорий, напрямую не используется для помощи в составлении прогнозов для проверки экспериментальных результатов; вместо этого она рассматривается как набор философских, психологических и научных моделей развития и эволюции . В целом эти модели доказывают неадекватность современного эволюционного синтеза о 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 неправильным представлением о природе жизненных процессов.
Все версии теории систем развития придерживаются точки зрения, что:
Другими словами, хотя теория систем развития и не утверждает, что все структуры равны, она принципиально противостоит редукционизму всех видов. Короче говоря, теория систем развития стремится сформулировать перспективу, которая не предполагает каузального (или онтологического ) приоритета какой-либо конкретной сущности и тем самым сохраняет объяснительную открытость на всех эмпирических фронтах. [2] Например, существует энергичное сопротивление широко распространенным предположениям о том, что можно законно говорить о генах «для» определенных фенотипических признаков или что адаптация состоит из эволюции, «формирующей» более или менее пассивные виды, в отличие от адаптации, состоящей из организмов, активно выбирающих, определяющих, формирующих и часто создающих свои ниши. [3]
[1]
Принимая вычислительную метафору, редукционисты (которым противостоит теория систем развития) предполагают, что причинные факторы можно разделить на «процессы» и «данные», как в архитектуре компьютеров Гарварда . Данные (входные данные, ресурсы, контент и т. д.) требуются для всех процессов и часто должны находиться в определенных пределах, если рассматриваемый процесс должен иметь свой «нормальный» результат. Однако одни только данные беспомощны для создания этого результата, в то время как процесс может быть «удовлетворен» значительным диапазоном альтернативных данных.
Теория систем развития, напротив, предполагает, что различие между процессом и данными в лучшем случае вводит в заблуждение, а в худшем — полностью ложно, и что, хотя по весьма конкретным прагматическим или теоретическим причинам может быть полезно рассматривать структуру то как процесс, то как данные, всегда существует риск (которому обычно поддаются редукционисты), что это методологическое удобство будет преобразовано в онтологический вывод. [4] Фактически, для сторонников DST либо все структуры являются одновременно процессами и данными, в зависимости от контекста, либо, что еще более радикально, ни одна структура не является ни тем, ни другим.
Для редукционистов существует фундаментальная асимметрия между различными причинными факторами, тогда как для DST такие асимметрии могут быть оправданы только конкретными целями, и утверждается, что многие из (обычно невысказанных) целей, которым были приписаны такие (обычно преувеличенные) асимметрии, являются научно незаконными. Таким образом, для теории систем развития многие из наиболее широко применяемых, асимметричных и полностью законных различий, проводимых биологами (например, между генетическими факторами, которые создают потенциал, и факторами окружающей среды, которые выбирают результаты, или генетическими факторами определения и факторами окружающей среды реализации), получают свою легитимность из концептуальной ясности и специфичности, с которыми они применяются, а не из того, что они обнаружили глубокую и нередуцируемую онтологическую истину о биологической причинности. [5] Одна проблема может быть решена путем изменения направления причинности, правильно определенного в другой. Этот паритет трактовки особенно важен при сравнении эволюционных и эволюционных объяснений одного и того же признака организма.
Одним из результатов этого подхода является то, что теория систем развития также утверждает, что то, что наследуется из поколения в поколение, представляет собой гораздо больше, чем просто гены (или даже другие элементы, такие как оплодотворенная зигота, которые также иногда признаются). В результате большая часть концептуальной структуры, которая оправдывает модели « эгоистичного гена », рассматривается теорией систем развития как не просто слабая, но и фактически ложная. Не только основные элементы окружающей среды создаются и наследуются так же материально, как любой ген, но и активные изменения окружающей среды организмом (например, термитник или плотина бобра) наглядно становятся основными факторами окружающей среды, к которым обращается будущая адаптация. Таким образом, как только термиты начали строить свои монументальные гнезда, именно к требованиям жизни в этих самых гнездах должны адаптироваться будущие поколения термитов.
Это наследование может принимать различные формы и действовать во многих масштабах, с множественностью систем наследования, дополняющих гены. От положения и материнских эффектов на экспрессию генов до эпигенетического наследования [6] и активного построения и межпоколенческой передачи устойчивых ниш [3] , теория систем развития утверждает, что не только наследование, но и эволюцию в целом можно понять, только принимая во внимание гораздо более широкий спектр «репродукторов» или «систем наследования» — генетических, эпигенетических, поведенческих и символических [7] — чем «атомные» гены неодарвинизма и геноподобные «репликаторы». [8] DST рассматривает каждый уровень биологической структуры как подверженный влиянию со стороны всех структур, которыми они окружены, будь то сверху, снизу или с любого другого направления – предложение, которое ставит под вопрос некоторые из наиболее центральных и известных утверждений (популярной и профессиональной) биологии, не в последнюю очередь «центральную догму» менделевской генетики, любое прямое определение фенотипа генотипом и само понятие о том, что любой аспект биологической (или психологической, или любой другой высшей формы) деятельности или опыта поддается прямому или исчерпывающему генетическому или эволюционному «объяснению». [9]
Теория систем развития явно радикально несовместима как с неодарвинизмом, так и с теорией обработки информации. В то время как неодарвинизм определяет эволюцию в терминах изменений в распределении генов, возможность того, что эволюционно значимое изменение может возникнуть и поддерживаться без какого-либо непосредственно соответствующего изменения в частотах генов, является элементарным предположением теории систем развития, так же как «объяснение» неодарвинизмом явлений в терминах репродуктивной приспособленности считается принципиально поверхностным. Даже широко распространенное механистическое уравнение «гена» с определенной последовательностью ДНК было поставлено под вопрос [10] , как и аналогичные интерпретации эволюции и адаптации. [11]
Аналогично, полностью общие, функциональные и анти-развивающие модели, предлагаемые теорией обработки информации, всесторонне оспариваются доказательствами DST о том, что ничто не объясняется без явного структурного и развивающего анализа на соответствующих уровнях. В результате то, что квалифицируется как «информация», полностью зависит от содержания и контекста, из которых эта информация возникает, в рамках которого она транслируется и к которому она применяется. [12]
Философ Невен Сесардич , хотя и не отвергает теорию систем развития, утверждает, что ее сторонники забывают, что роль между уровнями взаимодействия в конечном итоге является эмпирическим вопросом, который не может быть решен априорными спекуляциями; Сесардич замечает, что, хотя возникновение рака легких является весьма сложным процессом, включающим совместное действие многих факторов и взаимодействий, не неразумно полагать, что курение влияет на развитие рака легких. Поэтому, хотя процессы развития являются высокоинтерактивными, контекстно-зависимыми и чрезвычайно сложными, неверно делать вывод о том, 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, который токсичен для гусениц. Гены этой бактерии были помещены в растения, уязвимые для гусениц, и насекомые продолжают умирать, когда они съедают часть растения, поскольку они потребляют токсичный белок. Таким образом, подходы к развитию должны оцениваться в каждом конкретном случае, и, по мнению Сесардича, DST не предлагает многого, если излагается только в общих чертах. [13] Наследственный психолог Линда Готтфредсон отличает «ошибочность так называемого «интеракционизма»» от технического использования взаимодействия генов и окружающей среды для обозначения неаддитивного эффекта окружающей среды, обусловленного генотипом. [14] Чрезмерное обобщение «интеракционизма» не может сделать попытки идентифицировать генетические и экологические вклады бессмысленными. Там, где поведенческая генетика пытается определить части вариации, объясняемые генетикой, экологическая и эволюционная филология, такая как DST, пытается определить типичный ход развития человека и ошибочно заключает, что общая тема легко меняется. [15]
Другой аргумент Сесардича противоречит другому утверждению DST о невозможности определения вклада влияния признака (генетический против окружающей среды). Из этого обязательно следует, что признак не может быть причинно приписан окружающей среде, поскольку гены и окружающая среда неразделимы в DST. Тем не менее, DST, критикуя генетическую наследуемость, выступает за эволюционистское исследование эффектов окружающей среды, что является логической непоследовательностью. [16] Барнс и др. высказали схожую критику, отметив, что врожденная человеческая способность к языку (глубоко генетическая) не определяет конкретный язык, на котором говорят (контекстуально-средовой эффект). Тогда, в принципе, возможно разделить эффекты генов и окружающей среды. [17] Аналогичным образом, Стивен Пинкер утверждает, что если гены и окружающая среда на самом деле не могут быть разделены, то у носителей языка есть детерминированная генетическая предрасположенность к изучению конкретного родного языка при воздействии. Хотя это, по-видимому, согласуется с идеей взаимодействия генов и окружающей среды, Пинкер утверждает, что это, тем не менее, абсурдная позиция, поскольку эмпирические данные показывают, что происхождение не влияет на усвоение языка — влияние окружающей среды часто отделимо от генетического. [18]
Теория систем развития не является узко определенным набором идей, и границы с соседними моделями являются пористыми. Известные связанные идеи (с ключевыми текстами) включают:
