14 地球所有生命源于同一始祖？它靠什么演化成各种高级生物的？

LUCA，Last Universal Common Ancestor

• RNA 聚合体

为什么会转化成复杂 DNA + 蛋白质的形式演化？

• 生命靠减熵来维持状态，代价却是不断增加环境的总熵。

• 生命演化的方向是不断增大智能，增强个体能力，将若干个个体组织成一个新个体。

• 大量蛋白质有组织并行工作就有了质变（相变，phase transition）

[[涌现能力]] emergence，由量变引起质变的现象

• 跃进式增强智能

• 只有稳定的智能体之间有规则的相互作用才能形成更高层级的智能体

反馈循环

• 蓝绿菌，演化出光合作用 photosynthesis

• 正反馈

  • 大氧化事件 Great Oxygenation Event，由于蓝绿菌的数量爆炸式增长，地球大气氧含量迅速增加。额外的氧气不断消耗给地球保温的甲烷，进入休伦冰期。地球上的生命近乎全部灭绝。

  • 一个物种的个体可以永生，一旦演化出某个优势模型时，无限加速繁殖的个体会让环境也加速熵增，该物种反而会因为演化的减熵速度无法跟进环境的熵增速度而灭绝。

• 负反馈

  • 某些好氧菌被大细菌整体吞噬后，形成内共生关系 endosymbiotic，变为了专门提供能量的线粒体。 而蓝绿菌被大细胞吞噬后变成了叶绿体。这些大细胞又慢慢演化成了真核细胞。

寒武纪生命大爆发 Cambrian Explosion

• 生命短时期内迅速演化

• 达尔文主张的演化是渐进式的

• 寒武纪爆发的关键，从减熵的角度来看，维持生命的关键并非演化本身，而是演化所提供的信息。

  • 整体稳定困境

    • 随机突变的单细胞无法达到涌现成复杂多细胞生物所需的稳定性。

    • 有性生殖，将多细胞生物作为整体来增加差异性的机制。在稳定整体的基础上增加差异性。

  • 移动信息困境

    • 不能大范围移动的多细胞生物只能和相近的个体交配，会无法提供足够的差异性导致演化速率过低而灭绝。

    • 多细胞生物大范围移动后，环境也会随着移动而改变，又会因之前演化出模型无法预测新环境的信息而死亡。

神经细胞，埃迪卡拉纪中演化出来

• 众多神经细胞形成的神经网 nerve net 配合演化机制 neuro-evolution 加快学习环境模型的速率。

• 增加实时感官能力的神经网络允许个体在新环境中，学习用上一时刻信息来预测下一时刻信息的模型。

神经网络，第二种学习系统

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[[思维导图]]