生物信息（三）

然而，随意的概念很难做出准确，并且许多人认为这一概念的标准理解方式未能提供生物信息的定义财产（Stotz＆Griffiths 2017a）。 一个担心的是，如果有足够的因果关系（Godfrey-Smith 2000a），任何关系都可能看起来任意。 Stegmann（2004）对捕获遗传密码的任意性的一些标准方法产生了富有思想的批评，并认为大多数人也适用于许多其他生物化关系。 尽管如此，他捍卫遗传密码是任意的，因此密码子需要某些化学和结构性能来指定氨基酸，但这些性质不是通过化学的一些原理确定的。 他还认为这种随意的概念并不意味着基因携带语义信息。 精益（2019）就他称之为分子“适配员”，即耦合两种属性的机制而言，在他们作为中介机构工作的方式，而不是合作原因的方式，依据他所谓的两项性质的机制，造成任意性的叙述。 普林斯和Kalkman（2021）争辩说，缔约方通常会有两个不同的概念，这是党的，因为人类语言都举例说明了它们的两个：一个是指可能已经使用的替代结构而不是实际信号，而不是缺乏信号与内容之间的相似性。

在本次辩论中有三个进一步的区别。 一方面，根据遗传信息是否依赖进化史，重要的区别，这是一个重要的区别问题近似。 目的账户通常假设前者，因为它们经常采用功能的病因理论，根据哪种功能取决于所选效果（Millikan 1989;尼安德1991）。 例如，Shea（2007）认为遗传信息有助于对适应性复杂性的系统发育解释，这与Ontogentic Ine不同。 相比之下，格里菲斯（2016年）认为遗传信息必须有助于解释发展，并且在这项任务中失败的最终信息失败：如果两个有机体含有相同的等位基因，那么来自祖先的一个源自突变，都是突变出现的祖先的一个。在同样的位置解释开发，但只有前者可以在进化的过去接地的信息（这与沼泽手问题相连;见§1.2）。

第二个区别涉及核酸是否携带关于DNA的一些直接因果产物的信息，例如mRNA或蛋白质，或关于表型（理解为整个生物体的性质，例如尺寸，行为图案或形状）。 例如，根据一些，遗传信息涉及氨基酸或蛋白质的生产（戈弗雷 - 史密斯2004），而其他人认为这是关于表型或环境特征（Shea 2007; Sterelny等，1996）。 Koiv（2020）捍卫目的，即目政性理论的一些核心索赔与携带关于表型信息远端信息的基因不相容。 相关的区别问题涉及实体基因的种类携带信息; 例如，Stegmann（2005）认为基因是关于合成过程（而不是其产品）的信息，以与苹果派的配方带有有关如何烘烤馅饼的信息，而不是关于馅饼本身的信息。 他还表明，DNA转录的近端产物是RNA，而不是氨基酸或蛋白质，因此如果一个真的选择近端效果，则不会表示甚至没有代表蛋白质。

此点与其他问题连接。 虽然到目前为止，我们一直在假设信息是描述性的（即，它应该告诉世界某些部分是如何），信息也可以是指令，即，告诉世界如何在世界上采取行动。 这很重要，因为许多那些接受那些基因携带信息的人都认为它是某种有意义的（即指令）内容; 作为梅纳德 - 史密斯（2000），建议，“这是一个食谱，而不是蓝图”。 思维内容的一个原因是有效的，即蛋白质或表型（最合理的内容）是DNA合成的影响，并且DNA预先指定导致特定产品的操作和操作顺序（STEGMANN 2005）。 此外，虽然很清楚哪种分子或基因的产生贡献，但它更清楚它描述它描述的环境特征。 Godfrey-Smith（1999）表明内容是指令，因为如果存在一些不匹配，则错误位于解释机制中，而不是在基因中（因此它具有适合的世界以世界为思想的方向）。 在Shea的观点上，基因是Pushmi-Pullyu表示（见下文），从而有意义他们携带指示性和指示内容。 例如，对厚毛的基因编码环境是冷，生长厚的头发。

总之，核酸未诉地携带相关信息，但根据许多这个事实无法支持基因应该在遗传和发展中发挥的特殊解释作用。 是否可以表征有权到支撑特殊或特权解释角色的替代信息的替代概念仍然有争议。 相关的结果，这场辩论的结果可能对密切关联的概念产生重要的影响，例如“遗传计划”的想法（见苔藓1992; GODFREY-SMITH 2000B; Fox Keller 2001; Baetu 2012;刨床2014）。

3.动物沟通

非人类动物通信（“动物通信”，短暂）是一种日益增长的研究领域。 在许多物种中建立了沟通，包括青蛙，蚂蚁，红鹿，驼背鲸，大象密封和鸣禽，并采用许多形式，从声音和气味到行为模式。 动物通信提高了一系列复杂和有趣的问题，例如信号和意义的性质，通信（包括语言），信号可靠性或通信和认知之间的关系的进化。 在本节中，我们将限制我们对与生物信息概念直接相关的那些方面的关注。

在通信中，信息通常归因于信号，但是，信号的非常概念是某种争议的。 像报警呼叫和配合显示器一样的信号通常与诸如占地面积之类的线索区分开来。 根据Maynard-Smith＆Harper（2003：3）提供的最广泛接受的定义，信号是

任何改变其他生物的行为的行为或结构，因为这种效果而发展，并且是有效的，因为接收者的响应也在演变。

有趣的是，这种定义并没有提到他们携带信息的事实，尽管Maynard-Smith＆Harper（2003：3）明确说明

遵循[从该定义]，信号必须携带信息 - 关于信令的状态或未来动作，或关于外部世界 - 对接收器感兴趣。

其他人在信息条款中明确定义信号; 例如，OTTE（1974：385）表明，信号是“通过自然选择的行为，生理学或形态特征，因为它们传达给其他生物的信息”，以及Bradbury和Vehrencamp（1998：2）定义了沟通“向接收者提供来自发件人的信息。” 相比之下，一个提示是用于获得世界信息的行为或结构，但它没有发展到传达。 两个警报呼叫和占用件都可能表明存在捕食者，但只有前者已经演变为将该信息传达给接收器。

动物信号与生物信息之间的密切联系提出了一些重要问题：如何理解“信息”应该如何？ 此信息的内容是什么？ 是否有一些替代框架来了解不吸引这种概念的通信？ 信息视角与通信和认知之间的联系是什么？

3.1功能参考

在20世纪70年代和80年代发生了关于动物沟通的第一个当代辩论之一，并涉及动物信号是否可以参考外部世界中的物体和事件，或者它们是否只能表明内部国家或行为促销（见史密斯1977：77）。 具有通知接收器关于世界状态的功能的信号，而不是发送方的特征，标记为“功能上引力”，因为它们的功能作用应该类似于人类语言（Hauser 1996：509）的单词。 这一辩论的一部分发生的动机来自广泛的观点，即人类只有人类可以沟通世界上的物体和事件（参见Allen＆Hauser 1993）。

有趣的是，即使是功能参考的支持者也接受了信号还表明或携带有关情感国家，个人身份或后续行为的信息（Seyfarth，Cheney，Marler 1980; Macedonia＆Evans 1993）。 这场辩论强迫竞争者反思信号和信息的性质。 在一个有影响力的论文中，例如，马其顿和埃文斯（1993）在两个属性方面定义了参考信号：所有引出的刺激必须属于共同类别（即，信号特异性或“生产标准”），并且信号的存在应该足够了在没有引出刺激的情况下产生行为（“感知标准”）。 最终，经验证据和理论研究倾向于认为信号如功能参考的视图，并且由于本讨论，这一位置逐渐成为思路的主流。

3.2影响与信息方法

尽管如此，通信的信息方法来自不同的角度。 作为Dawkins的延伸（1976）基因在自私基因中开发的基因眼视图，Dawkins和Krebs（1978）提出了信号应该被视为一种机制，其中一个人利用另一种动物的肌肉力量。 在此视图上，信号作为操纵接收器的手段，以指示信号的函数是引导接收器以使发件人有益的方式，无论是否有益于接收器：

据说沟通发生在动物，演员，似乎是选择的结果，以影响另一个动物的感觉器官，使反应器的感觉器官，使得反应器的行为变为演员的优势。 （Dawkins＆Krebs 1978：283）。

他们的批评包含了两个关键的想法。 首先，在合作生物体中，古典的病因视角，在合作生物之间进行沟通，Dawkins和Krebs强调了发件人的兴趣的作用，并理解沟通作为寻求影响和操纵a的生物之间的斗争接收器和后者的阻力。 其次，他们认为只有在合作框架内才能理解通信作为信息传输有意义，因此提出了一个操纵者范式，避免了信息的概念。

由于Krebs和Dawkins对批评的假设，信号必须预先假定合作社，因此很多研究都集中在解释沟通的可靠性和解开后巩固其存在的机制。 已经提出了一些机制，例如亲属选择，互惠或着名的障碍原理（Zahavi 1975），到目前为止所有这些都预先假定，平均而言，接收器至少部分地对沟通感兴趣（Wheeler等人。2011）。 因此，在这方面，可用证据似乎指向至少在发件人和接收者之间至少部分共同兴趣的方向（尽管看到Martínez＆godfrey-smith 2016）。

在随后的纸张中，克雷布斯和Dawkins（1984）澄清（或部分修改）两个重要方面。 一方面，他们承认，合作可能比以前的论文所建议的更常见。 然而，如果这是真的，一个奇迹如果将通信描述为操纵，其中有一个“操纵器”和“受害者”（在合作案例中，在合作案例中，在许多情况下扮演“愿意受害者”的角色可能会误导。 另一方面，他们似乎并不完全拒绝信息的视角，而是贬低其重要性; 他们最终将他们的观点表达为信息（不仅仅是相关性，而是作为语义信息; Krebs＆Dawkins 1984：395）不如操纵，或者对说服的影响，或者在Dawkins的影响2003年：97-103，他赞成某些信息模型）。 这些想法引起了一种有趣的传统，即寻求理解信号作为对接收者影响的状态，并且根据哪些信息概念，至少，至少，通常思想的中环大得多。

最近，赛德尔，奥弗伦和瑞安等生物学家的工作遵循这一持怀疑态度的信息，并产生了一个有趣的讨论（例如，参见，例如，Rendall等，2009，以及一些回复：Font＆Carazo 2010; Ruxton＆Schaefer 2011; Scarantino 2010; Scott-Phillips 2010; Seyfarth，Cheney，Bergman，等。2010）。 首先，他们争辩说“信息”的概念往往是不明智的。 其次，他们建议专门关注信息（他们争论，曾经关注诚实的通信携手并携手并携手并进）领导研究人员忽略了影响信号设计的许多方面，例如感知偏见（OWREN，Rendall和Ryan 2010）。 Frick，Bich和Moreno（2019年）还基于组织概念而不是演变制定了基于影响的账户。

这种传统的支持者有时对客体反对通信的信息，他们要求发件人和接收者对心理陈述进行交易，类似于人类语言交换（Rendall＆Owren 2013）的那些代表。 然而，有些人已经回答说，他的反对意见是毫无根据的，因为信息研究人员既不隐含也不明确地假设，蜜蜂，苏里科或黑色山脊山雀贸易与类似人的认知过程（SEYFARTH，SEYFARTH，切尼，伯格曼等。2010）。

作为回应，那些对信息视角同情的人认为，研究的某些方面实际上有利于他们的方法。 一方面，假设信号携带信息已经是几十年的富有成果的假设（Seyfarth，Cheney，Bergman，et al。2010）。 此外，它符合动物思想的当代研究，这假设认知能力如学习或对信息进行分类（Wheeler等，2011）。

尽管这场辩论通常被诬陷，但可能会将两种意见视为互补，而不是冲突（Ruxton＆Schaefer 2011; Scarantino 2010; Stegmann 2013b;但是看Kalkman 2019）。 然而，影响方法非常有用，可以非常有用地分析与信号的形式有关的许多属性（即，可检测性，其与接收器偏差等......），并且当有重大兴趣冲突之间存在有机物之间的通信时，可以提供照明的视角，信息方法可能会照亮其他方面，例如内容，引出行为或通信的可靠性和维护。 例如，虽然鸟类交配歌曲的复杂性和变化表明他们可能携带有关歌手质量的信息，但重要的功能也可能排除无聊和习惯（Searcy 1992; Rendall，Owren，＆Ryan 2009）。 每个视角都可能有助于获得沟通不同方面的见解。 在任何情况下，这种折衷都与竞争者的一些索赔令人难以迅速地坐落于竞争者，因此它仍然可以看出这是最终是连贯的，稳定和富有成效的位置。

3.3动物通信研究中的信息

事实上，现在大多数关于动物通信的研究都假定了一种信息（而不是影响）方法，其中信号可以是在功能上的指标，这表明了关于信号和内容性质的一系列重要问题。 不幸的是，即使信息普遍使用信息，它只是很少定义。 鉴于目前的科学实践，“信息”概念的最佳解释和解释性作用是什么？

研究人员经常将信息的概念描述为“不确定性的减少”，这表明信息的相关信息概念（例如，Seyfarth，Cheney，Bergman，等。2010）。 一些工作甚至明确地使用Shannon的沟通理论，以分析与某种精确性的沟通的某些方面，例如信道容量或信号曲目的频道容量（1954年的Spurway; McCowan等，1999; Wilson 1962）。 尽管如此，当科学家提供明确的通信定义时，他们中的大多数人都采用了信号的标准定义之一（Maynard-Smith＆Harper 2003; Searcy＆Nowicki 2005），它以上述术语（见上文）定义它们。 部分地，这是由于第1.1节中描述的相关信息的ubiquity问题（Kalkman 2019）。 因此，描述情况的一种方法是大多数研究实际上假设信号和信息的性质的目的方法，而一些工具和显式描述适合相关的信息概念。 Pfeifer（2006）和Sarkar（2013）提出了在动物通信研究中使用相关信息的反对意见。 作为回应，Mann（2018）提供了有趣的分析和捍卫在该地区的数学沟通理论的使用。 另一方面，决策理论的工作提供了与Shannon的信息方法不同的信息的定量衡量，这是基于信号如何改变某些事件的现有概率（Kight等，2013）。 这种方法受到严重影响的斯基比（2010年），随后的文学依赖于上面审查的工作（参见Scarantino 2015）。

关于沟通的标准，沟通的目的方法，如Maynard-Smith和Harper的（2003）广泛使用的定义，仍然存在争议点。 例如，Scott-Phillips（2008）在共同适应方面解释Maynard-Smith和Harper的分析，根据他的说法是不同的，并且优于基于信息的方法。 反过来，Scarantino（2013）辩称，除非对信息概念上诉，否则Scott-Phillips'（和Maynard-Smith和Harper's）的提议是过于自由的，因为它将一些胁迫案件丢弃为信号。 因此，他培养了他的概率差异制造商理论，该理论旨在结合香农通信理论和贝叶斯决策理论的见解，这是一种信号的信息内容是所有国家的增量和整体支持的组合（Scarantino 2015,2015）。 然而，无论这还是类似的方法都可以解决自由主义问题，是有争议的（Kalkman 2019; Artiga 2021）。

有趣的是，而在分子生物学（如神经科学）中，发件人和接收者的存在性和性质充满了困难，动物沟通具有非常自然的解释：发件人和接收者是生物体。 尽管如此，STEGMANN（2009）捍卫了一种基于接收器的远程学方法，根据该信号，根据哪种信号状态和信息完全取决于接收者（用于响应，ARTIGA 2014）。 另一个有争议的问题涉及发件人和接收者在务实的沟通方面所需的认知复杂性（Bar-On＆Moore 2018）。

动物信号的内容也仍然是研究的有争议的主题。 一个重要问题涉及动物信号携带的信息是否描述性或指导。 Millikan（1995年，2004年）着名的人称动物通信中的许多信号都是她所谓的“普通普利”表示，即同时携带描述性和指令内容的信号。 这是一个非常有影响力的概念，适用于代表内容的许多辩论。 另一方面，近年来一直在突出的额外观点（以及关于信号是否有效辩论的经典辩论有一些联系）表明信号还具有表达主义意义（McAninch，Goodrich和Allen 2009）。 这些提案与最近对沟通的务实方面的兴趣和人类语言的起源（2018年的拨款）。