生物信息（二）

其中，这包括与潜在的功能不确定的潜在来源以及众所周知的沼泽商问题有关：如果闪电螺栓撞击沼泽并通过纯粹的运气，逐个分子复制唐纳德的分子重复戴维森，他的任何国家都不能按照目政主学理论携带信息，因为它们缺乏正确的进化功能。 许多人认为这种后果毫不含糊。

部分原因是出于这些原因，提供了一种越来越多的提供混合账户，其将功能元素与相关信息以及其他资源组合。 Bergstrom和Rosvall（2011）建议，如果我们通过决策过程观看Shannon信息，而不是作为相关措施（以及其他事情，其中暗示对功能有吸引力），我们可以找到某种不对称并避免反对的反对滥交。 精益（2014年）认为香农的方法需要补充载人信息和职能之间的区别。 在认知科学的背景下，尼安德（2017年）和Shea（2018）制定包括职能，相关信息以及其他特征的账户，如结构通信。 Martínez（2019年）补充了一个关于沟通理论的各种概念的目的方法，例如速率失真函数（另见MANN 2020）。 混合账户有时会被设想为将一些元素添加到纯粹的相关账户中，而另一次他们的目标是表明这些看似新的功能实际上隐含地包含在信息的数学理论中。 无论如何，混合账户提供了未来研究的丰富大道。

1.3反现实主义和消除主义

到目前为止，我们大多专注于以面值采取信息谈话，并寻求更详细地指定生物信息的性质和解释价值。 然而，一些哲学家和生物学家采用了另一种观点。 我们将简要考虑沿两个维度的批评：现实主义/反现实主义划分和消除消除主义。 它们大致对应于以下问题：“信息”是指的是一个真实的财产，它起到了某些因果和解释角色，或者只是一个有用的小说？ 我们应该保留和促进生物科学的使用，还是我们宁愿劝阻它？

首先，重要的是要区分现实主义问题，了解关于陈述的现实主义的经典辩论。 实际上，有可能是一个辩论中的现实主义者，而不是另一个辩论：例如，动物通信辩论中的信息消除主义者通常接受信号的存在（例如，Rendall，Owren，＆Ryan 2009）。 相反，一些题目的心理表征的批评者拥有信息的概念（例如，Chemero 2009）。 虽然这两项辩论显然是相关的，但我们的问题特别关注信息，特别是语义信息（Shannon信息的存在通常不是问题）。

我们迄今为止讨论的大多数方法采用了现实主义的态度，因为他们采取语义信息是某些州携带的真正财产，并发挥了某些因果和解释性的角色。 实际上，大多数现实主义者也是还原剂，从而可以以更重要的术语（例如，通过吸引相关，函数，发件人 - 接收者结构等）来解释语义信息的意义。

尽管如此，其他观点也受到辩护，尽管他们的突出依赖于该地区。 例如，在遗传信息背景下的非还原主义现实主义似乎是威廉姆斯（1992：10-13）和Dawkins（1995：4）的建议，尽管这些形而上学观点很少从哲学视角下详细辩护。 同样，作为工具主义者可以（大致）分类的观点是在分子生物学（例如，Sarkar 2000）以及神经科学中的辩护，在那里通常与仪器主义相连（Sprevak 2013; Cao 2022）。 征收（2011）捍卫生物学中信息的虚构主义典范，信息概念是一个纯粹的隐喻，即“经营着明显的阈值的”一个，但这仍然在生物理解中起着真正的作用。

与关于现实主义/反现实主义的讨论平行是我们是否应该保留和促进他们在生物科学中使用的问题，或者相当劝阻。 人们通常可以在与信息概念相关的每次争论中找到消除主义职位。 正如我们将看到的，这些职位在遗传信息（例如，Griffiths 2001）或动物沟通（Rendall等，2009）中已经辩护了，尽管它们代表了该领域的边际位置。 相比之下，在认知科学中，关于语义信息的消除主义有一些支持，并导致了一个重要和持久的辩论（Chemero 2009; Hutto＆Myin 2013,2017）。

如上所述，在本第一个部分中调查的许多问题都以具体辩论更详细地开发。 因此，进一步深入研究这些问题，了解了更好的信息概念如何在不同的生物学领域发挥作用，让我们专注于两个不同的领域：遗传信息和动物沟通。

2.遗传信息

如上所述，信息概念在分子生物学中发挥着突出的作用，其中它是谈论翻译，转录，校对，冗余，图书馆，遗传代码，遗传编辑或遗传程序的标准。 信息对开发分子生物学的“中央教条”并与高度有争议的问题相连，这也是至关重要的，如发育系统理论，表观遗传学或天然概念所提出的挑战。 因此，它是关于语义信息的争论蓬勃发展的关键领域之一。

在解决遗传信息的问题时，第一个警告是基因的非常概念充满了复杂性（参见Meunier 2022 [2023]）。 而在古典遗传学中，通常定义为表型差异的基因通常定义为差异，分子基因是DNA的一股DNA（Falk 1986; Griffiths＆Stotz 2013）。 另外，通常需要与DNA特定部分的功能区分类的DNA的功能。 基因也发挥了各种作用; 虽然其中一些代码蛋白质或氨基酸，但其他人在这种意义上发挥了监管作用，并且可以更恰当地描述为读者，而不是携带信息的机制。 有时认为基因是信息，以及其他信息来源（Godfrey-Smith 1999）。 这些关于基因本质的形而上学问题可能对一个人对信息谈判的解释产生重要影响。 尽管如此，为简单起见，我们将尽可能地离开它们。

现在，为什么首先将生物信息属性到基因？ 基因在生物的发展中起着至关重要的作用，以及个人之间的特征的遗传。 让我们首先简要介绍转录和翻译过程的关键方面，它说明了信息概念的核心作用，并可能有助于了解讨论的一些细节。 基因表达的方法包括各种实体和步骤：DNA是由四个核碱基组成的大分子（胞嘧啶[C]，鸟嘌呤[G]，腺嘌呤[A]和胸腺[T]），糖和磷酸盐组，以双螺旋形式构造。 在称为“转录”的过程中，将一些DNA序列复制到“信使RNA”或mRNA中（除了胸腺量，T，尿嘧啶，U）外。 然后，以各种方式（例如，RNA剪接）改变mRNA，并在细胞核外部输送到细胞质中。 一旦mRNA到达核糖体，就在mRNA中的序列中，该大分子将氨基酸在标记为“翻译”的过程中。 这些链氨基酸形成蛋白质分子的构建块。

该制造蛋白质的中央方面是存在所谓的“遗传密码”，其将RNA序列（密码子）的三元组映射到氨基酸（尽管一些密码子不为氨基酸代码，但表示开始和停止功能）。 例如，将RNA序列CGT映射到氨基酸精氨酸上，并映射到丝氨酸上。 破译遗传密码是遗传学和分子生物学发展的关键步骤。 遗传密码是组合的，并且通常声称是（在某种意义上被阐明）任意。 这表明这一过程中的一些步骤类似于象征性现象。 该代码也具有高度特异性：特定氨基酸的每个三联码，虽然不同的三元组可以是相同的，因为有64种可能的三元组种和仅20个氨基酸的组合（从而在这种意义上，遗传码被言论是退化的。

对基因的信息归属通常与更具体的权利要求相连。 根据分子生物学的所谓“中央教条”，遗传信息仅在一个方向上流动，从DNA到RNA，蛋白质（参见Šustar2007）。 在其原始制定中，从克里克（于1958年发布）：

中央教条。 这一指出，一旦“信息”已经进入蛋白质，它不能再次出来。 更详细地，可能是可以从核酸转移到核酸的信息，或者来自核酸对蛋白质，但是从蛋白质转移到蛋白质，或者是不可能的蛋白质到核酸。 信息意味着这里的序列精确测定核酸中的碱或蛋白质中的氨基酸残基。 （1958年：153，强调原来）

反过来，对这个教条的一些吸引力辩护并解释了当代生物研究的主要思想之一，即所获得的特征不能遗传的想法（Weismannism）（Maynard Smith 2000; Sarkar 1996）。 因此，在分子生物学中使用信息概念具有各种动机，其中一些是当代生物学中的关键假设之一的核心。 因此，基因携带信息的问题是涉及它是否扮演一些特权进化或发展作用的问题。

为了我们的目的，区分两种不同的索赔可能很有用。 第一思想是基因携带信息。 为了捍卫这个建议，需要表明一些可观的信息概念可以辩护“编码”，“遗传计划”，“转录”，“翻译”等表达的适当性，这一目标也可能需要识别信息的一些因果或解释作用玩。

第二种和不同的声明通常与先前携手共进，是基因在发挥着一些独特的，特殊或特权的解释作用，这些角色将它们与发展或继承中涉及的许多其他机制区分开来。 对辩论遗传信息问题的大部分兴趣始终源于这一指控的特权解释作用。 例如，生物学家Maynard Smith（2000）辩护了这两个索赔，并提升了对这个问题的重新兴趣（见Godfrey-Smith 2000a; Maynard Smith 2000; Sarkar 2000; Sterelny 2000）。 但是，请注意，两项索赔是独立的：可以坚持认为基因在发展中发挥着一些独特的解释作用，而不依赖于信息概念（例如，Godfrey-Smith 2000b;奥斯汀2015），或接受这种基因携带信息而不假设这一点以任何特殊的方式单打它们（例如，Sarkar 2000）。

2.1对信息模型的批评

信息方法从不同的角度批评（例如，Griesemer 2005）。 一系列批评强调，一旦基因被视为信息，其他因果因素往往被视为仅仅是为了表达这些信息的能力。 信息视图强烈支持基因控制和直接发展的想法，而其他因素仍在后台。 实际上，与预制学相比，信息模型（例如，Oyama 1985; Moss 1992）。 在其经典形式中，预赤型主义使生物从自己的微型形式产生，因此发展被理解为生长。 结果，而不是解释有组织和分化的成年人从减少组织和分化的细胞中发育，预制率否定了这种现象。 同样，评论家争论，信息模型经常建议一个类似的发展图片：一块DNA包含一个DNA的假设包含用于建立一只手的说明实际上没有解释手动的发展，但它促进了解释的错误直觉（Lehman 1970：34）。 此外，批评者继续，将基因视为某种特殊或特权因果因素为“先天”和“获得”特征，“自然”和“培育”等的经典区别提供了依据，“培育”（Oyama）1985）。 其他人对遗传信息的想法更为批评。 例如，Sarkar（1996）借鉴了60年代和70年代的分子生物学的发展，以争辩说“信息”是“伪装成理论概念的隐喻”，这提供了分子生物学可能解释的误导性描绘（另见Griffiths 2001）。

对被称为发展系统理论（DST）的运动的批评是特别有影响力的（Oyama 1985; Griffiths＆Gray 1994; Griffiths＆Knight 1998）。 DST理论家提出了所谓的“奇偶校验论文”，根据哪个

影响发育的许多因果因素发挥的角色不会整齐地分为两种，其仅由非DNA元素专门发挥的DNA元素分列。 （格里菲斯和灰色2005：420）

虽然基因在发展中发挥不可或缺的作用，但许多其他发育机制也是如此。 例如，组成表观遗传遗传系统的许多机制，例如DNA甲基化图案，膜或细胞器，在父母和后代之间产生相似性，并与核和线粒体机械平行工作。 因此，他们认为基因在任何方面都不有特权。 当然，考虑到一组特定的环境因素，基因有时可能具有可靠的效果，但对于特定的基因组，环境因素也可能具有可靠的效果。 这种观点受到Lewontin（1974年，2002）的严重影响，因为我们通常可以将基因的因果责任与环境因素的产生贡献中的产生表型结果的贡献来批评。

奇偶校验论文一直是批评的重点。 一个响应是承认，基因是其他同样必要因素的一组原因，而尽管如此，鉴定了一系列特征，使得在某些方面具有不同或特别的基因。 Sterelny，Smith和Dickison（1996）认为基因的信息作用是独特的，但不是独特的; 许多具有功能（歌曲学习，食物偏好，厘摩洛尔，...）的许多其他发育机制也携带信息。 此外，由于对DNA的专用专注，它们中的一些人被忽略。 Shea（2007年，2011）接受了格里菲斯的奇偶阶段论点，但不认为接受基因携带信息意味着许多发育因素所做的，因为只有继承系统可以作为其功能的一部分携带语义信息。 Stegmann（2012）辩称，“奇偶校验论文”可以以不同的方式定义; 其中一些是毫无疑问的，而且还是微不足道的（例如，基因以及环境因素是在其均原因的意义上的一个例子，而其他人则更具争议性。 使用奇偶校验论点的人的挑战是提出一种合理但有趣的意义，在这种情况下，基因和其他环境因素都是如此。 在更新的作品中，保罗格里菲斯和卡罗拉斯特茨拒绝了奇偶校验论文的强大版本，并接受核酸作为蛋白质模板发挥着独特的作用，核酸的遗传是允许转移因子特异性的关键创新从一个细胞到另一个细胞的发育因子（Griffiths＆Stotz 2013; Stotz＆Griffiths 2017b）。

2.2遗传学中的信息方法

部分是为了响应这些批评，有各种各样的尝试制定能够澄清和支撑理论作用的遗传信息的陈述。 一方面，虽然基因无疑是在香农的感觉中携带相关信息，但许多人认为这种概念不适合对特殊的解释作用进行辩护; 除了我们所看到的，在这种感觉中的信息是普遍存在的。 实际上，基因往往与设计效果更好，但具有功能障碍结果：橡子基因组，例如，腐烂比生长更好（Sterelny，Smith，Dickison 1996; Griffiths＆Gray 1994）。 为了解决这一问题和其他问题，最近依赖信息感的建议倾向于关注遗传物质的特殊性或因果概况（Bourrat 2019; Capott，Pocheville，＆Griffiths 2020; Pocheville 2018）。 在最近的工作中，Stotz和Griffiths争辩说，因果特异性与一种信息形式相关。 更准确地说，借鉴了Waters（2007）和Weber（2006）的以前的工作，他们认为，当它是高度具体的，并通过吸引伍德沃德的介入主义的因果关系来定义这种概念（Griffiths＆Stotz 2013; Stotz＆Griffiths 2017a）。 Stegmann（2014）补充说DNA不仅具有高度因果性特异性，而且还包括外部排序过程，即，控制过程中每一步的外部过程。 据他说，这个功能可能会解释其独特的解释作用，并将其作为信息运营商的地位接地。

或者，人们可以通过拥抱目的地方法来避免这些担忧（Maynard Smith 2000）。 首先，与相关性相比，功能不是普遍存在的（例如，与开发的环境特征，例如光或温度，没有功能）。 其次，功能不需要是最常见的效果，所以即使效果

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必须有资格作为其功能。 尽管如此，正如我们所看到的，许多功能项目都不在相关意义上携带信息，因此功能不能成为整个故事（Shea 2007）。 为了支持一股DNA的信息性质，最终可以用来辩护着一种独特的解释作用，必须开发一个最精心的账户，这可能包括（但不耗尽）生物学功能。

Jablonka的（2002）提案提出了接收者或翻译的职能（参见壁画，林斯堡和Jablonka 2020）。 根据她，当接收器对S的发展响应和S的形式的变化对应于接收器中的变化时，实体或过程S带有信息。 因此，只要存在功能接收器，食谱，警报呼叫，DNA的一系列DNA，长度或天空携带信息的外观。 从这个意义上讲，解释器（Jablonka 2002：586）赋予了信息。 这与作为一种特殊的信息携带系统的信号兼容，其中也存在进化的发件人。 但是，在Jablonka的账户中，尽管基因携带信息，但它们没有特权（信息或解释性）状态。

Shea（2007）提出了替代账户。 他的提议依赖于他自己的信息语义账户，呼吁发件人 - 接收系统和相关信息，尽管他的大多数见解也可以被其他外星物理学家接受。 首先，在具有进化功能的特征中，他专注于继承系统，这是功能是产生遗传变化的系统。 DNA及其相关的发育机械（细胞和环境因素）在这种意义上称为遗传系统，因为它具有产生可遗传表型的功能。 在这一框架中，发展系统起到了接收者的作用，而DNA发挥中间的作用。 他的方法的一个有趣特征是它不依赖于DNA-例如的任何特定特征。，关于编码的特殊性或其所谓的武装。

其他人质疑某些机制作为分子生物学中的发件人和接收者的描述。 例如，Levy（2011）争辩说明涉嫌遗传信息没有真正的发件人。 同样，戈弗雷 - 史密斯（2014）辩称，基因组涉及读者（细胞内的转录和翻译机械），但没有明确的发件人，因此基因可能是“提示”，而不是作为信号（在提示/信号上）区别，见§3）。 他还探讨了发件人和接收器如何沿着范式边缘轴变化。 相比之下，萨特（2014年）和刨床（2014）认为基因发挥发件人和接收者的角色，因此它们是产生和阅读信息的机制，而不是携带它。

通常提到的额外财产有助于表征遗传信息是武术（Godfrey-Smith 2000a; Maynard Smith 2000; Sarkar 2000; Sterelny 2000，Fox Keller 2009）。 这一概念与Monod（1970）Gratuité概念涉及，需要更加解开，并且仍然具有高度争议; 在Godfrey-Smith的条款（2000A：205）中，这是一个“如果生物学难以捉摸的概念有用”。 例如，Maynard Smith（2000），以符号术语缺乏形式（化学成分）和含义（切断和关闭的基因）缺乏必要性的“武术”; 这里的明确类比是语言含义，这通常被认为是任意的，因为替代声音可以同样地代表任何给定的内容。 因此，如果相应地改变了转录和翻译机械的其余部分，则可以可能是DNA碱基和三胞胎之间的许多映射。 这涉及弗朗西斯克里克的着名建议，即遗传密码的结构是一种“冷冻意外”，当它第一次发生时是高度抵销的，但之后很难改变。 根据Maynard-Smith的说法，遗传密码的任意性是遗传信息的核心特征之一，证明了遗传信息的归属，并将其单打出特殊的原因。