Evolutie verslaat het toeval over hoe de evolutie in het heelal het toeval overstijgt Gerard Jagers op Akkerhuis gerard.jagers@wur.nl and www.hypercycle.nl

Soms kom je toevallig een oude kennis tegen Soms kom je toevallig een oude kennis tegen. Maar omdat je elke dag heel veel mensen ontmoet, is het niet zo heel toevallig als daar een oude kennis tussen zit.

De bliksem kiest een toevallige boom of huis De bliksem kiest een toevallige boom of huis. Maar dat de bliksem bomen of huizen treft is geen toeval.

Bij bliksem gaat het om het afbreken van het verschil tussen plekken met veel en plekken met weinig elektrische lading (het verschil heet een gradient) weinig lading veel lading veel lading weinig lading

Nog een gradient: Wolken: lage energie Zon: hoge energie

Nog een gradient: zaden zonlicht planten hoog water waterdamp aandrijving laag water Net zoals het verval een watermolen aandrijft, gebruiken planten het energetisch verval van zonlicht naar waterdamp om hun “molentje” aan te drijven en zaden te maken.

en planten kun je eten zo komen er meer planten

} planten dieren Een voorspelbaar patroon zonlicht planten planteneters roofdieren top predatoren waterdamp poep poep poep Nog meer voorspelbare patronen? planten dieren } meercelligen met hersenen niveaus! meercelligen meercelligen eencelligen eencelligen

dier, ….. meercellig, eukaryoot, bacterie, Toeval? complexiteit neemt toe… complexiteit = ?

Antwoord via algemene systeemhierarchie? Biosfeer Organellen Organen Weefsels Orgaan systemen Complexe moleculen Populatie Biosfeer Ecosysteem Gemeenschap Moleculen Atomen Cellen Organismen Fundamentele deeltjes Antwoord via algemene systeemhierarchie? Ecosysteem Gemeenschap ? bijdrage aan Populatie (Organismen) Meercelligen De logica hiervan is helaas onnauwkeurig Orgaan systemen Organen Er lopen drie soorten ordening door elkaar Weefsels Cellen met kern Cellen interne differentiatie Organellen Interacties (abstracte niveaus) Complexe moleculen deeltjes en organismen van verschillend niveau onderdeel van Moleculen De vraag is dus…… Atomen Fundamentele deeltjes

Is deze reeks te verbeteren? De omgeving levert “druk” en “steigers” Is deze reeks te verbeteren? Of, … de operator maakt de volgende operator…. Dimensie 3: interactie systemen Soms, zorgen interacties voor het eerst-volgende, nieuwe type closure. Voorbeeld: meercelligheid Een operator kan samen met andere operatoren systemen maken Hoe? volgende closure Dimensie 1: operatoren (deeltjes/organismen) En verder, stap na stap.. volgende operator Een operator kan van binnen meer complex worden Soms, zorgt interne differentiatie voor het eerst-volgende nieuwe type closure. Voorbeeld: endosymbionte cellen en verder…. Bewust gebruik van de drie ordeningen van complexiteit (drie “dimensies” voor hierarchie) Dimensie 2: interne differentiatie De operator zelf levert de context

Hoe lang is deze “ladder”? “Toevallig” staat complexiteit dwars op de “boom van het leven” Memons First cell(s) bladgroen mitochondria Purper bacterien blauwalgen Eubacterien Gram positieve Myxobacterien Archaebacterien diatomeen algen varens naaktzadigen bedektzadigen mossen Protozoen slijm schimmels Yeasts sponzen schimmels schelpdieren geleedpotigen gewervelde dieren stekelhuidigen aaltjes Hoe lang is deze “ladder”? meercelligen eencellige eukaryoten prokaryoten

quark-gluon interactie De operatoren-“ladder” SAE SCI HMI multi-deeltje hypercirkel interface  closure dimensies voorspellingen memon sensors euk. multicell. zenuwkring  closure niveaus eukaryote cel multicellulair cel cel membraan autocatalyse molecuul atoom electronen schil atoomkern hadron opsluiting quark-gluon interactie deeltjes

Wat kun je met zo’n ladder? Is deze ladder toeval? Wat kun je met zo’n ladder? Operator hierarchie orde in het heelal Closure Toekomst Leven Drie dimensies voor hierarchie

Het heelal, toeval & orde! ‘Interactie systemen’ Operatoren (‘deeltjes’) Het heelal, toeval & orde! Hardwired memon geen strikte niveaus, veel toeval strikte niveaus, weinig toeval Multi-cellulars De OPERATOREN zorgen voor orde in het heelal Eu-karyote Cell Molecule Atom Atom nuclei Hadron Quark-gluon plasma

quark-gluon interactie Evolutie: de toekomst SCI HMI multi-deeltje SAE interface hypercirkel  closure dimensies memon sensors euk. multicell. zenuwkring  closure niveaus eukaryote cel multicellulair cel cel membraan autocatalyse molecuul atoom electronen schil atoomkern hadron opsluiting quark-gluon interactie deeltjes

De toekomst van de evolutie Zodra we deze deze dingen, die we machines of robots noemen, de juiste neurale structuren geven, vallen ze onder de operator hierarchy en zijn ze leven.

Wat is leven (niet levend!)? X Leven = reproductie? a zorse a lanter X Leven = metabolisme? a tardigrade X? Leven = gebaseerd op cellen? HIV Sonny Oorzaken problemen huidige definities: - facultatieve aspecten leven en ‘levend’ - hiërarchie van systemen ontbreekt X Leven? Hoe is dit op te lossen?

Leven (niet ‘levend’!) = Alle operatoren vanaf het niveau van de cel en hoger - Niet relevant: metabolisme - Niet relevant: reproductie - Niet alleen relevant: eerste cell + Organisatie en hierarchie + Operatoren

Dus: is evolutie toeval? ≠ niet toevallig wat betreft de niveaus van de operatoren ≠ wel toevallig wat betreft de verschijningsvormen van de operatoren niet toevallig wat betreft het afbreken van gradienten

De evolutie overstijgt het toeval Dit leidt tot de volgende conclusie: Dank voor uw aandacht Gerard Jagers op Akkerhuis gerard.jagers@wur.nl and www.hypercycle.nl