L2 De schoonheid van zelforganisatie

  • 1,951 views
Uploaded on

Ben Scheres legt uit hoe genetische netwerken zorgen voor schoonheid in de natuur. Van vlinderoogvlekken tot de ontwikkeling van ons oog.

Ben Scheres legt uit hoe genetische netwerken zorgen voor schoonheid in de natuur. Van vlinderoogvlekken tot de ontwikkeling van ons oog.

More in: Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
1,951
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5

Actions

Shares
Downloads
1
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Zelforganiserende Schoonheid
  • 2. Introductie: regels voor zelfconstructie Simpele regels geven complexe patronen
  • 3. Simpele regels en feedback geven complexe patronenRule 30 cellular automaton 111 110 101 100 011 010 001 000 current pattern new state for center cell 0 0 0 1 1 1 1 0 Makkelijk te illustreren in cellulaire automaten
  • 4. Simpele regels geven ‘macro-’ patronen Cellulaire automatenRule110 cellular automaton
  • 5. Zelforganiserende schoonheid  DNA en informatie netwerken  Feedback en verstrengeling  Voorbeelden  Biologische klok  Kleurpatronen op vleugels  Architectuur van de plant  Finale
  • 6. Architectuur in de Biologie: Bouwplan start vanuit enkele cel Informatie opgeslagen in coderende moleculen: DNA Hoe? Mens: ~ 60 miljoen miljard cellen
  • 7. Biologische informatie Klassiek ‘dogma’ DNA EiwittenCode: ..ACGTAAT.. Vertaalde code: ..QPLIV..
  • 8. Biologisch informatie netwerk Informatie ‘verspreid’ over hierachieën: DNA, eiwit, signalen, structuur… Kleine signalen DNA ~1000 ‘Regel-Eiwitten’: Transcriptiefactoren (TFs) `~25000 gewone eiwitten
  • 9. Zelforganiserende schoonheid  DNA en informatie netwerken  Feedback en verstrengeling  Voorbeelden  Biologische klok  Kleurpatronen op vleugels  Architectuur van de plant  Finale
  • 10. Emergente eigenschap van netwerkje Centrale oscillator Biologische klok!
  • 11. Ontwikkeling: de kip en het ei Verschillende gespecialiseerde cellen gebruiken andere delen van de DNA code
  • 12. Een ‘ei’ transcriptiefactor netwerk Complexiteit ontvouwt zich geleidelijk
  • 13. Van ei naar ‘kip’….en van ‘kip’ naar ei Transcriptiefactor netwerk vormt 1 geheel
  • 14. Patronen op vleugels Meerdere cellen Signaal-eiwit: winglessTranscriptie-factoren (TF)Voor: (1) cel-identiteit (2) pigment-eiwitten
  • 15. Bouwplan vleugel opzetten…
  • 16. …inkleuren…
  • 17. …: zelfgeprogrammeerde schoonheid Signaalmolecuul gebruiken
  • 18. Plant architectuur netwerken
  • 19. Groeipunt netwerk componenten Meerdere cellen Signaalmolecuul: auxine Transcriptie-factor (TF) Transport eiwit voor cel-deling pompt auxine naar buiten
  • 20. Netwerk componenten in het echt Auxine pompen Auxine Delings TF
  • 21. Netwerk regels celdeling celstrekking differentiatieceldeling auxine transport Emergente eigenschappen?
  • 22. De digitale wortelpompen auxine TF actie differentiëren strekken+dif- ferentiëren delen stamcel ‘simpel’ netwerk  complexe uitkomst
  • 23. 1 extra netwerk regel…auxine beinvloedt hoeveelheid en richting transportmoleculen Emergente eigenschappen?
  • 24. …geeft zelforganisatie auxine pompenDigitale en echteembryo’s: tijd pompen auxine
  • 25. Scheut architectuur
  • 26. Verklaring groeipatronen scheut
  • 27. Zelforganiserende schoonheid  DNA en informatie netwerken  Feedback en verstrengeling  Voorbeelden  Biologische klok  Kleurpatronen op vleugels  Architectuur van de plant  Finale
  • 28. Evolutie en zelf-organisatie mutatie, replicatie en selectie  evolutie
  • 29. Evolutie van Gedrag…Selectie van stuurprogramma: Samenwerkende robots!
  • 30. …in simpel neuraal netwerk Feedback: Selectie op robots dieeffectief bij voedsel blijven
  • 31. Een experiment in netwerk evolutie Hoeveel ‘zelforganisatie’ kan worden begrepen… •Door een mens? •Door een computer? •Door de mensheid?
  • 32. Conclusies Zelf-organisatie - niet chaos - is de kern van de biologie Met wiskunde/informatica naar een nieuwe ‘netwerk-biologie’ Het biologisch ontwerp kent zijn eigen schoonheid : U2!