Zelforganiserende Schoonheid
Introductie: regels voor         zelfconstructie   Simpele regels geven    complexe patronen
Simpele regels en feedback geven            complexe patronenRule 30 cellular automaton                             111   ...
Simpele regels geven ‘macro-’                            patronen                             Cellulaire automatenRule110 ...
Zelforganiserende schoonheid     DNA en informatie netwerken         Feedback en verstrengeling     Voorbeelden        ...
Architectuur in de Biologie:   Bouwplan start vanuit enkele cel   Informatie opgeslagen in coderende    moleculen: DNA ...
Biologische informatie   Klassiek ‘dogma’     DNA                       EiwittenCode: ..ACGTAAT..       Vertaalde code: ....
Biologisch informatie netwerk   Informatie ‘verspreid’ over hierachieën:    DNA, eiwit, signalen, structuur…             ...
Zelforganiserende schoonheid     DNA en informatie netwerken         Feedback en verstrengeling     Voorbeelden        ...
Emergente eigenschap van netwerkje                  Centrale                  oscillator             Biologische klok!
Ontwikkeling: de kip en het ei   Verschillende gespecialiseerde cellen    gebruiken andere delen van de DNA code
Een ‘ei’ transcriptiefactor netwerk    Complexiteit ontvouwt zich geleidelijk
Van ei naar ‘kip’….en van ‘kip’ naar ei     Transcriptiefactor netwerk vormt 1 geheel
Patronen op vleugels  Meerdere cellen              Signaal-eiwit:                                 winglessTranscriptie-fac...
Bouwplan vleugel opzetten…
…inkleuren…
…: zelfgeprogrammeerde schoonheid         Signaalmolecuul gebruiken
Plant architectuur netwerken
Groeipunt netwerk componenten         Meerdere cellen       Signaalmolecuul:                                    auxine    ...
Netwerk componenten in het echt  Auxine pompen                   Auxine                            Delings TF
Netwerk regels      celdeling      celstrekking      differentiatieceldeling                            auxine transport E...
De digitale wortelpompen          auxine              TF    actie                                                  differe...
1 extra netwerk regel…auxine beinvloedt hoeveelheid en richting           transportmoleculen         Emergente eigenschapp...
…geeft zelforganisatie                    auxine          pompenDigitale en echteembryo’s:                             tij...
Scheut architectuur
Verklaring groeipatronen scheut
Zelforganiserende schoonheid     DNA en informatie netwerken         Feedback en verstrengeling     Voorbeelden        ...
Evolutie en zelf-organisatie     mutatie, replicatie en selectie                  evolutie
Evolutie van Gedrag…Selectie van stuurprogramma:  Samenwerkende robots!
…in simpel neuraal netwerk         Feedback:   Selectie op robots dieeffectief bij voedsel blijven
Een experiment in netwerk evolutie   Hoeveel ‘zelforganisatie’ kan worden begrepen…                   •Door een mens?     ...
Conclusies   Zelf-organisatie - niet chaos - is de kern    van de biologie   Met wiskunde/informatica naar een    nieuwe...
L2 De schoonheid van zelforganisatie
L2 De schoonheid van zelforganisatie
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

L2 De schoonheid van zelforganisatie

2,701 views

Published on

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

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
2,701
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2,038
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

L2 De schoonheid van zelforganisatie

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

×