L2 De schoonheid van zelforganisatie

Click here to load reader

  • date post

    27-Jun-2015
  • Category

    Education

  • view

    2.105
  • download

    0

Embed Size (px)

description

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

Transcript of L2 De schoonheid van zelforganisatie

  • 1. Zelforganiserende Schoonheid

2. Introductie: regels voor zelfconstructie Simpele regels gevencomplexe patronen 3. Simpele regels en feedback gevencomplexe patronenRule 30 cellular automaton 111 110 101 100 011 010 001 000 current pattern new state for center cell0 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 coderendemoleculen: 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 hierachien:DNA, eiwit, signalen, structuur KleinesignalenDNA~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 netwerkjeCentraleoscillator Biologische klok! 11. Ontwikkeling: de kip en het ei Verschillende gespecialiseerde cellengebruiken andere delen van de DNA code 12. Een ei transcriptiefactor netwerkComplexiteit ontvouwt zich geleidelijk 13. Van ei naar kip.en van kip naar ei Transcriptiefactor netwerk vormt 1 geheel 14. Patronen op vleugelsMeerdere cellenSignaal-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:auxineTranscriptie-factor (TF)Transport eiwitvoor cel-deling pompt auxinenaar buiten 20. Netwerk componenten in het echtAuxine pompen AuxineDelings TF 21. Netwerk regelsceldelingcelstrekkingdifferentiatieceldelingauxine transport Emergente eigenschappen? 22. De digitale wortelpompenauxineTFactiedifferentirenstrekken+dif- ferentiren delenstamcel simpel netwerk complexe uitkomst 23. 1 extra netwerk regelauxine beinvloedt hoeveelheid en richting transportmoleculen Emergente eigenschappen? 24. geeft zelforganisatieauxinepompenDigitale en echteembryos: 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 GedragSelectie 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 kernvan de biologie Met wiskunde/informatica naar eennieuwe netwerk-biologie Het biologisch ontwerp kent zijn eigenschoonheid : U2!