Die Begriffe Robustheit und Kanalisierung sind heute in der Biologieliteratur in Mode. Ich bin mir jedoch ihrer Definitionen nicht sicher und ich bin mir auch nicht sicher, ob alle Autoren tatsächlich dieselbe Definition verwenden.
Ich bitte daher hier um eine Definition dieser Begriffe bzw. um einen kurzen Überblick über die gebräuchlichen Definitionen von Robustheit und Kanalisierung . Wie definieren verschiedene Autoren diese Wörter? Ich interessiere mich besonders für...
Die Unterschiede zwischen Robustheit und Kanalisierung (Kanalisierung scheint mehr in der Entwicklungsbiologie zu gelten als Robustheit, die ein allgemeineres Konzept zu sein scheint)
Auf welcher Ebene gelten diese Konzepte? Zu Populationen, zu Genotypen, zu beidem, ..?
Wie hängt das Konzept der Anpassung mit diesen Definitionen zusammen?
Wie passt das Konzept der Plastizität zu den Konzepten der Robustheit und Kanalisierung?
Da Kanalisierung in Ihrer Frage (auch in Wikipedia) definiert ist, bedeutet dies Robustheit.
Semantisch ist es möglich, die beiden zu unterscheiden.
Die Robustheit eines Systems bezieht sich auf seine Empfindlichkeit gegenüber Störungen. Mit anderen Worten, kleine Parameterunterschiede würden den stationären Zustand des Systems nicht beeinflussen (Parameteränderungen in einem physikalisch plausiblen Bereich würden nicht zu Bifurkationen führen).
Mit System meine ich eine Reihe von Einheiten, die auf definierte Weise miteinander verbunden sind. Zum Beispiel ein Ökosystem, in dem verschiedene Arten durch Wechselwirkungen der Nahrungskette miteinander verbunden sind. Im stationären Zustand bleibt eine Systemkonfiguration (z. B. 10 Füchse, 100 Kaninchen, 10000 Gräser, 1000 Honigbienen usw.) über die Zeit konstant (das bedeutet jedoch nicht, dass sie statisch ist). Oder im Falle der Entwicklung kann ein System der Körper sein, der durch eine Reihe bestimmter Phänotypen definiert wird.
Kanalisierung/Kanalisierung bezieht sich auf Mechanismen, die das System dazu bringen, einer bestimmten Bahn zu folgen. Wenn Sie es also mathematisch sehen, behält die Kanalisierung die Flugbahn bei, die von einem bestimmten Satz von Eigenvektoren vorgegeben wird. Als kanalisierende Mechanismen kann man im Entwicklungsfall Mechanismen wie Dosiskompensation, Funktionskompensation durch Isoformen, parallele metabolische Flusskanäle etc. bezeichnen.
Im heutigen Sprachgebrauch können wir also ein System als robust (eine Eigenschaft eines Systems) bezeichnen, während wir uns mit Mechanismen befassen sollten, die helfen, Trajektorien als Kanalisierungen zu erhalten. Das Endziel der Kanalisierung ist es, dem System Robustheit zu verleihen, aber es ist nicht der einzige Mechanismus, der für Robustheit verantwortlich ist (z. B. kann der stationäre Zustand einfach von bestimmten Parametern unabhängig sein).
Robustheit ist eine Eigenschaft des Systems und hängt davon ab, wie die verschiedenen Entitäten des Systems gekoppelt sind und was ihre Interaktionsparameter sind (Raten usw.).
Sie sollten beachten, dass dies Redewendungen sind, die von verschiedenen Gruppen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft übernommen werden und vielleicht dasselbe bedeuten – dies ist lediglich mein Versuch, die Redundanz von Begriffen mit Hilfe der Semantik zu beseitigen.
Nun, Plastizität ist ein ganz anderes Konzept. Plastizität ist in gewisser Weise das Gegenteil von Robustheit. Das bedeutet, dass sich die qualitative Natur des Systems ändern kann, wenn bestimmte Parameter optimiert werden. Das System sollte aber dennoch stabil bleiben. In einem stabilen System führen leichte Störungen aus dem stationären Zustand dazu, dass das System in diesen stabilen Zustand zurückkehrt - wie eine Kugel in einem Brunnen. Ein System kann jedoch von Natur aus mehrere stationäre Zustände zulassen (wie Schalter), und abhängig von bestimmten Parametern kann sich das System in einem der beiden Zustände befinden (aber wenn es zu weit getrieben wird, kann das System in einen anderen stabilen stationären Zustand übergehen). Dies wird als Multistabilität bezeichnet.
HINWEIS: Einige Leute verwenden den Begriff Kunststoff auch für "ansprechbar". Die obige Definition ist möglicherweise nicht erschöpfend oder die perfekteste.
Es gibt mehrere Unterkonzepte innerhalb des Konzepts der Robustheit. Für all diese Konzepte gibt es mehrere Definitionen, und ich schlage nur eine Variante der möglichen Definitionen unten vor.
Aus Gilbert und Epel (2009), Seite 384 , Kanalisierung ist Entwicklungsrobustheit.
In der Biologie beziehen sich diese Konzepte fast immer auf Genotypen. Selten gelten sie für Populationen oder Ökosysteme, und wenn, dann sind die Definitionen oft sehr unterschiedlich.
Remi.b
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