W tradycyjnych systemach żywych, nawet w wirusach, informacje genetyczne są przechowywane w postaci molekularnych szablonów – DNA lub RNA – które kodują i umożliwiają powielanie systemów o identycznej strukturze i funkcjach. Von Neumann definiował system zdolny do replikacji jako taki, który posiada trzy kluczowe elementy: opis samego siebie zakodowany w szablonie, uniwersalny mechanizm konstrukcji odczytujący ten opis oraz uniwersalny mechanizm kopiowania informacji. W ten sposób szablon molekularny jest centralnym elementem replikacji, co stanowi fundament darwinowskiego rozumienia indywidualności biologicznej. Jednakże w modelu autogenu nie istnieje niezależny molekularny szablon genetyczny, co rodzi pytanie, jak system ten realizuje funkcję replikacji.

Autogen nie wykorzystuje oddzielnej molekularnej informacji genetycznej, lecz funkcję opisu i konstrukcji realizuje jednocześnie przez swoją strukturę i dynamikę. Sieć katalityczna o charakterze wzajemnym oraz obszar zawierający komponenty autogenu tworzą struktury kodujące informacje o rozmieszczeniu i relacjach pomiędzy elementami. Te strukturalne informacje ograniczają dostępne składniki i sposoby ich łączenia, pełniąc rolę opisu samego autogenu. W sprzyjających warunkach sieć katalityczna generuje nowe składniki, które następnie budują obszar zawierający zgodnie z narzuconymi ograniczeniami, co prowadzi do wzrostu i funkcjonowania jako uniwersalny konstruktor.

W sytuacji uszkodzenia autogenu na fragmenty tracące zdolność do samonaprawy, każdy fragment zachowuje część strukturalnej informacji. Jeśli lokalne środowisko dostarczy odpowiednie substraty, fragmenty mogą zainicjować ponowną aktywność katalityczną i zregenerować pełnowartościowy autogen o identycznej strukturze i funkcjach jak oryginał. To pozwala uznać, że autogen faktycznie replikuje się, uwzględniając aspekt informacyjny życia, choć w inny sposób niż klasyczne systemy biologiczne.

Argumentacja wobec zarzutów, że strukturalna informacja nie jest jeszcze pełnoprawną informacją, prowadzi do koncepcji autogenu jako systemu celowego i interpretującego. W myśl Deacona, autogen wykazuje normatywność, zdolność interpretacji, indywidualizację, autonomię oraz rekurencyjną samopodtrzymalność. Poprzez swoją strukturę wyraźnie odróżnia się od środowiska zewnętrznego, a jego elementy wzajemnie podtrzymują granice i funkcje, które umożliwiają naprawę i replikację – co jest manifestacją teleologii w sensie kantowskim. Każdy składnik istnieje dla pozostałych i całości, a wszystkie procesy służą trwałości systemu.

Z pojawieniem się wewnętrznego celu pojawia się normatywność – procesy działają na rzecz utrzymania całości, lecz mogą zawieść, np. przez uszkodzenie granic czy zaburzenia w katalizie. To prowadzi do zrozumienia, że autogen posiada kompetencje interpretacyjne, które można wyjaśnić za pomocą pojęcia dualności kodu (code-duality). Strukturalne informacje, będące na początku jedynie ograniczeniami, stają się znakami niosącymi znaczenie poprzez operacyjną interpretację.

W kontekście biologii molekularnej centralne znaczenie ma dogmat centralny, który opisuje mechanistyczny przepływ informacji genetycznej – z kwasu nukleinowego do białka, bez możliwości odwrotnego transferu. Informacja w tym ujęciu oznacza precyzyjne określenie sekwencji, zarówno w kwasach nukleinowych, jak i aminokwasach białek. Jednakże samo pojmowanie informacji jako mechanicznego transferu nie oddaje w pełni jej roli semantycznej i interpretacyjnej, co jest kluczowe dla zrozumienia procesów takich jak translacja czy replikacja.

Należy zatem przyjąć, że informacja biologiczna to nie tylko mechaniczne zapisy i transfery, lecz także procesy interpretacyjne, dzięki którym strukturalne ograniczenia zyskują znaczenie i funkcję w systemie żywym. Autogen, choć pozbawiony klasycznego molekularnego szablonu, realizuje te funkcje w sposób holistyczny, integrując opis, konstrukcję i interpretację informacji w swojej strukturze i dynamice.

Ważne jest zrozumienie, że informacja w życiu nie jest jedynie nośnikiem danych, ale staje się żywym procesem, w którym znaczenie i funkcja powstają dzięki interakcji elementów systemu. Autonomiczność, celowość i interpretacyjność autogenu pokazują, że życie jest systemem, który sam nadaje sobie sens poprzez własne procesy organizacyjne, a nie jedynie biernie podąża za zapisanym kodem genetycznym. W tym świetle zyskujemy nową perspektywę na pojęcie informacji biologicznej, która łączy fizyczną strukturę z funkcjonalnym i znaczeniowym aspektem życia.

Jak rozumiemy informację w biologii, semantyce i teorii znaków?

Rozważania nad pojęciem informacji stanowią jedno z kluczowych wyzwań w filozofii biologii, semiotyce i teorii komunikacji. Współczesne podejścia do tego zagadnienia oscylują wokół prób uchwycenia semantycznego wymiaru informacji, jej funkcji reprezentacyjnej oraz relacji między sygnałem a jego znaczeniem. Informacja w ujęciu biologicznym nie może być zredukowana wyłącznie do abstrakcyjnych bitów czy statystycznych różnic; posiada ona strukturę zakorzenioną w funkcjonalnych relacjach organizmów do ich środowisk.

Kluczowe znaczenie w tym kontekście mają teorie Ruth Millikan i Karen Neander, które wprowadzają pojęcie funkcji selekcyjnej jako podstawy dla semantycznego rozumienia reprezentacji biologicznych. Według nich, informacja biologiczna to taka, która pełni funkcję wyselekcjonowaną w procesie ewolucji, czyli taka, która miała znaczenie dla przeżycia i reprodukcji organizmów. Informacje genetyczne czy neuronalne zyskują sens nie dlatego, że są zgodne z jakąś zewnętrzną rzeczywistością, ale dlatego, że pełnią określoną rolę w systemie biologicznym.

Z drugiej strony, podejście semiotyczne reprezentowane m.in. przez Charlesa Sandersa Peirce’a i jego interpretatorów, takich jak Liszka czy Nöth, podkreśla trójdzielną strukturę znaku: znak (reprezentamen), jego obiekt oraz interpretant. Informacja powstaje tutaj w procesie interpretacji, a nie jako prosty przekaz między nadawcą i odbiorcą. Znak ma charakter relacyjny i dynamiczny – nie istnieje w oderwaniu od kontekstu komunikacyjnego i poznawczego.

W biologii podejście to zyskuje na znaczeniu w ramach biosemiotyki, gdzie sygnały zwierzęce, struktury genetyczne czy procesy neuronalne analizowane są jako znaki funkcjonujące w sieciach relacji. Biosemiotyka nie ogranicza się do klasycznej analizy kodowania i przekazu, ale stara się uchwycić, w jaki sposób życie samo w sobie generuje, przetwarza i interpretuje znaki. Przykładem może być analiza sygnałów ostrzegawczych u małp vervet, które posługują się różnymi sygnałami w zależności od typu zagrożenia. Odbiorcy tych sygnałów nie tylko rozpoznają ich formę, ale także odpowiednio reagują – co świadczy o istnieniu poziomu semantycznego w ich komunikacji.

Claude Shannon, mimo że jego teoria informacji nie obejmuje aspektu znaczeniowego, dostarczył formalnych narzędzi do mierzenia różnicy informacyjnej. Jednakże krytycy, tacy jak Lombardi czy Long, wskazują na konieczność wyjścia poza aletyczną neutralność informacji shannonowskiej, by zrozumieć jej rzeczywiste znaczenie w kontekście biologii i poznania.

Współczesne ujęcia, takie jak propozycje Skyrmsa czy Godfrey-Smitha, analizują informację jako element gier sygnalizacyjnych, gdzie znaczenie kształtuje się dynamicznie w procesie interakcji i wspólnego interesu. Informacja nie jest tu czymś danym a priori, lecz czymś, co powstaje w przebiegu strategii komunikacyjnych i ewolucji systemów.

Ważne jest również podejście Luhmanna, który ujmuje informację jako element systemu autopojetycznego. Systemy społeczne czy poznawcze tworzą własne struktury znaczeniowe i wytwarzają informację jako różnicę, która ma znaczenie dla ich wewnętrznej organizacji. Informacja nie istnieje niezależnie od systemu – jest jego produktem.

Do tego dochodzą rozważania nad złożonością algorytmiczną (Kolmogorov, Li i Vitányi), które oferują formalne narzędzia dla uchwycenia ilości informacji zawartej w strukturze biologicznej lub poznawczej, lecz znów – bez gwarancji uchwycenia jej znaczenia semantycznego czy funkcjonalnego.

Dla czytelnika istotne jest zrozumienie, że informacja nie jest pojęciem jednorodnym. Jej sens zależy od ram teoretycznych: czy jest to teoria ewolucyjna, semiotyczna, systemowa, czy też informatyczna. Każde z tych ujęć akcentuje inne właściwości informacji – jej skuteczność komunikacyjną, znaczenie semantyczne, wartość funkcjonalną lub formalną złożoność. Informacja w biologii nie może być interpretowana wyłącznie jako przekaz lub kod – jest ona raczej procesem, który integruje funkcję, znaczenie i strukturę w ramach dynamicznie zmieniających się systemów żywych.

Jakie są metody wykrywania metali ciężkich z wykorzystaniem cyklodekstryn?
Jak rozumieć równania w teorii zwalniania neutronów i ich zastosowanie w fizyce reaktorów jądrowych?
Jakie są mechanizmy korozji w przemyśle chemicznym i jak je minimalizować?
Jak rozumieć oscylacje Blocha w nadstrukturach i ich wpływ na przewodnictwo elektryczne?
Jakie są metody statycznej odpowiedzi układu drgań zderzeniowych o dwóch stopniach swobody?