Hur kan vi förstå det genetiska informationsflödet genom semiosis och kodduality?

Enligt det centrala dogmat i molekylärbiologi kodas sekvensinformationen initialt av den sekventiella strukturen i DNA. Under replikationen transkriberas denna information och kodas av budbärar-RNA (mRNA) genom mallmatchning (transkription). mRNA, som bär på genetisk information, bildar sedan ett komplex med ribosomer och transport-RNA (tRNA), och fungerar som en mall för proteinsyntesen. Denna process säkerställer att proteiner viks till de korrekta strukturerna baserat på den genetiska informationen som representeras av mRNA. Även om det finns överföringar av genetisk information som faller utanför det centrala dogmat, har det fortfarande en betydande vikt inom molekylärbiologi.

Det finns dock en slags informations- eller semantisk egenskap som gener endast har: kodning för aminosyrasekvenser i proteiner. Men denna relation "sträcker sig" endast så långt som aminosyrasekvensen. Det rättfärdigar inte tanken att gener kodar för hela organismens fenotyper, än mindre ger det grund för användningen av informativa eller semantiska språk i biologin (Godfrey-Smith och Sterelny 2016). Det finns också de som hävdar att den genetiska koden uppvisar godtyckliga egenskaper eftersom många andra kartläggningar mellan DNA-bastripletter och aminosyror biologiskt är möjliga. Trots detta, påpekar Godfrey-Smith och Sterelny (2016), är den upplevda godtyckligheten i den genetiska koden ytlig och härstammar från luckor i vår förståelse av de komplexa kopplingarna mellan DNA-baser och aminosyror. Idén om godtycklighet i detta sammanhang visar sig vara svårfångad.

Hoffmeyer och Emmeche beskriver semiosis på organismsnivå som följer: "I den epigenetiska processen kan DNA, det vill säga genomet, ses som bara en fragment av ett evolutionärt flöde av tecken som överförs genom generationerna. Den tolkande aktören som väljer dessa tecken bland de otaliga interna cytoplasmatiska skillnaderna är den befruktade ägget, zygoten" (Hoffmeyer och Emmeche 1991, 143). I denna semiosis är det zygoten som är subjektet i processen: det är den som initierar dekodningen av DNA-meddelandet och gradvis omvandlas till embryot som svar på tolkningen (Hoffmeyer och Emmeche 1991, 144). Till skillnad från molekylärbiologi, som tolkar ontogenetisk utveckling som biokemiska processer styrda av genetisk information, ser biosemiotik det som en form av semiosis. Detta perspektiv betonar att processen endast kan äga rum inom ett tolkande system, som zygoten.

Hoffmeyer och Emmeche (1991) använder begreppet kod-dualitet för att förklara hur semiosis fungerar i proteinsyntesen. Kod-dualitet hänvisar till den rekursiva överföringen av information genom interaktionen mellan digitala och analoga koder (Hoffmeyer 2008: 80). Digitala koder är de där komponenterna är diskreta enheter kopplade genom godtyckliga relationer, medan analoga koder bygger på likheter i rum-tid, del-till-helhet eller kausal kontinuitet. Digitala koder används för minneslagring, medan analoga koder underlättar dekodning och fysiskt genomförande. Enligt begreppet kod-dualitet fungerar den genetiska koden som en digital kod, medan processerna för transkription och translation fungerar som analoga koder. På liknande sätt fungerar tolkning (semiosis) inom autogener också genom kod-dualitet, men på ett distinkt sätt.

Autogener uppvisar inte fysisk differentiering som i proteinsyntesen, men de två självorganiserande processerna, som diskuterats tidigare, ger ömsesidiga viktiga randvillkor. Dessa randvillkor fungerar som

Hur förstås information inom biologi och semiotik?

Begreppet information är centralt för många discipliner, inte minst inom biologi och semiotik. I biologiska system är information inte en abstrakt eller passiv komponent; den spelar en aktiv och ibland osynlig roll i hur organismer organiserar sig, utvecklas och interagerar med sin omvärld. Många forskare har försökt att ge en djupare förståelse för vad information innebär i biologiska sammanhang, och hur detta kan knytas till mer allmänna teorier om kommunikation och tecken.

En grundläggande idé inom biosemiotik, som utvecklades av forskare som Ruth Millikan och Humberto Maturana, är att information inte bara handlar om att överföra symboler eller signaler, utan om att dessa signaler bär på funktioner och betydelser som är nödvändiga för organismernas överlevnad och reproduktion. Maturana och Varela introducerade begreppet autopoiesis för att beskriva de självgenererande processer som definierar levande system, där information spelar en central roll för att organismer ska kunna upprätthålla sin egen existens och funktion i en ständig dynamik.

En intressant aspekt av informationsbegreppet är det teleologiska perspektivet, där information förstås som något som har utvecklats för att främja specifika funktioner hos organismer. I detta sammanhang ses information som en slags "telegrafi" som styr organismernas beteende genom biologiska signaler, vilket gör det möjligt för dem att anpassa sig till förändrade miljöer och andra stimuli. Detta förhållande mellan information och funktion är vad som kallas för informativ teleosemantik, och är ett av de mest fruktbara områdena för forskning inom biologisk semiotik och evolutionsbiologi.

Information i biologiska system kan också kopplas till genetik, där DNA förstås som en form av biologisk information som inte bara styr organismernas utveckling utan också fungerar som ett medium för informationsöverföring mellan generationer. Enligt vissa teorier kan vi till och med förstå DNA som ett teckensystem, där varje gen och sekvens av gener bär på specifik betydelse för den biologiska organismen. På så sätt bär gener på "mönster" av information, som genomgår förändringar genom mutationer och naturligt urval.

Men detta synsätt innebär inte att information alltid är objektivt och neutralt. Som många forskare, bland andra Peter Godfrey-Smith, påpekar är information inom biologin alltid beroende av sammanhang och funktion. Det är inte bara det faktum att ett signalmönster existerar, utan hur det tolkas och vilket funktionellt resultat det leder till, som avgör om något kan räknas som "information" i biologisk mening. Därmed innebär det att den biologiska betydelsen av information är starkt sammanlänkad med frågan om vilken funktion signalen fyller, och hur den kopplas till organismens överlevnad och reproduktion.

För att verkligen förstå hur information fungerar i biologiska och semiotiska system är det viktigt att tänka på det som en process som både omfattar struktur och funktion, och som utvecklas genom historiska och evolutionära krafter. Information kan inte ses som en statisk entitet, utan som något som utvecklas och förändras i takt med att organismens behov och miljöer förändras.

Det är också nödvändigt att överväga de teoretiska ramverk som definierar hur vi talar om information. I biosemiotik, som exempelvis i arbetet av Winfrid Nöth, betraktas information som en symbol som växer och förändras i komplexa system. Informationen har både en biologisk och en kognitiv dimension, där den förstås som en process av teckenskapande och tolkning. Att detta skapande och tolkande sker på en biologisk nivå innebär att information är något som går bortom den traditionella uppfattningen om den som en ren överföring av data, och istället omfattar den dynamiska interaktionen mellan organismer och deras miljöer.

För att få en fullständig bild av information i biologiska system är det också viktigt att inkludera den samhälleliga och kulturella dimensionen. Som Niklas Luhmann påpekade i sin systemteori, är information en central aspekt av sociala system, där det fungerar som ett medium för kommunikation och koordination mellan individer. I denna bemärkelse blir biologisk information inte bara en produkt av evolutionen, utan också en del av ett bredare nätverk av kommunikativa processer, som sträcker sig från genetisk kodning till social interaktion.