epoxyde: (Sova_2)

К завтрашней конференции подготовлен такой доклад. Плюс слайды. Но слайды будут завтра.


В контекст проблемы сохранения и восстановления биоразнообразия (как локального, так и в больших масштабах, на уровне крупных экосистем) хорошо вписался обозначившийся относительно недавно тренд – попытки восстановления вымерших видов. Предполагается, что таким образом от-крывается возможность не только для практического применения достиже-ний современной молекулярной биологии и генетики, но и для непосред-ственного восстановления некогда существовавших биоценозов.

Для этого имеется несколько предпосылок: прежде всего, речь идет о видах, вымерших по причине расширения хозяйственной деятельности чело-века и уже в историческое время. Наиболее часто речь идет, безусловно, о тех видах, которые исчезли сравнительно недавно и существует возможность получения относительно полноценных геномов этих видов.
Второй предпосылкой является анализ палеоэкосистем, в особенности экосистем недалекого прошлого. Предполагается, что такие экосистемы, будучи восстановлены, позволят вести определенную хозяйственную деятельность.

В этом случае наиболее часто упоминается о своеобразной реанимации эко-систем эпохи плейстоцена.
Если рассматривать биологический вид как систему и совокупность адаптаций, необходимо указать на ограниченность применимости этой си-стемы. Каждый вид тесно интегрирован в ту экосистему, в которой проходил процесс его становления. В связи с этим комплекс адаптаций позволяет существовать ему в достаточно узком коридоре факторов внешней среды.
Именно поэтому вопрос о реанимации вымерших видов не может рас-сматриваться в отрыве от проблемы реанимации экосистем, в которых они существовали. Это обстоятельство накладывает серьезные ограничения на подобные проекты. И здесь также существует как минимум два спорных момента.

Во-первых, современные экосистемы сами по себе во многих случаях нуждаются в охране. Так как наиболее вероятным является восстановления экосистем плейстоцена (имеется доказанная возможность замещения вымершей мегафауны современными животными), часто поднимается вопрос как о целесообразности такого процесса, так и о вероятном замещении этими экосистемами существующих ныне.
Палеоэкосистемы (а именно – биомы приледниковых областей плейстоцена) были весьма продуктивны (по уровню продукции растительной биомассы их можно сравнить с современными саваннами), но при этом их существование было привязано к весьма специфическим условиям, которые сегодня на Земле практически не встречаются. Поэтому вопрос о восстановлении таких биомов сегодня рассматривается исключительно в виде небольших экспериментальных территорий часто вне проблемы восстановления вымерших видов. Делается упор на возможность возобновления хозяйственной деятельности в условиях современной тундры после окончательного становления подобных плейстоценовым экосистем.

Второй спорный момент связан уже с включением восстановленных видов в существующие экосистемы. В данном случае как правило рассмат-риваются те виды, которые существовали и вымерли в современных экосистемах.

Так как каждый вид изначально является частью экосистемы, ее внутренних взаимодействий, он занимает определенную нишу в этой экосистеме. Теория эволюции говорит о том, что на любую, даже занятую нишу, всегда имеются претенденты, занимающие в таком случае подчиненное положение и остающиеся в подавленном состоянии. Однако комплекс скрытых и пока еще нереализованных адаптаций позволяет им в короткое время занять вакантное место в экосистеме. Этот процесс замещения одних видов другими является основой устойчивости экосистем. Как правило, в случае наличия вакантных мест видообразование значительно ускоряется, а видовое разнообразие существенно увеличивается.

Если рассматривать ситуацию, в которой один из значимых для экосистемы видов исчезает, нужно предположить, что через некоторое время его место занимает другой вид со сходным комплексом адаптаций и равновесие в экосистеме восстанавливается, она снова становится целостной, в ней занимаются вакантные ниши.

Предполагаемое возвращение к жизни (англ. – de-extinction process) уже исчезнувших видов столкнется в этом контексте как минимум с двумя существенными проблемами. Прежде всего (и это не столь существенная преграда на пути к реинтродукции) возникнет вопрос о том, какое место должен будет занять восстановленный вид в существующих ныне экосистемах. Здесь уместно упомянуть о проектах по восстановлению тасманийских сумчатых волков (тилацинов, Thylacinus cynocephalus) и американского странствующего голубя (Ectopistes migratorius), так как это практически единственные примеры истребления человеком массовых видов (большинство вымерших по причине хозяйственной деятельности человека видов представляли из себя малочисленные, часто эндемичные виды или даже подвиды).
Ни для тилацина, ни для странствующего голубя на сегодня в суще-ствующих экосистемах, бывших при жизни этих видов домашними для них, нет места. Роль тилацина взяли на себя интродуцированные около 3000 тысяч лет назад в Австралии собаки, а позже замещение произошло и на острове Тасмания, хотя там до сих пор существует популяция тасманийского дьявола (Sarcophilus laniarius). Роль странствующего голубя приняли другие птицы, в том числе и систематически близкие. Не совсем ясно, какое место теперь в экосистемах займут вымершие виды и насколько сильно они смогут повлиять на другие виды, уже закрепившиеся в занятых ранее нишах при условии восстановления достаточно полной и разнообразной популяции.

Вторым аспектом, который делает de-extinction process сомнительным и в значительной мере опасным, является предлагаемая для этого методика, в иностранной литературе называемая SCNT (Somatic cell nuclear transfer). Основа этой методики – замена ядра ооцита ядром соматической клетки, что позволяет получать лишь генетически совершенно однородный материал. Следовательно, воспроизводимая таким образом популяция будет характеризоваться крайне низким генетическим разнообразием или вовсе отсутствием такового [2].

Общеизвестно, что основой существования устойчивой популяции является достаточно высокое генетическое разнообразие (генетический поли-морфизм), создающее материал для микроэволюционных процессов, процессов адаптации и, как следствие, экологической пластичности популяции (или группы популяций). В генетически однородных популяциях, где все особи находятся в непосредственном родстве (полную генетическую однородность можно трактовать именно так), резко увеличивается генетическая нагрузка на популяцию. В таких условиях поддержание сколько-нибудь значительной численности популяции не представляется возможным.

Кроме того, это чревато возникновением эндогенных заболеваний, контролировать которые невозможно. Этот тезис хорошо иллюстрируется при-мером заболевания тасманийских дьяволов (Sarcophilus laniarius) – лицеовй опухолью тасманийского дьявола, появившейся в популяции вида сравнительно недавно (первый случай DFTD зарегистрирован в 1996 г.) и быстро распространившейся (на сегодня около 80% животных имеет признаки забо-левания). В числе причин столь быстрого распространения называется, в том числе, и низкое генетическое разнообразие популяции S. laniarius.

Еще одной существенной проблемой является вопрос соотнесения вымерших видов и видов, полученных в результате работ по восстановлению генома. Предлагаемые варианты восстановления фрагментарных геномов вымерших видов (полные, по всей видимости, отсутствуют даже для тех видов, которые представлены в виде единиц хранения в музеях в значительном количестве) представляют из себя поэтапную замену генов. При этом не вполне ясно, имеется ли вообще возможность получить вид, более напоминающий вымерший, нежели исходный. Так как геном является целостной системой со сложными внутренними связями и взаимодействиями, сегодня среди специалистов в области молекулярной биологии преобладаем мнение, что получить полноценный геном вымершего организма невозможно вовсе [1].

По той же самой причине, по которой нельзя рассматривать геном, как простую совокупность генов, нельзя рассматривать de-extinction process вне вопроса о вирусных заболеваниях, которые были характерны для популяций вымерших видов. В геномах каждого вида эукариот содержится значительное количество ретровирусных вставок различной степени полноты, от поврежденных и не способных к функционированию, до вполне жизнеспособных. Это создает угрозу появления новых ретровирусных заболеваний, переноса их на другие, близкие виды, а также на неродственные. Хотя, вероятность этого крайне незначительна [3], исключать такое развитие событий нельзя.
Таким образом, de-extinction process вымерших видов сталкивается со множеством серьезных проблем, среди которых не только биологические, но и не обсуждаемые в данном случае этические и даже юридические. Решение этих вопросов не менее важно, чем решение технических проблем на пути к восстановлению вымерших видов.


Так как это исключительно авторское мнение, основанно на литературном обзоре, оспаривать его нет смысла.

epoxyde: (Shegorath)
Процесс образования меандров хорошо заметен на спутниковых снимках. Если посмотреть на изгиб реки, то можно иногда увидеть, что лес, если он есть, растет не сплошным массивом, как это бывает обычно, а полосами, почти точно повторяющими изгиб русла.

2016-04-25_19-45-00.png

Полагаю, что по мере образования наносов на внутренней стороне изгиба русла, берег зарастает травой, а позже заселяется деревьями. Постепенно это бодрое зеленое сообщество продвигается на новые полосы наносов.

2016-04-25_19-45-22.png

По форме полос можно даже изучать особенности формирования меандра: когда примерно и где она начала формироваться, как менялась его форма и некоторые другие особенности.

2016-04-25_19-46-02.png

Жаль, что почти у всех меандров одна судьба: со временем река, скорее всего, сравняет русло и меандр превратится сначала в извитый рукав реки, а потом – в старицу. Старица станет болотом, а болото, зарастая, превратится в луг.
epoxyde: (Shegorath)

Отчего эволюционная теория, единственная на сегодняшний день научная концепция, которая непротиворечиво и полностью объясняет существовавшее и существующее разнообразие живых организмов, имеет гораздо больше противников, чем сторонников? Конечно, противников в научных кругах у нее нет. Это экспериментально и фактический подтвержденная теория с огромной предсказательной силой и невероятной разрешающей сопсобностью в отношении событий далекого прошлого. Лагерь противников сформировался из совсем и во всем необычных людей.

Такие люди, как правило, начинают критику не с научного обоснования своих доводов против, а с субъективного положения «так не могло быть». Как правило, на этом все и заканчивается, ведь, да не покажется это удивительным, батальон ежедневно штурмующих теорию эволюции ее противников представлен вовсе и даже далеко не учеными, хотя таковые там встречаются, выбравшими себе в качестве поля деятельности естественные науки. Здесь самые разнообразные товарищи, от сантехников, до кандидатов филологических и юридических наук. Одним из последних открытий стал кандидат исторических наук, свято веривший, что разбирается в методах датирования и убеждавший всех и каждого, что кости динозавров, датированные по углероду, оказываются не старшле 50000 лет.

Среди биологов, геологов, палеонтологов и других людей, связанных по роду своей деятельности с биологией, доля подобных наивняков стремится к нулю с гигантской скоростью. Как правило, они встречаются среди студентов первых курсов сельхозакадемий, лесоводов, фармацевтов, несколько раз попадались даже врачи, являющиеся, судя по содержанию комментариев, то ли стоматологами, то ли педиатрами. К сожалению, грубые фактические ошибки, допущенные ими, не делают им никакой славы и даже наоборот – значительно снижают авторитет. Так, например, для некоторых (если не для всех) врачей часто становится открытием (с которым некоторые же начинают яростно спорить), что зубы человека ведут свою родословную, в общем, от чешуи рыб, а слуховые косточки - от жаберных дуг. Эти очевидные, казалось бы, для биолога факты вызывают систематическое отторжение оных практически у всех противников эволюционной теории.

Одной из причин, как мне видится, стали масштабы времени и процессов, которые описывает теория эволюции. С одной стороны – микроэволюционные процессы, занимающие годы, максимум – столетия, еще как-то укладываются в картину мира. С другой стороны находятся интервалы времени в миллионы лет, десятки миллионов лет. С одной стороны находится вся современная и, в общем, понятная и знакомая каждому фауна, флора, сообщества, не вызывающая никаких сложностей в восприятии. С другой – флоры, фауны и экосистемы, от которых сейчас не осталось явного следа и которые были устроены и функционировали совсем иным образом, нежели все сегодняшние. Как правило, попытка описать простым языком такие экосистемы приводит в тупик, ибо это невозможно в отрыве от их эволюции. Самым ярким примером на моей памяти была попытка объяснить, каким образом функционировали докембрийский (вендские) экосистемы. Попытка закончилась неудачей, хотя все основные важные моменты были учтены и объяснены.

А в чем основная проблема? Видимо, в этих самых масштабах. Человеку чуждо все, что не существует в его сознании в виде четких образов и не наблюдалось непосредственно. Осложненное общей неосведомленностью о фактах и открытиях в конкретной области, это «несуществование образа» порождает отрицание очевидных фактов, ведь очень сложно, не имея более или менее полного представления об эволюционных процессах, провести опорные линии для понимания общей концепции. А концепция эволюции настолько масштабна, что для полного осознания ее требуется больше, чем школьный учебник биологии. Видимо, основная проблема критиков теории эволюции не только общая низкая научная грамотность и узкий кругозор, но и вполне определенная закостенелость и непластичность мыслительной деятельности, что порождает не только сопротивление новому знанию, меняющему мировоззрение, но химер понимания.

epoxyde: (Shegorath)

Бывает и такое, что российские орхидеи вырастают, не имея в листях хлорофилла.

302737_9401396b.jpg
epoxyde: (Default)

Ввиду своей человечности мы весьма склонны к необъективной оценке животных, как носителей разума и эмоций. Да, млекопитающие во многом схожи между собой и, конечно же, приматы не являются каким-то «эмоционально-разумным» исключением среди них. В той или иной степени разумность, как способность к абстракциям разного уровня, и эмоциональность, которая, в общем, тоже является следствием разумности, так как представляет собой, по моему мнению, результат способности вырабатывать абстрактные категории, не сводящиеся в итоге к удовлетворению базовых потребностей в пище, сне и продолжении рода. Хотя, что значит – не сводящиеся? Вполне сводящиеся, но через несколько операций упрощения и допущения. Ведь та же радость от встречи с родственниками (допустим такое) может быть сведена к снятию напряжения относительно судьбы своего генотипа. Так сказать, вижу родственников – понимаю, что генотип имеет распространение и закреплен. Условно, конечно, но отчего бы и нет.

Поведение животного в первую очередь определяется базовыми потребностями. Да, они способны на эмоции, у них есть определенная разумность, выраженная в способности строить простые логические заключения (и чем ближе к приматам, тем эта способность более развита). Но приравнивать собак, кошек, слонов, китов и дельфинов к однозначно разумным существам было бы весьма и весьма опрометчиво. Разум, как функция нервной системы, как проявление высшей нервной деятельности, позволяет носителю либо регулировать влияние базовых потребностей на свое поведение, либо настолько сильно абстрагировать их, что становится сложно найти реальную причину того или иного действия, если исходить из натуральных посылок. В поведении же животных влияние таких «натуральных» посылок доминирует без каких-либо сомнений.

Уместно будет сказать, что животные обладают определенным интеллектом, но носителями разума их называть сложно. Все-таки разум – философская категория, способность интегративного восприятия и оценки окружающей действительности с вытекающей отсюда способностью к дальнему прогнозированию и, как необходимое условие, к самооценке, которая возможна лишь при наличии самосознания. Все это свойственно в разной степени лишь небольшому числу видов приматов, но назвать других животных, даже млекопитающих с их развитой корой, разумными нельзя. У собак, кошек, мышей, морских свинок, кроликов, зайцев и прочих самооценка отсутствует. Они не способны к анализу своих действий (поступками их также называть нельзя) и тем более, не способны к анализу действий других животных. Все же конгнитивные возможности их сильно ограничены именно невозможностью формирования абстрактных категорий, что в итоге ведет к весьма шаблонному поведению.

Например, частая апелляция к спасанию животными своих потомков и соплеменников – слабый аргумент. Люди также спасают своих соплеменников, но идут в этом деле дальше: у людей сформированы специальные профессиональные службы спасения, существует развитая система профилактики ситуаций, в которых может потребоваться это спасение. Люди прогнозируют определенные последствия и события, которые могут привести к необходимости спасения. Именно потому, что человек может делать прогноз на отдаленные последствия, смертность в популяции людей на порядок ниже. Животные способны прогнозировать лишь ближний результат своих действий, но отдаленные последствия им недоступны. Кошка может пытаться достать какой-то предмет, по пути разбивая вазу, но наказание, которое является очевидным для человека средством формирования социальных норм, не приносит в отношении кошки никакого результата потому, что кошка в принципе не способна понимать суть наказания и в следующий раз также разобьет вазу. В данном случае наказание – это абстрактная категория, требующая значительной степени самосоознания и самооценки.

Безусловно, какая-то степень интеллектуальности животным свойственна. И эта степень растет по мере движения от рыб к млекопитающим. Но разумность присуща им лишь в самом условном виде. Умение считать – это интеллект, умение находить решение и алгоритм действий в определенной ситуации – это тоже интеллект. Способность понимать, почему нужно считать, какие выгоды это приносит, какие общие свойства объединяют предметы и явления в окружающем пространстве и на основе этого вырабатывать эффективные и гибкие стратегии – это разум. Животные к этому даже в близкой к человеку мере не способны.

epoxyde: (Shegorath)

DSC_9964.jpg

Вообще, это не самое большое скопление бабочек боярышниц, которое я видел. Однажды довелось видеть столь массовый лет этих насекомых, что дороги в лесу были усыпаны бабочками на многие сотни метров, а у каждой лунки, наполненной водой, сидели десятки боярышниц. По странному стечению обстоятельств именно в этот же год наблюдался не массовый, а массированный лет мнемозины (аполлона черного, редкой и занесенной в Красную книгу бабочки), которые также облепляли лужи на лесных дорогах. К сожалению, в далеком 2003 году цифровой техники, да и вообще фототехники у меня не было.

Сидя у луж, бабочки пьют воду и получают бонусом необходимые минеральные добавки в рацион. Они толкаются, хлопают крыльями, отчего напоминают шумных и наглых чаек. Некоторые из них падают в лужи и тонут.

epoxyde: (long shadow)


Вообще, я не любитель домашних орхидей и всех орхидей, кроме наших северных, в целом. Но, если уж подарили, так надо растить.
Ращу дома два фаленопсиса. Один вот уже третий раз цветет, а второй – он совсем еще мелкий. Даже не знаю, какого цвета будут цветки у него.
epoxyde: (long shadow)

Периодически вспывает в голове странная мысль. Мы все знаем, что грибы кордицепсы паразитируют на муравьях, превращая последних в носителей и субстрат. Это длится уже миллионы лет, судя по находкам ископаемых остатков муравьев с признаками заражения грибом. Сама по себе такая длинная история не представляет ничего удивительного. Гриб нашел идеального хозяина и зацепился в природе.

Интересна проблема, поставленная другим боком, другая сторона куба Неккера, так скажем. Почему за многие десятки миллионов лет муравьи так и не выработали сколько-нибудь адекватного решения проблемы заражения грибом. Другими словами, если грибу выгоден муравей, то чем же гриб выгоден муравью?

Никак не могу для себя найти решения этого вопроса. И вообще, не могу найти ответа на вопрос, чем же паразит выгоден хозяину, хотя, если посмотреть по сторонам, паразиты встречаются повсеместно. Вряд ли этот факт можно игнорировать и списывать на хорошую приспосбляемость паразитов. Где-то должен быть профит и для хозяина. Но вот где?

epoxyde: (long shadow)
Вид не редкий, но это же орхидеи.









Борисычу: там эта популяция прекрасно живет уже не первый год. Я ее с 2006 года посещаю.
epoxyde: (long shadow)
Если мы вспомним, что вендская фауна – это, прежде всего, оригинальный план строения, то в отношении к вопросу о происхождении членистоногих возникает интересное предположение.
Вендобионты – это животные (несомненно), уже многоклеточные и при этом достаточно высокоорганизованные. Достаточно сказать, что разнообразие жизненных форм в этой фауне было достаточно велико. Кроме того, эта фауна отнюдь не была тупиковой ветвью и на излете своего существования уже искала какие-то новые принципы организации. Трибрахидиум, если он является родственным другим классическим вендобионтам, например, показывает, в каком направлении могли пойти эти организмы дальше. В настоящее время наиболее близкими в плане внешнего строения к трибрахидию стоят морские звезды или же кишечнополостные. Из наиболее ярких представителей можно упомянуть чарнию, которая, вероятнее всего, была аналогом современных морских перьев и анемонов (только без щупалец).

Если ранние вендобионты – это классическая застежка-молния (симметрия скользящего отражения), то уже к концу венда появляются такие интересные формы, как, например, вот эта дикинсония из позднего венда:



Или вот эта вендия соколова также из позднего венда:



Ранние формы, например, имеют более простое строение, а основной тренд определился почти сразу – некий аналог цефализации. Неизвестно, была ли это полноценная цефализация, затрагивавшая и органы чувств в том числе, или же это просто закономерность у билатерально симметричных животных. С другой стороны, трибрахидии и вообще трилобозои пошли в другом направлении и никакой цефализации (по крайней мере, горизонтальной) у них не получилось. Зато получился другой, не менее интересный план строения. Типичный трибрахидий такой:



Еще одним ярким представителем вендской фауны стала сприггина. Она в свое время подняла шум по поводу возможности происхождения членистоногих в венде от ей подобных. Ну, типичная сприггина выглядит так:



А типичный трилобит – так:





А есть еще другие разные раннекембрийские явственно сегментированные организмы. Тут достаточно вспомнить аномалокариса, опабинию, мареллу и прочих.
Кажется, все просто. Сприггина и ее родственные организмы к самому концу венда выработали комплекс адаптаций, которые стали возможны благодаря перестройке экосистем, увеличению содержания кислорода (второе кислородное событие, скажем так) и, соответственно, массовому поступлению в воду окисленных минеральных соединений. Это позволило продуцировать скелет, а дальше – уже знакомая история, которая началась т. н. кембрийским взрывом или, иначе, кембрийской скелетной революцией.
На практике все сложнее. Вендобионты все без исключения, как уже выше было сказано, имели особый тип симметрии – скользящего отражения. В этом случае сегменты не строго противопоставлены друг другу на обеих сторонах тела, а смещены с шагом в половину своей ширины. И так у всех. Нет ни одного исключения А вот у трилобитов и других сегментированных, начиная с самого раннего кембрия, уже нормальная симметрия без смещения. Эта неувязка не позволяет однозначно вывести членистоногих из вендобионтов.
Вот чуть ранее о генетическом аспекте вендской фауны я уже чуть-чуть говорил. Как раз в приложении к общей организации. Теперь, если немного расширить эту гипотезу, то представляется интересный сценарий.
Допустим, ближе к концу венда все потенциальные возможности, которые могли существовать, учитывая набор генов, вендобионты реализовали. В общем, ничего более качественного и не могло бы получиться. НОХ-гены управляют онтогенезом очень жестко, не давая организму оказаться устроенным иначе, чем его предки. А вендские организмы имели достаточно простую цепь НОХ-генов, которые, включаясь попеременно, запускали образование очередного сегмента тела
Могу предположить, что начавшаяся, так сказать, цефализация стоила вендобионтам значительных эволюционных усилий, но оказалась выгодной. Поэтому можно также предполагать, что и органы чувств начали смещаться в переднюю часть тела, либо тут начинал организовываться более крупный нервный узел (сложно представить себе многоклеточный организм, который может плавать, но не имеет нервной системы, а ергия плавала, например).
Допустим, два НОХ-гена, управлявшие образованием правых и левых сегментов соответственно, располагались в непосредственной близости друг от друга и имели, что логично, один механизм запуска – с помощью белков-морфогенов, как это есть и сейчас. В результате определенной мутации эта пара НОХ-генов стала активироваться одновременно и, соответственно, два сегмента стали закладываться одновременно. Вот и случается качественный скачок, отделяющий вендобионтов от настоящих билатерально симметричных животных.
Какие выгоды это дает? Сложно судить. Возможно, такая перемена произошла вовсе не с самыми крупными представителями эдиакарской фауны. Возможно, это дало новым видам иной способ передвижения и другую, более эффективную организацию нервной системы. Теперь можно было организовать полноценный головной отдел с парой органов чувств, а не в одним набором, как следовало бы в случае с попеременной закладкой. Вероятно, также появилась возможность избежать единообразия метамеров и перейти к новому, аллометрическому типу роста.
В целом, по ряду причин, новая организация оказалась эффективнее прежней и новые мелкие вендобионты постепенно закрепили это приобретение и развили его. От парного сегмента тела до конечности – один шаг, и в самом конце венда на сцене появляются мелкие членистоногие, которые уже в следующем периоде станут господствующей формой беспозвоночных в морях кембрия.

P. S. Все выше изложенное не претендует на научную истину или даже научную гипотезу. Это описание вероятного механизма, вполне очевидного и реализуемого. Было ли так на самом деле или же эдиакарская фауна никак с кембрийской не связана напрямую, мы, полагаю, точно не узнаем никогда или, по меньшей мере, в ближайшее время.
epoxyde: (long shadow)
Кстати.
Усложнение работы HOX-генов может быть неплохо прослежено по одному интересному признаку – степени выраженности метамерии. Ведь, в общем, чем более однообразны части тела животного, тем менее сложная система генов-регуляторов онтогенеза (HOX-генов) управляет его развитием. Вот и получается, что по степени метамерии, наверное, можно судить о том, насколько просто или сложно устроен генетический аппарат и, соответственно, делать какие-то предварительные выводы об эволюции животных.
Так, например, вендобионты представлены исключительно метамерными видами. Но более того, способ роста этих существ свидетельствует не только о простоте, но и вообще о крайней примитивности управляющей генной сети. Следующий период – кембрийский – показывает не столько усложнение этой сети, сколько различные рекомбинации генов. Метамерность остается главной отличительной чертой едва ли не всех организмов, обитающих в это время.
Только с появлением ракообразных (не трилобитов), насекомых и позвоночных можно говорить о значительном усложнении регуляции HOX-генами.
epoxyde: (Shegorath)
Как известно, мел-палеогеновое вымирание повлекло за собой практически тотальное вымирание динозавров. А это привело к выходу в лидеры млекопитающих. До сих пор нет единого мнения о причинах вымирания, но ясно, что это не был метеорит (к импактной гипотезе склоняется западная школа), так как следовало бы ожидать более или менее равномерного вымирания в рамках разных отрядов и, по меньшей мере, продленное существование динозавров после К-Т события.
Для начала нужно вспомнить, кто такие – динозавры. Это архозавры, когда-то огромная группа рептилий, которая в настоящее время представлена только крокодилами (крокодилы, аллигаторы, гавиалы). Экологический спектр динозавров был также весьма широк. Они заселили практически все среды обитания (до сих пор, правда, неизвестны динозавры с подземным, как у кротов, например, образом жизни). 160 миллионов лет динозавры практически единолично заправляли планетой.

За это время внутри группы выработались весьма прогрессивные адаптации, которые сейчас характерны более для млекопитающих. То есть, вопреки часто встречаемому мнению, динозавры не были эволюционно тупиковой или исчерпавшей резервы адаптационных возможностей группой. Конечно, на эволюционную линию сильно повлияла самая ранняя адаптация предков динозавров (рептилии вообще) – стремление к минимизации потерь воды.
В период своего расцвета динозавры были представлены всеми возможными размерными классами, самыми разнообразными типами питания, локомоции и поведения. Также вопреки стереотипу многие из динозавров могли быть теплокровными. Таковыми, по всей видимости, являлись летающие динозавры, возможно – морские. И это те из них, у кого теплокровность была истинной. В других группах могла иметь место так называемая реактивная гомотермия, когда большое по массе и размеру тело, нагреваясь за световой теплый день, за холодную ночь не успевало остыть, чем создавались благоприятные условия для пищеварения и обменных процессов. Поэтому динозавры смогли заселить и сравнительно более холодные и сухие области тогдашней Земли.
Некоторые динозавры имели четырехкамерное сердце, что является очень прогрессивным признаком. Крокодилы и сегодня имеют именно такое сердце, как у млекопитающих и птиц (которые, в общем, тоже являются динозаврами). Именно четырехкамерное сердце полностью разделяет артериальную и венозную кровь, создавая плацдарм для резкого повышения интенсивности метаболизма.
В целом, как вы поняли, динозавры были вовсе не самой застойной группой. Достаточно сказать, что именно они первыми освоили бипедальное движение – на двух ногах, освободив передние конечности. Млекопитающие смогли это сделать лишь сравнительно недавно. Даже более важно, что практически все четвероногие динозавры произошли от двуногих.
Итак, к концу мелового периода складывается весьма интересная ситуация. Млекопитающие, уже достигшие достаточно высокой сложности, все еще представлены скудно и, в основном, мелкими формами. Вообще, млекопитающие, находясь в подчиненном положении, не достигают крупных и даже средних размеров. Собственно, существование млекопитающих параллельно с динозаврами ничем сенсационным не является. В общем, он ничего не значит вообще.
Даже тот факт, что плацентарные млекопитающие известны из средней юры (160 млн. лет назад), ничего не меняет. Плацента не является решающим фактором эволюционного доминирования. Можно сказать, что она, в какой-то степени, является фактором, тормозящим процесс установления господства в экосистемах. Почему – поговорим дальше.
Длинное вступление имеет одну цель – подойти к проблеме: почему после К-Т события вымирают динозавры, но остаются млекопитающие. Вымирание носило протяженный характер. В течение нескольких миллионов лет происходило не вымирание, а обычное, в общем, снижение видового разнообразия пресмыкающихся. В то же время видовое разнообразие млекопитающих остается достаточно равномерным. Вымирают морские рептилии, большие группы раковинных головоногих. Вообще, таксономические потери морских экосистем практически также велики, как и потери экосистем наземных. Это лишний раз говорит против импактной гипотезы. Млекопитающие в этот период преставлены преимущественно примитивными триконодотов, однопроходных, сумчатых, немногочисленными плацентарными. Подавляющее большинство их мелкие насекомоядные животные.
Этот факт очень важен для понимания взаимоотношений млекопитающих и динозавров. Пищевая специализация накладывает сильный и достаточно характерный отпечаток не только на строение, но и на поведение животного или насекомого.
Кто такие – насекомоядные? Самые примитивные в отношении устройства пищеварительной системы животные в весьма простыми поведенческими паттернами. Это, скажем так, отправная точка эволюции млекопитающих. Именно питание насекомыми позволяет в дальнейшем специализироваться в направлении хищничества, а равно и травоядности. Насекомые (а также черви, многоножки и пр.) всегда были самым доступным пищевым ресурсом, поэтому вовсе не удивительно, что первые млекопитающие были совсем не хищниками или травоядными. Такая стратегия исключает мелких и экологически подавленных предков млекопитающих из конкурентной борьбы с крупными пресмыкающимися.
Насекомоядные и сейчас весьма архаичны, у них слабая дифференциация зубов. Хотя, даже тут есть свои эволюционные петли. Первоначально предки млекопитающих – цинодонты – имели отчетливо выраженные клыки и жевательные зубы, а у тритилодонтов уже появляются зубы, похожие на резцы грызунов. Упрощение зубов у первых млекопитающих имеет вторичный характер и связано, по всей видимости, как раз с переходом в подчиненное положение и последовавшим изменением рациона.
Именно ввиду такого положения маммалий в экосистемах представляется маловероятным тот факт, что они вступили в конкурентные отношения с динозаврами и в итоге вытеснили последних. На возражения могу парировать: а кто же тогда вытеснил ихтиозавров и плезиозавров в морях, где у них, по сути, конкурентов и не было. А также не ясно, каким образом млекопитающие смогли вытеснить птеродактилей.
Если же они (млекопитающие) это сделали, то почему не вымерли черепах, крокодилы, змеи, которые в плане размножения ничем особенно от динозавров не отличаются.
Часто млекопитающих считают виновными в вымирании динозавров через появление таких групп, которые питались яйцами и детенышами рептилий. Но и у этой гипотезы есть существенные затруднения. Яйцееды существовали столько, сколько существует животный мир. Среди динозавров были такие, кто питался яйцами других видов. Это небольшие по своим размерам рептилии, которые успешно существовали всю историю динозавров и также вымерли в конце мелового периода. Млекопитающие, если и питались яйцами динозавров, то такие группы не были многочисленными и между ними должны были существовать конкурентные отношения, приводящие к стабилизации и оптимизации их численности и балансировке экосистемы с их участием. То есть, они не могли в принципе «съесть» все яйца. Маловероятно даже, что они выедали значительное количество этих яиц, сравнимое, хотя бы, с естественными потерями.
Потомство динозавров – кладка – было избыточным и небольшим по размерам. Это реализация стратегии массированного размножения с последующей высокой смертностью, которая наиболее ярко реализуется у рыб и, например, паразитических червей (цепней, аскарид и т. д.), которые откладывают тысячи яиц, из которых выживает несколько штук. Кладки динозавров содержат зачастую не один десяток яиц, что для выживания многих видов было избытком. Малочисленные крупные виды могли себе позволить потерять большинство яиц или детенышей.
Мелкие же виды динозавров, по всей видимости, вырабатывали (и, таки, выработали) охранительное поведение, которое для крупных было бы проблемой (скорее затопчешь малышей). Однако у некоторых крупных видов можно найти примеры именно такого поведения.
В настоящее время яйцеедов никак не меньше, чем в меловой период, но крокодилы, черепахи и змеи чувствуют себя прекрасно. Да и множество птиц, которые откладывают яйца в наземные гнезда, вовсе не собираются вымирать по причине того, что их яйцами кто-то питается.
Причина вымирания динозавров, видимо, совсем не в конкуренции с первыми млекопитающими, которые не могли конкурировать с ними в принципе. Давайте попробуем предположить, что произошло на границе мелового и палеогенового периодов.


Морганукодон – представитель протомлекопитающих возврастом в 200 миллионов лет. Долгое время подавляющее большинство млекопитающих на Земле были почти такими же.

В меловом периоде география материков Земли постепенно приходит к знакомому нам виду, формируются очертания современных континентов и океанов. К середине мела уровень океанов поднимается, что, вероятно, происходит в результате заметного потепления климата, а это влечет за собой повышение влажности воздуха и изменение климатического зонирования планеты. Благоприятные для динозавров условия и, в общем, не менее благоприятные для млекопитающих, которые спокойно питаются насекомыми и не пытаются конкурировать с динозаврами.
Однако к концу мела ситуация меняется. Климат становится холоднее и суше. Это может заставить нас думать, что динозавры вымерли как раз из-за снижения температур. Но их предки прекрасно пережили сухой и относительно холодный климат триаса. Да и понижение было коротким – к самому концу мела температура вновь повышается.
Меловой период в целом ознаменовался радикальной сменой природных сообществ, что вместе с переменой климата создало большие проблемы для пресмыкающихся. И дело, видимо, даже не в том, что динозавры, как говорят, отравились алкалойдами распространившихся повсеместно цветковых, а в том, что изменился характер экосистем. Крупные травоядные динозавры, которые почти все имели огромные размеры, оказались не у дел. Это поставило проблему существования крупных хищников, которые питались крупными травоядными. Что произошло в море – не совсем понятно, но и тут смена планктонных сообществ и общая перемена в циркуляции воды нанесла серьезный удар по мегафауне.
Но есть еще один интересный момент. Первые млекопитающие – очень мелкие, уязвимые существа, существование которых отягощается еще и тем, что потомство у них рождается часто недоразвитым, не готовым к полностью самостоятельной жизни. Нужно достаточно длительное время, чтобы выкормить детенышей. Потомство яицекладущих и сумчатых невелико, а плацентарные отягощены периодом беременности. Но даже при этих ограничениях мелкие млекопитающие достаточно многочисленны, так как вырабатывают достаточно эффективные стратегии заботы о потомстве (вскармливание молоком – очень эффективная стратегия, которая позволяет детенышам расти быстрее).
А что будет, если на популяцию крупных цератопсов и мелких каких-нибудь морганукодонтов будут действовать одни и те же факторы среды? Допустим, они неблагоприятные и приводят к гибели некоторой части животных. Естественно предположить, что погибали и те, и другие. Никакого особенного, решающего преимущества млекопитающие не имели и не имеют. Точно также они подвержены действию неблагоприятных условий среды, точно также страдают от голода, холода, наводнений, пожаров. Но у них, все же, есть одно значимое преимущество. Это количество особей в популяции и скорость размножения.
Крупный динозавр не способен быстро дать потомство, для чего нужно сначала дожить до половозрелого возраста. Также крупные виды всегда малочисленны, в противном случае нарушается баланс в экосистеме и они так или иначе уничтожат ее или вымрут.
Потеря одной особи, не вошедшей в стадию размножения для крупных динозавров – событие, существенно влияющее на дальнейшую судьбу всей популяции. Потеря даже десятка особей мелких млекопитающих – сильный, но вовсе не самый фатальный удар для их популяции. Те, которые выжили, дадут потомство в очень короткие сроки.
Небольшие размеры и короткий срок жизни – вот два отличных эволюционных тренда, которые позволили млекопитающим пережить гиганстких рептилий, совершенно не вступая с ними ни в какие существенные конкурентные отношения. Короме всего прочего, мелкие животные практически никогда не становятся объектом охоты крупных животных (лев не станет ловить мышей).
Возможно, уже на излете своей истории динозавры и предпринимали попытки уйти из крупных размерных классов, но на фоне уже развившегося тотального и фатального кризиса внутри группы архозавров эти попытки не имели сколько-нибудь существенного эффекта, так как время, отведенное на них было крайне ограничено.
В то же время млекопитающие с вымиранием динозавров вдруг обнаружили, что существует множество возможностей для экологической иррадиации и увеличения видового разнообразия.
Можно сказать, что конкуренция между динозаврами и млекопитающими началась только тогда, когда первые перешли точку невозврата в процессе собственного вымирания, которое, напомню, было не вымиранием как таковым, но носило характер невосполняемого уменьшения таксономического разнообразия.
Пожалуй, на сегодня это и все.
epoxyde: (Shegorath)
6. ПЯДЕНИЦЫ БЕРЕЗОВЫЕ. Почему учебники используют изображения березовых пядениц, маскирующихся на стволах деревьев, как свидетельство естественного отбора, тогда, как биологам с 1980-х годов известно, что пяденицы обычно не отдыхают на стволах деревьев, и что все рисунки были сфабрикованы?
На бабочках Biston betularia было продемонстрированно явление так называемого индустриального меланизма, обусловленного изменением окружающей среды под воздействием промышленности.
Вопреки критике известно, что до середины 19 века в популяциях B. Betularia не встречались особи с темной окраской. Типичная пестрая светлая окраска для этих бабочек являлась покровительственной. С середины 19 века начинают появляться особи с темной окраской. Постепенно происходит практически полное замещение светлоокрашенных особей темными (к концу 19 века более 90% популяции было представлено темными особями).
Однако явление меланизма среди B. Betularia имело явную приуроченность к крупным промышленным районам Англии. По мере удаления от них преобладание светлой формы восстанавливалось. А в настоящее время популяции B. Betularia с преобладанием меланистов встречаются только в Ирландии, на юго-западе Англии и севере Шотландии.
Не только наличие копоти на стволах послужило предпосылкой для появления меланистов, но и отсутствие лишайников, что делало рисунок поверхности березовых стволов более контрастным. Это даже более значимая причина появления меланистов, чем традиционно обсуждаемое покрытие деревьев сажей.
Критика же относительно сфабрикованных рисунков достаточно слаба, так как было показано, что бабочки B. Betularia использую не только березовые стволы для отдыха, но и любые другие поверхности, которые не контрастируют с окраской самой бабочки. Это пример плейотропного действия генов. В этом отношении совершенно не важно, отдыхали ли бабочки на стволах берез или где-то еще.
Меланизм увеличил выживаемость темной формы и привел к увеличению частоты мутантного аллеля в условиях промышленного загрязнения. С уменьшением последнего численность темных форм уменьшается. Это пример транзиторного полиморфизма, который носит временных характер.


7. ВЬЮРКИ ДАРВИНА. Почему учебники утверждают, что изменения клювов у вьюрков Галлапагосских островов во время сильной засухи могут объяснить происхождение видов посредством естественного отбора, тогда как изменения были возвращены обратно после того, как засуха закончилась, и никакой чистой эволюции не произошло?
Классический пример разнообразия формы клювов у галапагосских вьюрков достаточно хорошо изучен. Однако явление преобладания особей с более толстыми клювами, способными к вскрытию плодов с более твердой оболочкой, также служит хорошим примером адаптаций к условиям обитания и, следовательно, примером механизма эволюции.
Во-первых, сам факт преобладания во время засухи особей с более толстыми клювами говорит о наличии отбора по этому признаку в конкретных условиях обитания. Во-вторых, он показывает, в каком направлении при условии длительной засухи пойдет отбор. В-третьих, возвращение признака к состоянию исходного после прекращения засухи служит опять же примером механизма естественного отбора.
Однако даже в этом случае время, предоставленное для работы механизмов отбора, было пренебрежимо малым в сравнении со сроками, которые занимает нормальное видообразование даже в самых благоприятных условиях. Время жизни одной особи в данном случае сравнимо с периодом смены условий обитания (годы и десятилетия), поэтому ожидать в такой ситуации явное видообразование сложно.


8. МУТИРОВАВШИЕ ПЛОДОВЫЕ МУШКИ. Почему учебники используют дрозофил с дополнительной парой крыльев как свидетельство того, что мутации в ДНК могут обеспечивать эволюцию «сырьем», при том, что дополнительные крылья не имеют мышц, и эти искалеченные мутанты не могут выжить вне лаборатории?
Эксперименты с использованием дрозофил не имеют цели продемонстрировать процесс эволюции. В ходе таких опытов исследуется работа генетического аппарата, закономерности наследования и принципы регуляции развития организмов.
Широко известные примеры получения особей с развитой второй парой крыльев или конечностями вместо усиков – это примеры направленного изменения активности и порядка работы генов в генетическом аппарате мух. Цель такой работы – выяснение в том числе и того, какие гены какими процессами развития управляют.
В частности, на дрозофилах была показана работа НОХ-генов, избирательной активацией которых был целенаправленно изменен ход эмбрионального развития особей. Примеры мух со второй парой крыльев лишь показывают, как именно работает регуляторная система НОХ-генов.
Также, как и предыдущий пример, остальные лабораторные мутации вызываются искусственно, а особи с такими мутациями выживают, благодаря создаваемым условиям. Однако даже тогда многие мутации дают летальный результат.
В естественных условиях такие мутации никогда не возникают, а появившиеся летальные мутации быстро изымаются из популяции благодаря гибели их носителей. В остальных случаях разнообразные мутации (в том числе и лабораторные) не являются летальными и действительно могут служить материалом для дальнейшего отбора.


9. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЛЮДЕЙ. Почему рисунки художников, изображающих обезьяноподобных людей, используются для оправдания материалистических утверждений о том, что мы всего лишь животные и наше существование – это простая случайность, тогда как эксперты по окаменелостям не могут прийти к согласию даже в том, кем были наши предполагаемые предки и как они выглядели?
Сейчас известно множество ископаемых останков, принадлежащих, несомненно, гоминидам, для которых свойственна характерная форма черепа (и костей, его составляющих). Проблема не в отсутствии или наличии ископаемых остатков и их возрасте, а в их полноте. Большинство ископаемых гоминид представлено фрагментарно и только с момента, когда наши предки начали целенаправленно хоронить умерших, можно находить более или менее полные скелеты и их части.
По мере изучения таких ископаемых остатков меняется представление и о том, как выглядели те, кому они принадлежали. Если в 19 веке все реконструкции основывались больше на представлениях авторов об облике предков, то в 21 веке используется множество достаточно достоверных методов реконструкции внешности. Все они основываются на принципе актуализма, что в данном случае вполне правомерно.
Поэтому меняется и изображение предковых форм человека в литературе. Однако никогда такие иллюстрации в школьном учебнике (да и в любом другом) не использовались для сопровождения мысли о том, что человек – всего лишь животное. Более того, уже давно известно, что многие из предполагаемых предков человека имели достаточно развитую культуру (хотя и примитивную по отношению к культуре, появившейся в сообществе человек разумного).
Многочисленные находки останков гоминид не противоречат эволюционной теории. Наоборот, они полностью согласуются с нею и показывают, что даже такие высокоорганизованные существа, как высшие приматы, также подвержены действию факторов эволюции и, в частности, естественному отбору.


10. ЭВОЛЮЦИЯ КАК ФАКТ? Почему нам говорят, что Дарвиновская теория эволюции является научным фактом, в то время как многие из ее утверждений основаны на искажении фактов?
Неизвестно сколько-нибудь значительных фактов преднамеренного искажения фактов, которые бы повлияли на теорию эволюции и тем более привели бы к ее пересмотру. Известные и часто упоминаемые примеры относятся к частным областям (например, к антропогенезу), но никак не влияют на картину в целом. Тем более, в теории эволюции нет утверждений, но существуют предложенные механизмы эволюции.
Эволюция и в самом деле является фактом. Это следует из многочисленных наблюдений (наблюдением называется не только исследование в реальном времени, но и изучение внешних проявлений уже произошедшего процесса, например), которые показывают изменчивость живых организмов как в настоящее время, так и в далеком прошлом.
Исследование ископаемых остатков демонстрирует множество самых разнообразных форм, которые уже не встречаются в настоящее время (трилобиты, динозавры, псилофиты, древовидные плауны и многие другие). Но это – только часть наблюдаемого процесса. Множество форм живых организмов (животных и растений) появляются в летописи в разное время и в разное время исчезают.
Так, например, остатки трилобитов появляются позже остатков вендобионтов, остатки хелицеровых – позже остатков трилобитов, а остатки насекомых – позже хелицеровых. Эта последовательность нигде не нарушается. В отложениях кембрия нет остатков насекомых, а в отложениях моложе пермских уже никогда не встречается трилобитов, хотя насекомые представлены очень широко.
Та же ситуация имеет место и в отношении множества других ископаемых остатков, которые появляются в геологической летописи в определенное время, а позже из нее полностью исчезают. При этом подавляющее большинство из них (а именно, все ископаемые, начиная с кембрия) демонстрируют общую линию изменений, ведущую к современным организмам. По мере продвижения вверх по геологической шкале встречаются виды разной степени близости к современным. Чем меньше возраст отложений, тем более часто в них встречаются формы, однозначно схожие с современными и тем меньше остатков более примитивных организмов.
Существование так называемых реликтов (примерами могут служить латимерия, перипатус, гинкго и другие) никак не нарушает эту картину. Действительно, в предшествующие геологические эпохи эти организмы занимали доминирующее положение в экосистемах и были очень многочисленны. А в настоящее время они представлены отдельными видами и монотипическими крупными систематическими группами (латимерия, например, единственный представитель кистеперых). При этом не имеет значения возраст таксона. Современные виды реликтов не существуют также долго, как и весь более крупный таксон. Латимерия, например, в ископаемом состоянии не встречается, как и гингко, не смотря на находки похожих видов. В каком-то смысле эта ситуация аналогична гипотетической находке ископаемого камышового кота через миллион лет и сравнения его с домашней кошкой, которая, возможно, доживет до этого времени. Их скелеты будут практически идентичны.
В настоящее время нет ни одной другой гипотезы, которая бы непротиворечиво объясняла весь существующий набор наблюдений процесса смены организмов в геологической летописи. Только теория эволюции наиболее достоверно объясняет эти наблюдения.
Здесь очень важно четко разделять понятия «теория» и «гипотеза». Гипотеза – это предположение, высказанное на основании некоторого наблюдения (эксперимента). Теория же – это предположение, подтвержденное экспериментально или наблюдениями. Идея эволюции в момент своего появления была гипотезой. Со временем она подтвердилась множеством наблюдений (находками ископаемых организмов и выявления закономерностей их залегания), исследованием особенностей физиологии и биохимии организмов, изучением работы генетического аппарата.
Теория эволюции также продемонстрировала и предсказательную способность. Так, были найдены такие ископаемые формы, которые предсказывались эволюционной теорией, как необходимые для крупных эволюционных преобразований (выход животных на сушу, различные крупные адаптации и т. д.).
Нет сомнений в том, что теория эволюции в том виде, в каком она была сформулирована Дарвином, уже частично потеряла свою актуальность. Однако сама идея эволюции и большинство предложенных ее создателем механизмов по сей день не опровергнуты, но даже расширены и уточнены.
С развитием генетики теория эволюции получила новый толчок к развитию и была преобразована в синтетическую теорию эволюции (синтез теории эволюции и генетики). Это послужило началом целой цепи больших открытий, которые привели к еще более глубокому пониманию процесса эволюции.
Теория эволюции, в отличие от всех альтернативных гипотез, соответствует всем критериям научности, которые предъявляются к любой научной идее. Так, теория эволюции соответствует принципу Оккама, так как объясняет эволюцию организмов при помощи минимально необходимого набора механизмов (отсутствие «высшей силы», в частности, является очень сильной позицией).
Также теория эволюции отвечает критерию Поппера. Гипотетически теория эволюции может быть опровергнута, для чего достаточно обнаружить факты, которые не согласуются с нею и не могут быть объяснены в ее рамках. Такими фактами могут быть следующие:
- радикально различные цепочки ДНК у разных организмов, которые демонстрируют множество внешних общих признаков (например, цепочки ДНК человека и шимпанзе). В этом случае кладистический анализ давал бы результаты, противоречащие существованию эволюционных деревьев;
- генетический код организмов может быть совершенно различным, так как нет никаких ограничений на последовательность генов. Вместо этого в генетическом коде множество одинаковых генов и их последовательностей, а все нарушения и отличия расположены так, что делают эволюционное дерево еще более подтвержденным;
- отсутствие существенной разницы между фаунами разных эпох или разных континентов, которые не контактировали между собой длительное время (например, фауна Австралии резко отлична от фауны Южной Америки и Азии);
- обнаружение в породах, принадлежащих другим отдаленным эпохам остатков организмов, которые не могли обитать в то время в соответствии с существующей теорией эволюции (классическим примером является ответ Джона Холдейна на вопрос о том, какая находка могла бы сфальсифицировать теорию эволюции: Ископаемые кролики в докембрии!).
Таким образом теория эволюции вполне опровержима, так как предоставляет для этого множество возможностей, но до сих пор никем не опровергнута. Она также не имеет равных себе в отношении достоверности и непротиворечивости гипотез.


ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ:
Гипотеза о сотворении имеет право на существование, этого требует свобода слова и вероисповедания. Но нельзя приравнивать друг к другу мнение отдельного человека или даже группы людей и строгую научную теорию, разработкой которой занимается целое научное сообщество.
Изучение теории эволюции в школе призвано интегрировать знания учащихся, полученные из всего курса биологии, показать единство живого мира и дать представление о механизмах и процессах, которые привели к существующему разнообразию жизни и поддерживают его.
Теория эволюции формирует более полноценное мировоззрение, качественно отличающееся от такового, формируемого библейскими представлениями о сотворении мира. Но именно она стала объектом усиленного давления со стороны представителей различных конфессий. О причинах этого можно только догадываться, но одной из них (и существенной) является тот факт, что теория эволюции косвенно (в ней нет никаких прямых указаний на это) отрицает существование разумного замысла в появлении живого.
Десять вопросов, на которые были даны ответы, являются, однако, следствием не сомнений в теории эволюции, но следствием глубокого непонимания и откровенного незнания биологии. Дело в том, что понимание теории эволюции требует достаточно глубокого знания собственно биологии, а также других наук (химии, физики, астрономии и пр.), определенного типа мышления и достаточно широкого кругозора.
Десять вопросов, ответы на которые даны выше, предназначены учителю биологии в школе, которому вполне допустимо не быть в курсе последних открытий в науке, в том числе и в биологической. Но многие из этих вопросов требуют от него больше знаний, чем необходимо ему в повседневной работе. Поэтому с высокой долей вероятности школьный учитель биологии на эти вопросы ответит плохо или не ответит вообще.
Ученику же и вовсе будут непонятно большинство из ответов, так как почти каждый обращается к более узким разделам биологии, чем это возможно при изучении школьного курса. Ученик просто не обладает всеми необходимыми знаниями для достаточного понимания данных ответов.
Теория эволюции – это сложная система знаний, которая, вероятно, никак не проще, но, может быть, даже сложнее квантовой физики. Поэтому и ответы на большинство вопросов даже в том объеме, в каком они присутствуют здесь, будут неполными. В отличие от традиционного для библии «так создал бог», ученый и учитель не могут обойтись односложными ответами вроде «так получилось». Напротив, их задача и состоит в том, чтобы дать исчерпывающий ответ. А это, как можно увидеть, достаточно сложно именно ввиду разности в объеме знаний ученика и учителя.
epoxyde: (Shegorath)
1. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ: Почему учебники утверждают, что эксперимент Миллера-Урея 1953 года показывает, как строительные блоки жизни появились на ранней Земле, тогда как условия на ранней Земле были не такими, как использовались в эксперименте, а происхождение жизни (эволюционное) остается тайной?
Эксперимент Миллера строился на предположении о том, что биогены появились в газовой фазе, в первичной атмосфере Земли при посредстве электрических разрядов (молний).
На данный момент и в самом деле нет единого мнения о том, какой именно была первичная атмосфера, какие газы и в каких соотношениях в ней содержались. Однако в одном все предположения сходятся: первичная атмосфера носила восстановительный характер. Иначе, она не содержала свободного кислорода
Кроме того, анализ вулканических газов позволяет предположить с высокой степенью достоверности, что в первичной атмосфере присутствовали такие соединения, как азот, оксиды серы, вода, метан, углекислый газ, сероводород, некоторое количество водорода. Возможно, аммиак и другие неорганические и простые органические соединения. Возможно, в атмосфере содержалось также некоторое количество фосфинов.
Даже, если Миллер не угадал с конкретным составом реакционной смеси, в результате его эксперимента получились весьма сложные органические соединения (22 аминокислоты разного строения), которые ранее считались безусловными признаками жизни. Дальнейшую судьбу этих соединений (после синтеза в первичной атмосфере) Миллер не исследовал.
В настоящее время показана возможность синтеза сложных органических соединений на каталитических матрицах алюмосиликатов, которые широко встречались в катархее. Кроме этого, опыт Миллера длился одну неделю. Длительность катархея – многие миллионы лет.
Помимо всего прочего, в реакционной смеси Миллера обнаружились сахара, липиды и предикторы нуклеиновых кислот. Это достаточно веский аргумент в пользу того, что подобный синтез может идти в самых разнообразных условиях.
Как правило, от опыта Миллера и подобных ему требуют сразу же получить едва ли не ДНК и все ее окружение. Но в данном случае первоначальная посылка – все организмы должны иметь ДНК – некорректна. ДНК – позднее приобретение. До нее функцию хранения информации выполняла РНК, которая, в том числе, могла выполнять и функции белков (рибозимы). Собственно функция хранения наследственного материала также не является основной для РНК, а вполне могла быть приобретена, как способ отражения наиболее удачных конфигураций настоящих белков-ферментов, которые появились значительно позже либо значительно позже стали выполнять ту функцию, которую мы теперь называем каталитической.
Простые самореплицирующиеся системы могут удачно существовать на стадии, весьма значительно отдаленной от той, которую теперь называют жизнью. Но и среди них уже действует отбор по признаку наиболее устойчивых. А нарушения в процессе репликации порождают разнообразие таких систем.


2. ДЕРЕВО ЖИЗНИ ДАРВИНА. Почему в учебниках не обсуждается «Кембрийский взрыв»? Большинство основных групп животных (типы) появляются в летописи окаменелостей вместе и полностью сформированными, вместо того, чтобы разветвляться от общего предка. Это противоречит теории эволюции.
Термин «кембрийский взрыв» используется, в основном, в научно-популярной литературе и для привлечения внимания. Более корректное название – кембрийская скелетная революция. Это название более точно отражает суть произошедших перемен.
Не стоит забывать, что школьный учебник имеет своей целью построение первоначальной целостной картины мира. Учебник биологии в свете теории эволюции должен сформировать у учащихся представление о процессе биологической эволюции, который в итоге и привел к появлению человека.
В этом контексте события периода времени до кембрия не имеют никакого образовательного значения. Так как докембрийские фауны были самостоятельными и потомков после них не осталось, докембрийские организмы существуют в системе школьных знаний о теории эволюции обособленно ввиду отсутствия прямых связей с современными.
С позиции организации учебного процесса факт существования докембрийских биот может обсуждаться в расширенном курсе биологии, на факультативе или же в рамках биологического кружка.
Вторая часть вопроса поставлена совершенно некорректно, а сам вопрос содержит больше противоречий креационизму, чем может показаться. Прежде всего, разнообразие организмов периода скелетной революции показывает, что большая их часть существует только в этот короткий промежуток времени. Далее они не встречаются.
Разнообразие форм организации при общих, в целом, принципах, положенных в основу, говорит о том, что многие организмы являются потомками более примитивно устроенных и существовавших ранее.
Уже в докембрии известны косвенные признаки существования сегментированных билатерально симметричных животных организмов, которые вели придонный образ жизни. Этот факт говорит о том, что этот план строения вовсе не уникален.
Также существует вполне обоснованное мнение о том, что в конце докембрия произошла радикальная перемена состава атмосферы. Значительно вырос уровень содержания кислорода, а также в результате движения литосферных плит сформировались условия для хорошей аэрации океанических вод в масштабе всей планеты.
Такая перемена позволила перестроить биологические сообщества. Но наиболее важным приобретением стал, по всей видимости, качественно иной метаболизм с высокой энергетической эффективностью. Это позволило многим организмам выйти в более крупный размерный класс и обзавестись более твердыми покровами либо внутренним скелетом. Поэтому событие называется скелетной революцией.
Тем более, события начала кембрийского периода теории эволюции не противоречат. Это хороший пример работы естественного отбора в условиях множества возможностей для реализации потенциала изменчивости организмов, до того находившихся в подчиненном положении в экосистемах, но со сменой условий обитания и вымирания господствовавшей фауны (эдиакарская биота) получивших возможность занять доминирующее положение.


3. ГОМОЛОГИЯ. Почему учебники определяют гомологию как сходство вследствие общего предка, а потом утверждают, что гомология является свидетельством общего предка – мышление по кругу, выдающее себя за науку?
Учебники не определяют гомологию органов, как результат наличия общего предка. Определение гомологии не отсылает к теории эволюции, но в рамках эволюционной биологии служит в качестве иллюстрации изменчивости организмов, связанных эволюционным родством.
В целом, определение гомологичных органов таково: органы или их части, выполняющие разные функции при одинаковом происхождении. В этом ключе гомологами являются конечности рукокрылых и человека, которые не связаны ближним родством. Также гомологичными являются конечности птиц и млекопитающих (и их кости), хотя обе эти группы разошлись в процессе эволюции раньше, чем разошлись птицы и пресмыкающиеся.
Таким образом в определении гомологии отсылка к общему предку не является необходимой. Однако гомология показывает, как в процессе эволюции видоизменяются органы, имеющие одно происхождение. И в этом ключе она правомерно трактуется, как следствие общего происхождения организмов и, соответственно, наличия у них общего предка.


4. ЭМБРИОНЫ ПОЗВОНОЧНЫХ. Почему учебники используют рисунки схожести эмбрионов позвоночных как свидетельство в пользу общего предка, в то время как биологам уже более ста лет известно, что эмбрионы позвоночных не являются наиболее похожими на их ранних стадиях, и что рисунки фальшивые?
Если за основу понятия «сходство» берется фактическое внешнее сходство, то эмбрионы разных групп и не могут быть похожи друг на друга ввиду разного устройства яйца (разное содержание желтка и размер желткового тела), а также разного характера деления.
Вопреки распространенному мнению, биогенетический закон в формулировке Геккеля практически сразу же был подвергнут критике сторонниками эволюционной теории, так как был схематичным и неполным.
Уже в начале 2о века были сформированы более точные представления об эмбриональной рекапитуляции. Тогда же А. Н. Северцов уточнил, что в ходе эмбрионального развития происходит повторение признаков эмбрионов предковых групп, а не взрослых особей. Ярким примером эмбриональной рекапитуляции является наличие у зародышей сухопутных позвоночных жаберных дуг и жаберных мешков.
Но зародыши позвоночных – это известный пример рекапитуляции. Именно его наиболее активно обсуждают, упуская множество очень ярких примеров этого явления среди беспозвоночных (например, среди членистоногих и, в частности, ракообразных). Во многих таких случаях биогенетический закон выполняется практически полностью в соответствии с формулировкой Геккеля.
В применении к обучению биологии наиболее важное значение имеет факт сходства общего плана эмбрионального развития, так как он формирует важное представление об общности происхождения организмов (в данном случае – позвоночных). Помимо этого, в учебниках явно упоминается, что биогенетический закон в его изначальной, «геккелевской» формулировке уже не является актуальным.


5. АРХЕОПТЕРИКС. Почему учебники изображают эту окаменелость как переходное звено между динозаврами (рептилиями) и современными птицами, тогда как современные птицы вероятнее всего не произошли от археоптерикса, а предполагаемые предки археоптерикса появляются в летописи окаменелостей спустя миллионы лет (согласно эволюционной шкале)?
С момента обнаружения в 19 веке останков археоптерикса никем не ставился под сомнение тот факт, что этот вид не является предковым для современных птиц. Тогда уже было известно, что археоптерикс существовал одновременно с первыми птицами. Дальнейшее изучение останков лишь укрепило представление о том, что археоптерикс вообще не принадлежит к эволюционной ветки птиц.
Также в настоящий момент не ставится под сомнение и то, что археоптерикс не мог летать (под полетом понимается такой механизм полета, какой демонстрируют современные птицы, рукокрылые и, вероятно, ископаемые летающие пресмыкающиеся). Устройство его конечностей говорит о том, что, если он и мог летать, то это были примитивные машущие движения, а крылья не могли подниматься над спиной, как это происходит у птиц.
Однако именно археоптерикс послужил ярким примером переходной формы между рептилиями и птицами. И служит таким примером до сих пор.
Во-первых, это одни из наиболее полно сохранившихся останков такого рода. Во-вторых археоптерикс наиболее ярко демонстрирует смешение типично птичьих (перья и, частично, устройство конечностей) и типично рептилоидных (строение черепа, осевого скелета) черт строения. Тем самым он указывает на принципиальную возможность эволюции пресмыкающихся в направлении птиц.
Впоследствии было сделано множество находок (наиболее яркие – из Китая в последние годы), показывающих, что различные группы динозавров, даже те, в которых не обнаруживается изменений в направлении приобретения способности к полету, имели перьевой покров разной степени выраженности.

    epoxyde: (Shegorath)
    К моменту очередного массового вымирания на Земле существует множество достаточно разнообразных экосистем. К моменту Великого вымирания на границе перми и триаса на Земле также существовало несколько вполне устоявшихся морских и сухопутных экосистем. Но к концу перми климат резко переменился. Резкие изменения происходят в механизме термогалинной циркуляции и циркуляции воздушных масс. Климат становится суше, а оксигенация вод океанов ввиду нарушения работы «кислородного насоса», накачивавшего кислород в глубинные слои воды, становится все ниже. Это влечет за собой аноксию, а она губит почти 97% видов морских обитателей. На суше также происходят перемены. Мощнейший трапповый вулканизм в Сибири значительно влияет на климат.
    Но Земля и ранее переживала и более серьезные перемены. В том числе, вероятно, стадию полного замерзания (или почти полного). Но это не влекло столь массовых вымираний. Более вероятно, что к концу перми экосистемы (а именно – большинство из составлявших их видов животных и растений) исчерпали свой запас эволюционной пластичности и достигли, вероятно, пределов адаптационных возможностей. Но в подавленном состоянии (подчиненные положения в экосистемах) существовали предки тех видов и более крупных таксонов, которые пережили пермское вымирание. Вот они как раз и обладали еще не реализованной пластичностью.
    Как только на Земле начались серьезные климатические перемены, прежние экосистемы, находившиеся в состоянии, близком к климаксу, и на пределе своих адаптационных возможностей, выпадают, а их место занимают пока еще не столь устоявшиеся, но очень гибкие протоэкосистемы, которые сразу после освобождения площадки активно эволюционируют. Количество видов, составляющих эти экосистемы, еще не так велико, но именно в этом их огромное преимущество.
    Можно предположить, что все массовые вымирания в истории Земли стали следствием исчерпания адаптационных способностей. Так, например, вымерла вендская фауна, вытесненная более пластичной кембрийской (о пластичности организмов кембрия красноречиво говорит кембрийский взрыв). Так постепенно вымерли и динозавры, полностью уступив млекопитающим с их потрясающе пластичной стратегией выживания.
    epoxyde: (Shegorath)
    Мне интересно было с самого первого знакомства с темой докембрия, а именно - венда, насколько допустимо говорить о наличии сухопутной растительности в это время.
    Если принимать, как аксиому, что кислородный контроль в то время не позволял расселяться в глубину (анаэробная зона, полная неокисленной органики, которая могла вымываться наверх и служить источником пищи для вендобионтов), то вся жизнь расселялась вдоль берегов на литорали и совсем недалеко от берегов или на отмелях. Фотическая зона тоже была узкой, так как пеллетный транспорт еще не успел перерасти в общемировой. Луна в то время уже успела сформировать регулярные приливы и отливы в океане и были они, по всей вероятности, даже более масштабными, чем сейчас.
    Если все было так, не могла ли эдиакарская водная (морская, так как пресной воды тогда в виде постоянных бассейнов не существовало, по всей видимости) периодически оказываться вне воды и приобретать по этой причине какие-то приспособления (адаптации) к временному обитанию на открытом воздухе. Могло ли это привести к расселению вдоль полосы прибоя каких-то мелких влаголюбивых растений. Может быть, своеобразных короткоживущих эфемеров.

    Profile

    epoxyde: (Default)
    epoxyde

    February 2017

    S M T W T F S
       1234
    5 67891011
    12131415161718
    19202122232425
    262728    

    Syndicate

    RSS Atom

    Most Popular Tags

    Style Credit

    Expand Cut Tags

    No cut tags
    Page generated Jul. 22nd, 2017 02:44 am
    Powered by Dreamwidth Studios