Тема: Жизнь-2. Эволюция. Клетка - обезьяна

[Вацлав›]

Продолжаем разговор о теории эволюции.
Слишком много пропастей в летописи окаменелостей. Внезапно появляются полностью сформировавшиеся организмы: летучие мыши, черепахи, птерозавры, птицы… Все 32 отряда млекопитающих возникают ВДРУГ. А некоторые зверюшки так же ВДРУГ исчезают. Говорят, от исчезнувших появились другие… Но где они в летописи окаменелостей? Хоть бы косточка одна… Не сохранились? Угу, медузы, значит, могли сохраниться, а переходные виды, имеющие более плотную материю, – нет?

               

               

[Мунин›]

А я вообще, не понимаю, как кости могли сохраняться. Их же падальщики сгрызают напрочь. То есть захоронения костей возможны только тогда, когда есть какое-то кладбище слонов (куда никто не сунется), или наступает внезапный мор/катастрофа.
P. S. а вообще мудрых мыслей от меня сегодня не дождетесь - сонный я сегодня.

               

               

[Вацлав›]

Пра-ально, дядька Мунин, катастрофа. И сие Всемирный Потоп.
Но возможны, кстати, "частные" катастрофы: оползни, сели и прочая. Взяли же откуда-то экспонаты для массы палеонтологических музеев.

               

               

[Арвинд›]

Мне кажется, в этой теме стоит обсуждения только один вопрос: возможно ли постепенное появление сложных механизмов при том, что любая часть этого механизма без остальных нефункциональна?
Я не очень понимаю, как в этом случае может работать классический принцип накапливающихся мутаций и естественного отбора. Примеров, насколько мне известно, очень много, жаль, я не могу говорить о них компетентно. Но, может быть, кто-нибудь объяснит мне, как рыбы выходили на сушу? У них должны были согласованно поменяться: дыхательная система, кожа, скелет, мускулатура. Любое изменение в отдельности рыбе только мешает, ее такую как раз естественный отбор должен бы отбраковать.
Есть, кстати, математические модели эволюции, но они довольно неоднозначны. В теории игр есть подход, когда выписываются некие дифференциальные уравнения, и их решение дает некое устойчивое положение системы. Грубо говоря, предполагается, что все участники игры могут оптимизировать свои действия только локально, - и в результате они все приходят к этому самому устойчивому положению. При этом оказывается, что они необязательно пришли к решению игры в классическом смысле - т.е. есть положение, которое для всех участников игры не хуже этого устойчивого, но непрерывная пошаговая оптимизация кэтому положению не приводит. В частности, таким способом можно показать, что Адам Смит был не совсем прав, говоря о "невидимой руке рынка" - рынок свободной конкуренции не должен приводить к действительно оптимальному состоянию. Есть модели, где этот дефект естественной эволюции устраняется силовым вмешательством (скажем, государственным регулированием). В биологии эти модели применяют для описания динамики численности популяций. Собственно рождение новых видов они, конечно, не описывают, - но заставляют задуматься. Отчего ж оно "само собой" получилось так хорошо? Математика такого не обещает...

я сегодня невнятно пишу, извините уж...

               

               

[Тенар›]

Цитата из: Chitatel on 02-12-2002, 11:02:15
Мне кажется, в этой теме стоит обсуждения только один вопрос: возможно ли постепенное появление сложных механизмов при том, что любая часть этого механизма без остальных нефункциональна?
Я не очень понимаю, как в этом случае может работать классический принцип накапливающихся мутаций и естественного отбора. Примеров, насколько мне известно, очень много, жаль, я не могу говорить о них компетентно. Но, может быть, кто-нибудь объяснит мне, как рыбы выходили на сушу? У них должны были согласованно поменяться: дыхательная система, кожа, скелет, мускулатура. Любое изменение в отдельности рыбе только мешает, ее такую как раз естественный отбор должен бы отбраковать.
Есть, кстати, математические модели эволюции, но они довольно неоднозначны. В теории игр есть подход, когда выписываются некие дифференциальные уравнения, и их решение дает некое устойчивое положение системы. Грубо говоря, предполагается, что все участники игры могут оптимизировать свои действия только локально, - и в результате они все приходят к этому самому устойчивому положению. При этом оказывается, что они необязательно пришли к решению игры в классическом смысле - т.е. есть положение, которое для всех участников игры не хуже этого устойчивого, но непрерывная пошаговая оптимизация кэтому положению не приводит. В частности, таким способом можно показать, что Адам Смит был не совсем прав, говоря о "невидимой руке рынка" - рынок свободной конкуренции не должен приводить к действительно оптимальному состоянию. Есть модели, где этот дефект естественной эволюции устраняется силовым вмешательством (скажем, государственным регулированием). В биологии эти модели применяют для описания динамики численности популяций. Собственно рождение новых видов они, конечно, не описывают, - но заставляют задуматься. Отчего ж оно "само собой" получилось так хорошо? Математика такого не обещает...

я сегодня невнятно пишу, извините уж...



Эволюция не по плану идёт, это всё случайности. То, что коацерватные капли превращались в оформленные молекулы - случайность, появление определённых видов - случайность. То, что у нас глаза, извините, не на попе - случайность. Стечение обстоятельств, условий внешней среды. Теория вероятности, я так понимаю. Мы могли выглядеть совершенно по-другому (вот в научной фантастике и обыгрывают внешность инопланетян; существование параллельных миров, где история по-другому сложилась - из той же оперы).

               

               

[Арвинд›]

ОК, надеюсь, сейчас получится написать доступнее.
Только пара замечаний для Тенар:
1. Я не понял, зачем в предыдущем сообщении процитирован мой постинг. Просьба отвечать конкретнее, по пунктам, - или уж не претендовать на ответ, а честно писать свое мнение как отдельное, не связывая его с предыдущими.
2. Пожалуйста, не надо трогать теорию вероятностей. Она касается только тех явлений, в которых наблюдаются статистические закономерности. Слова "по теории вероятностей" у обывателей используются в таком диком для специалиста контексте, что лучше бы их вообще не слышать.

Теперь к тому, что я хотел сказать: суть в том, что любое живое существо есть сложная система. Поверить в то, что сложная система возникла случайно, сама по себе, ни один здравомыслящий человек не может.

Теория эволюции утверждает, что сложные системы постепенно развились из простых. Я не понимаю, откуда берется постепенность. Я не понимаю, чем гипотетическое существование квазиживых образований в глине может помочь в образовании ДНК. Дело в том, что образование сложной системы по сути своей дискретный процесс. Вот клетки не было - и вот она есть. Мы не в состоянии постепенно формировать клетку, добавляя к ней по одной части так, чтобы на каждом этапе получалось бы создание, лучшее предыдущего (более жизнеспособное). Клетка состоит из большого числа механизмов, которые работают только вместе - а значит, не могли возникнуть по отдельности.

Известно, что минимальное число генов в жизнеспособной бактерии - 300. Причем этот минимум достигается только в бактериях, которым специально создают "тепличные" условия. Грубо говоря, такие (искусственно обкорнанные) бактерии живут только будучи "подключенными к системе жизнеобеспечения". Ясно, что без ученых, такую среду создающих, рассчитывать на нее не приходится. Как мы теперь представим себе постепенное собирание этих 300 генов вместе, если любые 299 из них без одного недостающего не дают жизни?

Давайте пройдем по тому "дереву эволюции", которое рисуют в учебниках. Мы видим, что каждая ветвь этого древа представляет собой достаточно совершенную структуру. Грубо говоря, все эти виды существуют (и существовали) только потому, что они удовлетворяли каким-то критериям оптимальности (лучше сказать, устойчивости a la ляпуновской). Но: из одного устойчивого положения в другое устойчивое нельзя, вообще говоря, перейти так, чтобы на всей траектории перехода сохранялась оптимальность в каком-либо смысле. Мы видим определенную форму жизни, которая стабильна, т.к. в каком-то смысле оптимальна. Небольшие изменения, отклонения от этого положения должны возвращать нас назад - т.е. отбор должен их пресекать. В другое устойчивое положение можно только перескочить, изменив сразу много параметров системы. А это возвращает нас к предположению, что сложная система целиком возникает спонтанно и случайно.

Я утверждаю, что изначальная дарвиновская концепция изменчивости + естественного отбора противоречива и не может обеспечить нормальной эволюции. В частности, для того, чтобы рыбе стать земноводным, ей придется или стать им сразу, или постепенно проходить через лишние ступени, которые были бы ухудшением первоначально существовавшей рыбы, а потому - они не должны были бы выживать в конкурентной борьбе.

Или еще - попробуйте представить себе клетку, которая отказалась бы от самостоятельности, чтобы жить в одном организме с другими. Она сразу же была бы обречена на гибель - если только не возникла уже в готовом организме.

Итак, вот три примера: возникновение клетки; возникновение многоклеточных организмов; возникновение сухопутных форм жизни. Каждый из них иллюстрирует простую мысль: коль скоро в сложной системе все взаимосвязано, то все и должно возникать вместе.

Попробуйте собрать велосипед из запчастей так, чтобы на каждом этапе сборки он мог бы нормально ездить. Мне отчего-то кажется, что пока на раму не будут одеты оба колеса и руль, вы ездить не рискнете...

               

               

[Мунин›]

Есть пара вещей, которые ты, Читатель, не учитываешь.
1. Задача, которую предназначен был выполнять некий механизм, и задача, которую он в итоге выполняет - зачастую очень разные вещи. И здесь заложен ключ к постепенному возникновению сложных систем.
Просто некая система A развивалась-развивалась себе, не меняя своего устройства, а только его оптимизируя. И вот, в результате неизвестно чего, перед ней встала другая задача. И оказалось, что механизмы, в прежней системе исполнявшие одну роль, в новых условиях могут исполнять другую.
Покрытые перьями (или кожными складками) лапы позволяют планировать. Влажная кожа позволяет получать кислород из воздуха. Хоботок комара позволяет протыкать кожу больших животных, и пить кровь.
В результате старые механизмы складываются в новую систему B. И, естественно, в ней они оказываются далеки от оптимальных. Начинается новый круг оптимизации.
2. По поводу устойчивых положений. Собственно, загвоздка в упоминавшемся выше "в результате неизвестно чего". Дело в том, что этим самым неизвесто чем может быть множество факторов, и никогда нельзя заранее предсказать, какой всплывет на этот раз. А через небольшое время (а по обльшому счету, даже наблюдая процесс вживую), уже нифига не определишь, какой же фактор выбил устаканившуюся систему из седла. Но именно эти факторы (внезапное изменение среды обитания, появление нового хищника/конкурента, истощение ресурсов) и двигают эволюцию вперед.
Исчезает локальный минимум, в котором скопилась популяция, она оказывается на склоне - и начинается растекание во все стороны в поисках работающего в новой ситуации решения. Иногда склон пологий, и растекание идет во все стороны, иногда крутой, и весь вид вынужден идти к одному решению. Бывает, что растекающееся пятно натыкается на узкий и глубокий овраг, рассекающий равнину: это попадание на принципиально новое решение, дающее большой выигрыш, но возможное только при определенном сочетании параметров. Собственно, это означает, что система пересобирается: из имеющихся компонент составляются новые связи. Это - эволюционный рывок. Рыба выползает на сушу.
Отсюда, кстати, могут расти ноги у того, что мы не находим останков "промежуточных звеньев": достаточное количство следов оставляют только те виды, которые достаточно долго оставались почти неизменными, и развились в большие популяции.
Так что вот. Жду ответов.

               

               

[Арвинд›]

Цитата из: Мунин [Энт Долгодум] on 02-12-2002, 21:40:18
Так что вот. Жду ответов.


Извини, заставил долго ждать. Честно говоря, и сейчас вряд ли напишу нормальный ответ - спать охота.
Ну ладно, не будем дальше откладывать...
1. Спасибо за точное замечание: малыми изменениями нельзя уйти из оптимального состояния, но изменение среды может сделать это состояние неоптимальным, дав толчок эволюции.
С этим я полностью согласен - но речь идет именно о заметных внешних факторах, что не так просто назвать "эволюцией самой по себе". Кроме того, это очень серьезное ограничение на скорость процесса - по сути, он идет тогда, когда происходят какие-то катаклизмы. Например, активное развитие млекопитающих началось после схода динозавров со сцены. Вопрос: если бы не катаклизм (предположительно, это было падение крупного астероида), то стали бы динозавры эволюционировать так, чтобы появилось разумное существо? Научного ответа на вопрос, естественно, нет...
Даже в этой поверхностной и дилетантской болтовне мы серьезно изменили взгляды на теорию эволюции по сравнению с дарвиновской концепцией, до сих пор преподающейся в школе. Насколько мне известно, биологи уже не пытаются говорить о плавных изменениях, о постепенном улучшении, которое закономерно приводит к возникновению разнообразного живого мира и разумного человека в нем. Вместо этого используется "модифицированная" теория, в которой утверждается, что эволюция идет рывками, скачкообразно. Вдруг возникают серьезные мутации, и появляются новые организмы. Если говорить о системе в целом, то можно назвать ее поведение бифуркацией: внезапным, резким переходом в иное состояние.
2. А теперь - интересное положение. Почему дарвиновская концепция оказалась настолько популярна? Потому что она позволяла представить сложный процесс возникновения жизни как процесс очень длительный, на каждой стадии которого ничего особенного не происходило - просто организмы улучшали свои механизмы, приспособляясь к окружающец среде. Человек мыслился как последовательное улучшение, оптимизация амёбы. При таком подходе никакое внешнее вмешательство не требовалось для объяснения окружающего мира, и в соответствии с идеологическим возрождением материализма этот подход был признан "научным, а потому верным"... Интересно, почему сейчас в школьных учебниках до сих пор не говорят о скачках в эволюционном процессе? Боюсь, потому, что это лишает теорию ее привлекательности. Ведь нам приходится сосредотачиваться на каждом скачке, и каждый из них признавать необъяснимым, по сути дела, явлением.
3. Итак, если рассмотреть именно эволюционный скачок, то тут я вынужден признать твои аргументы не вполне ясными. Ты говоришь, что старые механизмы в новых условиях могут приобрести новые функции. Но фишка в том, что появляются именно новые механизмы. Легкие не нужны рыбе! Можно представить себе постепенное вырабатывание легких, но ведь этот полуфабрикат не будет ни к чему пригоден! И потом - почему одновременно с легкими появляются кожа, изменяется строение костей, глаз, конечностей? Я говорю именно о том, что идеологическое преимущество постепенности при детальном анализе оказывается утрачено. Изменения не происходят постепенно - механизм начинает работать только тогда, когда он собран полностью, а для новых условий каждый раз возникают новые механизмы. Я уже называл эти три "контрольные точки" - появление клетки, появление многоклеточных организмов, выход жизни на сушу. Это не эволюция, но революция. И она повторялась на протяжении земной истории очень много раз.
Я, конечно, повторяюсь - но у меня нет ощущения, что ты мне ответил. Если бактерия не может жить с числом генов менее 300, то, значит, они появились одновременно? И если представить себе велосипед (примитивнейший механизм), который собирается на ходу - то как его собрать, чтобы он в каждый момент времени, с самого своего рождения, мог ездить? А ведь у биологических механизмов цель была и осталась одна: жить.
4. И повторю еще один пункт, который ты в прошлый раз (кажется) не прокомментировал. Как я уже писал, очень часто независимое стремление каждого участника системы к собственной выгоде приводит систему в устойчивое, но отнюдь не оптимальное состояние. Житейский пример: нерегулируемый перекресток. Если все машины на него выедут, то движение встанет. И будет стоять до тех пор, пока кто-то не поступится собственными интересами на время. В математической экономике, помнится, были подобные вещи. Рынок нельзя оставлять наедине с собой, он будет такие чудовищные кризисы устраивать, что мало не покажется. Система, эволюционирующая путем максимизации отдельными индивидами своих функций потребления, может зайти в тупик, и потому нуждается во внешнем регулировании.
В применении к биологии - это явный аргумент против эволюции (в ее обычном понимании).
Ну пока все. Пойду баиньки.  

               

               

[Мунин›]

Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
Даже в этой поверхностной и дилетантской болтовне мы серьезно изменили взгляды на теорию эволюции по сравнению с дарвиновской концепцией, до сих пор преподающейся в школе.


Ну, не мы...
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
Интересно, почему сейчас в школьных учебниках до сих пор не говорят о скачках в эволюционном процессе?


Кстати, говорят.
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
Но фишка в том, что появляются именно новые механизмы. Легкие не нужны рыбе!


Изменением назначения старых.
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
Можно представить себе постепенное вырабатывание легких, но ведь этот полуфабрикат не будет ни к чему пригоден!


Пригоден - к старой задаче. А потом плавательные пузыри начинают работать по-новому, и оказываются несовершенными перволегкими...
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
И потом - почему одновременно с легкими появляются кожа, изменяется строение костей, глаз, конечностей?


Они появляются одновременно, потому что их появление вызвано теми же изменившимися условиями. Рыба, переползающая по суше из одного водоема в другой, нуждается как в кислороде, так и в воздушном зрении, и в ползущих конечностях, и в прочных костях. А в чешуе как раз нуждается меньше.
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
Если бактерия не может жить с числом генов менее 300, то, значит, они появились одновременно?


Значит, мы, увы, не знаем, каковы были формы жизни, когда генов было меньше 300. Про выползание на сушу свидетельства намного сохраннее.
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
 И если представить себе велосипед (примитивнейший механизм), который собирается на ходу - то как его собрать, чтобы он в каждый момент времени, с самого своего рождения, мог ездить?


Вот оно...

Ну смотри. Сначала собираем колесо. Оно ездит. (Придирки по поводу элементарности колеса не предъявлять: ты сказал "ездить".)
Потом из четырех колес собираем тележку. Она тоже ездит.
Потом колеса в тележке располагаем ромбом (два по оси, два по бокам) - тоже ездит.
А потом за ненадобностью (научились ездить быстро) убираем боковые колеса. Можно даже по одному. Но смысл именно тот: строительные леса не нужны и отмирают. Хотя раньше никто даже не думал, что это "всего лишь" строительные леса.
Цитата из: Chitatel on 21-12-2002, 02:25:44
Как я уже писал, очень часто независимое стремление каждого участника системы к собственной выгоде приводит систему в устойчивое, но отнюдь не оптимальное состояние.


Я сейчас постепенно понимаю, что эта формулировка неточна. То есть да, система стремится рано или поздно оказаться в оптимальном состоянии. Но движется она к нему дифференциальными уравнениями далеко не первого порядка (== СОДУ большой размерности), так что эволюционные выкрутасы на протяжении этого движения могут быть весьма длительными. Например, много больше 4 млрд лет.

               

               

[Снорри›]

Это что же получается - со временем окажется, что головной мозг человеку не нуже - и он постепенно атрофируется?

               

               

[Мунин›]

Запросто. Если некий крутой орган возьмет на себя его функции, и будет справляться с ними лучше. Или если сама функция отпадет (возможно, развивишись в что-то другое).

               

               

[Лорион›]

Цитата:
Это что же получается - со временем окажется, что головной мозг человеку не нуже - и он постепенно атрофируется?

Нет-никогда!  Хоть тут и порядком отошли от дарвинизма, но давайте подойдем к мозгу с анатомической точки зрения. Мозг - компьютер совершенного типа, не подлежащий замене, хотя есть вероятность переключения некоторых функций на спинной мозг(доказано каф. патанатомии Британской АМН). Только некоторых, а вы хотите свалить на какой-то другой орган, выполняющий свою работу еще и "слежку за состоянием системы". Я могу допустить, что в процессе эволюции, мозг преобразуется, но он никогда не утратит своих функций и не атрафируется.
Если бы это было возможным, то природа бы уже соверщила этот опыт на братьях наших  меньших.
Цитата:
Можно представить себе постепенное вырабатывание легких, но ведь этот полуфабрикат не будет ни к чему пригоден!

Доказано, что мутации, возникающие в процессе развития человека, сейчас яв. нейтральными, впоследствии могут оказать большую помощь. К примеру - у человека, как известно, имеются жаберные щели, которые потом преобразуются. Но есть и такие люди, которые обладают этим "украшением" и сейчас. Представим горячо любимый многими всемирный потоп - у людей с такой мутацией будет больше шансов выжит, нежели у все остальных. Пусть они недоразвиты, но при стечении опр. условий природа делает изменения в строении человека

               

               

[Мунин›]

Цитата из: Lorion on 24-01-2003, 22:28:14
Мозг - компьютер совершенного типа, не подлежащий замене...


Антропоцентрический шовинизм
На самом деле, это заблуждение от неумения представить, что ещё может быть.

               

               

[Лорион›]

Цитата:
Антропоцентрический шовинизм
На самом деле, это заблуждение от неумения представить, что ещё может быть.

Т.к по роду своих занятий я врач(хоть и будущий) я НИКАК не могу согласится.
Мунин - это все теории, предположения тех, кто обчитался фантастики.
Повторюсь - мозг(головной) контролирует наш организм и ни один орган, естесственно-созданный природой, не может заменить его. Если вы говорите об оперативном вмешательстве, то пардон - так бы и сказали.
Хотя мне не совсем ясно - о каком именно мозге тут идет речь: спинном или головном?

               

               

[Efreeti›]

         Ну если так подходить, то действительно природе легче будет создать вид, у которого отношение массы мозга к массе тела будет больше, чем у нас , нежели придумывать новый "суперорган". Не мы первые не мы последние, или наоборот.
 И, по-моему, мы от темы эволюции плавно переходим к вопросу кто нас слепил и зачем.

               

               

[Лорион›]

Цитата:
И, по-моему, мы от темы эволюции плавно переходим к вопросу кто нас слепил и зачем.

Знаете, если мы не поймем кто нас слепил и почему ему так захотелось мы не поймем что такое эволюция вообще

               

               

[Efreeti›]

Цитата:
Знаете, если мы не поймем кто нас слепил и почему ему так захотелось мы не поймем что такое эволюция вообще


   Боюсь, не в наших силах это узнать. По крайней мере без чужой помощи.

               

               

[Мунин›]

Лорион, я не считаю, что "обчитался фантастики". Хотя бы потому, что фантастикой мой круг чтения не ограничен.

Так вот, по-твоему не фантастика вообще возникновение головного мозга на долгом пути от ланцетника к "человеку разумному, даже слишком" (homo sapiens sapiens)? Птичьих крыльев? Лёгких? Органов живорождения?

Медика приучают к тому, что есть. Биолог знает, что есть, и что было раньше. Ему проще представить, что будет что-то ещё, принципиально новое.

Я не говорю о ближайшей перспективе. По-моему, на ней замыкаться просто скучно.

               

               

[Efreeti›]

   Если уж на то пошло, то фантастика- существование Вселенной (по крайней мере известной нам Её части).

               

               

[Лорион›]

Цитата:
Так вот, по-твоему не фантастика вообще возникновение головного мозга на долгом пути от ланцетника к "человеку разумному, даже слишком" (homo sapiens sapiens)? Птичьих крыльев? Лёгких? Органов живорождения?

Возможно, но здесь слово "фантастика" будет звучать несколько в другом смысле.
Про крылья - это ты про человека? Это действительно fantasy
Что же касается органов живорождения - это всего навсего очередное приспособление к среде, как и легкие вместо жабер.
Цитата:
Медика приучают к тому, что есть. Биолог знает, что есть, и что было раньше.

А как же рассмотрение эмбрионов - там я наглядно вижу шаги человека по лестнице эволюции, так что не надо биологов превозносить.
Цитата:
Я не говорю о ближайшей перспективе. По-моему, на ней замыкаться просто скучно.

На ней никто не замыкается, но, согласись, если бы будем думать, как будем выглядеть в будущем и забудем о том, что мы представляем сейчас у нас начнутся проблемы.