macroevolution (![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
macroevolution) wrote2013-12-24 01:16 pm
macroevolution) wrote2013-12-24 01:16 pm
Нет предела совершенству?
Долгосрочный эволюционный эксперимент на бактериях, начатый Ричардом Ленски в 1988 году, продолжает приносить интересные результаты. Как выяснилось, по прошествии 50 000 поколений (столько сменилось к февралю 2010 года) подопытные бактерии всё еще продолжают накапливать полезные мутации, неуклонно повышая свою приспособленность к условиям, в которые их поместили экспериментаторы. Рост приспособленности постепенно замедляется, но, судя по всему, не собирается выходить на плато. В шести из 12 подопытных популяций закрепились мутации, резко повысившие темп мутагенеза, что способствовало более быстрому росту приспособленности.
Рис. 1. Рост приспособленности бактерий в течение 50 000 поколений. Показаны усредненные значения по всем 12 подопытным популяциям. По вертикальной оси: относительная приспособленность (скорость роста по сравнению с предковым штаммом). По горизонтальной оси: время в поколениях. Красные линии — гиперболическая модель (приспособленность асимптотически стремится к предельному уровню), синие линии — степенная модель (неограниченный, хотя и замедляющийся, рост приспособленности). A — параметры кривых подобраны на основе данных по всем 50 000 поколений; превосходство степенной модели над гиперболической не очевидно (хотя и выявляется статистическими методами), B — кривые построены для первых 20 000 поколений, пунктиром показаны «предсказания»; видно, что гиперболическая модель хуже предсказывает динамику приспособленности в течение последующих 30 000 поколений, чем степенная.
Итак, рост приспособленности в Долгосрочном эволюционном эксперименте пока не собирается выходить на плато. Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные (= повышающие приспособленность к этим условиям) мутации. Удивительная неисчерпаемость адаптационных возможностей, впервые столь наглядно продемонстрированная в эксперименте, имеет огромное значение для понимания эволюции. Ведь можно было предположить (многие так и думали), что в постоянных условиях, тем более в монокультуре, возможности для адаптивной эволюции быстро будут исчерпаны, и система придет в состояние полного стазиса. В таком случае объяснить продолжающуюся эволюцию жизни на нашей планете можно было бы только через постоянные изменения среды (абиотической и биотической).
Рис. 2. Повышение темпа мутагенеза ускоряет адаптацию. Черные точки — усредненные данные по шести популяциям, в которых темп мутагенеза остался на исходном низком уровне. Зеленые треугольники — усредненные данные по трем популяциям, в которых на ранних этапах ДЭЭ (в первые 20 000 поколений) закрепились аллели-мутаторы. Видно, что приспособленность у вторых росла быстрее, чем у первых.
ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ
Рис. 1. Рост приспособленности бактерий в течение 50 000 поколений. Показаны усредненные значения по всем 12 подопытным популяциям. По вертикальной оси: относительная приспособленность (скорость роста по сравнению с предковым штаммом). По горизонтальной оси: время в поколениях. Красные линии — гиперболическая модель (приспособленность асимптотически стремится к предельному уровню), синие линии — степенная модель (неограниченный, хотя и замедляющийся, рост приспособленности). A — параметры кривых подобраны на основе данных по всем 50 000 поколений; превосходство степенной модели над гиперболической не очевидно (хотя и выявляется статистическими методами), B — кривые построены для первых 20 000 поколений, пунктиром показаны «предсказания»; видно, что гиперболическая модель хуже предсказывает динамику приспособленности в течение последующих 30 000 поколений, чем степенная.
Итак, рост приспособленности в Долгосрочном эволюционном эксперименте пока не собирается выходить на плато. Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные (= повышающие приспособленность к этим условиям) мутации. Удивительная неисчерпаемость адаптационных возможностей, впервые столь наглядно продемонстрированная в эксперименте, имеет огромное значение для понимания эволюции. Ведь можно было предположить (многие так и думали), что в постоянных условиях, тем более в монокультуре, возможности для адаптивной эволюции быстро будут исчерпаны, и система придет в состояние полного стазиса. В таком случае объяснить продолжающуюся эволюцию жизни на нашей планете можно было бы только через постоянные изменения среды (абиотической и биотической).
Рис. 2. Повышение темпа мутагенеза ускоряет адаптацию. Черные точки — усредненные данные по шести популяциям, в которых темп мутагенеза остался на исходном низком уровне. Зеленые треугольники — усредненные данные по трем популяциям, в которых на ранних этапах ДЭЭ (в первые 20 000 поколений) закрепились аллели-мутаторы. Видно, что приспособленность у вторых росла быстрее, чем у первых.
ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ
no subject
Мозг очень дорог в энергетическом смысле, потребляет массу энергии.
Поэтому мозг слишком крупный, конечно, позволяет лучше соображать, но это не окупается (с какого-то момента его укрупнения) затратами на его содержание.
Чем крупнее организм, тем крупнее может быть мозг (поскольку относительно всего тела он может оставаться не очень большим). Именно поэтому существо с интеллектом человека, но размером с мартышку или кошку (а тем более с муху) невозможно. Чтобы содержать мозг весом порядка килограмма и иметь с него пользу, окупающую затраты, надо весить десятки килограммов.
no subject
А существуют точные расчёты? Можете дать ссылку? Буду признательна.
no subject
Но есть основанные на изучении психологии детей факты, что для более-менее полноценного человеческого мышления нужен мозг семилетнего ребенка (дети моложе 7 лет сильно отличаются в этом смысле, они, например, не умеют правильно оценить расстояние до приближающегося автомобиля и поэтому им нельзя одним переходить дорогу, ну и многие другие отличия, не зря в школе учиться начинают примерно в 7 лет, до того мозг не созрел для школьного обучения, попросту говоря, слишком мал для него).
Сходные отличия имеют животные с меньшим мозгом. Тоже у них многого (тем большего, чем меньше мозг), не хватает, чтобы рассуждать по-человечески.
Например, только с определенного веса мозга животные могут решать такую задачу - за непрозрачный экран запускают игрушечный автомобильчик (к которому прикреплено что-то вкусное), надо догадаться, что автомобильчик выедет с другой стороны и перехватить его там.
Процент веса тела, который может занимать мозг, тоже известен. У людей он максимален, больше (в условиях отличных от тепличных искусственных) телу не прокормить.
Далее простая арифметика.
no subject
no subject
А при недостаточном размере мозга получается как с гориллами и шимпанзе.
Они могут обучиться речи (воспринимать - в том числе на слух, "говорить" только языком глухонемых или нажимая клавиши с пиктограммами, у них гортань не приспособлена издавать нужные звуки), причем именно в человеческом смысле, хотя и с ограниченным словарным запасом. Но сами создать речь не в силах, только люди могут их этому обучить. И даже своих детенышей они не могут обучить речи на своем уровне, интеллекта не хватает. То есть этот навык без людей естественным образом пропадет.
А вот кошку точно нельзя речи обучить. Дрессировкой вызвать определенную реакцию на те лили иные сочетания звуков - можно, но это именно дрессировка, а не обучение.
Не хватет у кошки мозгов.
no subject
no subject
Гидроцефалия - болезнь. При этом не мозг больше (при сохранении правильного его устройства), а в качестве одного из побочных последствий больше размер головы. Суть этой болезни - в том, что постоянно образующаяся в мозгу жидкость не полностью уходит из него, а остается, постепенно распирая голову. Это не приводит ни к чему хорошему.
no subject
no subject
Только там совершенно невероятное количество сложностей.
Очень это непросто - увеличить мозг и при этом ничего не напортить.
no subject
no subject
no subject
У них еще и мозг не приспособлен для звуковой речи. Обезьяны не могут подать голос без определенного эмоционального состояния. Материально это организовано так: отвечающая за коммуникацию часть коры, зона Брока, - у обезьян не связана с голосовыми органами.
no subject
Таки птички и кошки с их маленьким мозгом справляются.
Кстати, есть ли данные именно об энергетических затратах мозга разных животных? Это ж, наверное, меряли?
no subject
Сходу ссылку не дам.
Что касается кошек и птичек - у них работают гораздо более примитивные механизмы.
Вот собаки - да, соображают. Видел бродячую собаку, которая ждала у перехода, пока загорится зеленый, после чего перешла. Но у собак мозг гораздо больше, чем у кошек.
Тем не менее собаку невозможно обучить пониманию речи, она только ключевые слова (команды) может научиться выделять и интонацию понимает. А ребенок речи учится.
no subject
Что запрещает разумную жизнь на небелковой основе?
no subject
В то время было уже доказано, что подобную систему можно вместить в кристалл размером с маковое зернышко, только вот технология до этого не дошла.
Насчет разума на небелковой основе - мы и жизни-то на небелковой основе не знаем.
Так что будет о чем говорить, если что-то такое удастся создать (или обнаружить) или хотя бы будут видны пути к этому. А в наше время - рано, разговор ни о чем.
no subject
Замечание риторическое и скорее в шутку, поддержания разговора никоим образом не требует, коль он нежелателен.
no subject
Если есть о чем - можно и продолжить.
Отмечу, что "Одра" - уже довольно позднее время. Уже микросхемы были, хотя и простые, и вопрос миниатюризации рассматривался всерьез, включая его теоретические пределы.
А вот во времена "Эниака" или БЭСМ-1 этот вопрос еще не стоял. Работало бы.
Впрочем, некоторые представления о миниатюризации были и тогда. В журнале "Радио" в 1954 году была статья об ЭВМ и их перспективах. Там писалось, что можно создать ЭВМ размером с телевизор (это, грубо говоря, около четверти кубометра). Очень маленькую по тем временам, когда ЭВМ большой зал занимала. Но там не указывалось ни в каком виде, что это предел. Просто сообщалось, что при некотором развитии уже имевшихся технологий это может быть достигнуто.
no subject
Мушинный мозг не потянет нужных мощностей при известных конструктивных решениях, но утверждение что принципиально не возможен разум размером с кошку/мышку, излишне категоричным. При некотором развитии небелковых технологий - так ли уж исключено? )
no subject
Мы, правда, не знаем, как на небиологической основе реализовать настоящее мышление, а не его имитацию (вроде удовлетворяющей "критерию Тьюринга", когда по общению с объектом человек не может определить, общается он с разумом или автоматом, для этого, как показала практика, достаточен довольно примитивный автомат, но мыслящим он от этого не становится).
Соответственно, пока трудно оценить и требуемые ресурсы.
no subject
no subject
no subject