Informacija

Ar kai kurie pojūčiai išsivystė iš kitų pojūčių, ar jie laikomi nepriklausomais?


Ar yra evoliucinių ryšių tarp skirtingų pojūčių, taip, kad vienas pojūtis išsivystė iš kito ar iš bendros šaknies, pvz. galimybė, kad klausa ir lytėjimas yra kilę iš bendros šaknies? Jei yra tokių evoliucinių kelių, ar yra bandymų nubrėžti žemėlapį tarp skirtingų pojūčių?


Klausa ir prisilietimas yra abu mechaninio jutimo pavyzdžiai, t. Y. Jutimo receptoriai suaktyvinami dėl slėgio pokyčių, o jutimo plaukų ląstelės (klausa) suaktyvėja skysčio judesiu, kurį sukelia garso bangos. Todėl manau, kad logiška, kad jie išsivystė iš panašios kilmės.

Kita vertus, viziją lemia fotosensija, kurios fiziologija yra labai skirtinga, todėl nemanau, kad yra panašių evoliucinių ryšių įrodymų, tačiau gali būti (beveik neabejotinai) panašumų į tai, kaip mūsų smegenys išsivystė. reaguoti į skirtingus pojūčius.


Nesąmonių supratimas: selenocisteino naudojimo raida baltymuose

Neseniai iš Sargaso jūros organizmų gautų sekų analizė atskleidė stebėtinai kitokį seleno turinčių baltymų rinkinį, nei buvo anksčiau sekų genomuose, ir rodo, kad evoliucijos metu daugelis organizmų grupių prarado selenocisteino panaudojimą.

Be 20 aminorūgščių, visuotinai randamų baltymuose, dvi kitos amino rūgštys - pirolizinas ir selenocisteinas - yra įtrauktos į nedidelį skaičių baltymų kai kuriose organizmų grupėse. L-pirolizinas yra C4-pakeistas pirolinas-5-karboksilatas, prijungtas prie lizino ε-azoto. L-seleno-cisteinas yra identiškas cisteinui, tačiau selenas pakeistas siera. Pirolizinas iki šiol buvo rastas tik fermentuose, reikalinguose kai kurių archebakterijų metanogenezei, o tai rodo galimą vaidmenį katalizėje, tačiau tikslus šios aminorūgšties vaidmuo nenustatytas. Selenocisteino seleno atomas suteikia daug didesnį reaktyvumą nei cisteinas, nes jo mažesnis pKa (5.2) leidžia jam likti jonizuotam esant fiziologiniam pH. Dauguma selenoproteinų naudoja didesnį nukleofilinį aktyvumą, kad katalizuotų redokso reakcijas, tačiau daugelis jų neturi žinomos funkcijos. Dabartiniai selenoproteinų evoliucijos tyrimai yra viena iš svarbių priemonių, naudojamų visiškai nustatyti ir suskirstyti selenoproteinų funkciją.

Sargaso jūra (pavadinta ant paviršiaus nešamų sargaso jūros dumblių) yra vandens telkinys, užimantis 2 milijonus kvadratinių mylių Šiaurės Atlanto vandenyno viduryje netoli Bermudų. Dėl gerai apibrėžtų fizinių ir geocheminių savybių, įskaitant santykinai žemą maistinių medžiagų kiekį, jis tapo viliojančiu taikiniu šautuvų sekos nustatymo projektui, apimančiam visą biomą - tarpusavyje susijusių ekosistemų rinkinį, būdingą tam tikrai fizinei aplinkai [1]. Šios pastangos, pirmasis „biomo sekos nustatymo projektas“, yra nauja šautuvo genomo sekos taikymo programa ir yra svarbus naujas šiuolaikinės bioinformatikos komponentas. Tačiau iš 1, 2 milijono genų, nustatytų taikant šį metodą, tikėtina, kad nedidelis pogrupis bus neteisingai anotuotas dėl to, kad yra rėmo nesąmoningų kodonų-UGA arba UAG, kurie šiais atvejais veikia atitinkamai kaip selenocisteino ir pirolizino kodonai. . Kai kuriose archeose UAG kodonas iš naujo apibrėžiamas kaip pirolizino kodonas, matyt, priversdamas šiuos organizmus remtis tik dviem nereikalingais signalais (UGA ir UAA) vertimo užbaigimui [2]. Daugelyje bakterijų, kai kuriose metanogeninėse archajose ir daugumoje, jei ne visų gyvūnų, UGA kodonas gali būti naudojamas selenocisteino įtraukimui ir vertimo užbaigimui. Be UGA, selenocisteino įtraukimas reikalauja papildomo cis-geno elementas ir trans-veikiantys veiksniai.

Nors selenocisteino įtraukimas yra daug platesnis nei pirolizino, jis vis dar yra evoliucinė mozaika. Tiesą sakant, dvi gyvybės karalystės - augalai ir grybai - visiškai išvengė sistemos arba galbūt niekada jos neįgijo (1 lentelė). Taigi kodėl selenocisteino įtraukimas išlieka kai kuriose organizmų grupėse, o ne kitose? Kokios jėgos skatina selenoproteinų evoliuciją? Kokia kryptimi vyksta evoliucija - ar gyvūnai palaipsniui nutraukia ar palaipsniui naudoja selenocisteiną? Atsakymų į šiuos klausimus dar nėra, tačiau Vadimo Gladyshevo ir jo kolegų [3] neseniai atlikta didelio Sargaso jūros sekos duomenų rinkinio analizė [3] Nebraskos universitete, Linkolne, yra pirmas žingsnis formuojant mūsų požiūrį į selenoproteinų evoliuciją.


Ar kai kurie pojūčiai išsivystė iš kitų pojūčių, ar jie laikomi nepriklausomais? - Biologija

Evoliucija viruso požiūriu
2007 m. Gruodžio mėn

Adenovirusas
Šią žiemą plintanti nauja liga skamba kaip kuriamas Steveno Spielbergo filmas: peršalimo virusas, plintantis atsitiktinio kontakto metu, virsta virulentiška forma, kuri hospitalizuojama ir kartais nužudo savo aukas. Praėjusį mėnesį vadinamas „žudikiu“, „Adenovirus-14“ toli gražu nėra fantazija, tačiau taip pat nėra pakankamai baisus, kad sukurtų populiarumą. Per pastaruosius 18 mėnesių virusas sukėlė tik 10 mirčių ir#151 nedidelį skaičių, palyginti su 36 000, kuriuos vidutiniškai sukėlė gripas. Kodėl Adenovirus-14 neatitiko grėsmės, skelbiamos antraštėse? Evoliucija padeda paaiškinti, kodėl kai kurios klaidos yra žudikai, kodėl kitos ne, ir kokia tikimybė, kad peršalimo viruso mutantas pasieks epidemijos mastą.

Kur evoliucija?
Norėdami suprasti, kodėl kai kurie mikrobai yra virulentiški, turime pamatyti pasaulį jų požiūriu. Mums ligas sukeliantys virusai ir bakterijos gali būti piktadariai ir mūsų kūno įsibrovėliai, kurie, jei galima sakyti, kad iš viso turi tikslą, mums kenkia. Tačiau perkėlus mūsų perspektyvą į jų mastą, paaiškėja, kad šie patogenai yra besivystanti organizmų populiacija, kaip ir bet kuri kita, kurios buveinė tiesiog yra žmogaus kūnas. Šiuos mikrobus, kaip ir kitus organizmus, formuoja natūrali atranka, kad jie gyventų ir sėkmingai daugintųsi. Tačiau mes laikome juos patogenais, nes ištekliai, kuriuos jie naudoja šiam tikslui (ir kuriuos jie sunaikina proceso metu), yra mūsų pačių kūno ląstelės. Daugelis bruožų, dėl kurių infekcijos metu jaučiamės blogai, iš tikrųjų yra patogeniškos adaptacijos ir natūralios atrankos palankios savybės, padedančios šiems mikrobams daugintis ir plisti.

Pavyzdžiui, apsvarstykite unikalų ekologinį iššūkį, su kuriuo susiduria daugelis ligų sukėlėjų: tinkamų buveinių gali būti nedaug, o nerimą keliančiai - toli. Padėkite save į viruso padėtį jo natūralioje buveinėje ir#151 žmogaus šeimininką. Jūs užkrėtėte kai kurias ląsteles ir sugebėjote daugintis, tačiau šeimininko imuninė sistema dabar yra ant jūsų ir didina šilumą. Ši aplinka nebėra tokia svetinga. Kaip galite savo palikuonis priartinti prie draugiškesnės buveinės (t. Y. Naujo, neišnaudoto žmogaus kūno)? Be kojų, sparnų, pelekų ar bet kurios įprastos judėjimo priemonės, jūsų palikuonių galimybės pasiekti naują šeimininką savo jėgomis yra nulinės. Tačiau natūrali atranka sukėlė patogenams daugybę klastingų strategijų, kaip pereiti prie naujo šeimininko, įskaitant:

    Pavyzdžiui, lašelių perdavimas ir#151, perduodamas kartu, kai vienas šeimininkas netyčia čiaudėja ant kito. Gripas perduodamas tokiu būdu.

Patogenų linijos, kurios neatitinka šio iššūkio ir niekada neužkrečia naujo šeimininko, yra pasmerktos. Jie išnyks, kai mirs jų šeimininkas arba kai imuninė sistema sunaikins infekciją.

Kadangi perdavimas yra gyvybės ar mirties klausimas patogenų linijoms, kai kurie evoliuciniai biologai sutelkė dėmesį į tai, kaip į raktą, kad suprastų, kodėl vieni tapo žudikais, o kiti sukelia ne ką blogiau nei uostymai. Idėja yra ta, kad gali būti evoliucinis kompromisas tarp virulentiškumo ir perdavimo. Apsvarstykite virusą, kuris išnaudoja savo šeimininką žmogų daugiau nei dauguma ir taip sukuria daugiau palikuonių nei dauguma. Šis virusas daro daug žalos šeimininkui, kitaip tariant, yra labai virulentiškas. Žvelgiant iš viruso perspektyvos, iš pradžių atrodytų gerai, kad papildomi ištekliai reiškia papildomus palikuonis, o tai paprastai reiškia aukštą evoliucinį tinkamumą. Tačiau, jei viruso dauginimasis visiškai sutrikdo šeimininką, visa strategija gali pasipriešinti: liga gali neleisti šeimininkui išeiti ir susisiekti su naujais šeimininkais, į kuriuos virusas gali pereiti. Virusinė linija, tapusi savo sėkmės auka, gali išnykti ir tapti evoliucine aklavietė. Šis virulentiškumo lygis akivaizdžiai nėra geras dalykas, žiūrint iš viruso perspektyvos.

Natūrali atranka subalansuoja šį kompromisą, pasirenkant patogenus, kurie yra pakankamai virulentiški, kad susilauktų daug palikuonių (kurie, esant galimybei, greičiausiai galėtų užkrėsti naują šeimininką), bet ne tokie pavojingi, kad neleistų dabartiniam šeimininkui suteikti jiems galimybių užkrato pernešimas. Šios pusiausvyros pasiekimas iš dalies priklauso nuo viruso perdavimo būdo. Pavyzdžiui, lytiškai plintantys patogenai bus atrinkti, jei jie per anksti imobilizuos savo šeimininką, kol šeimininkas neturės galimybės susirasti naujo seksualinio partnerio ir netyčia perduoti ligos sukėlėją. Kai kurie biologai teigia, kad šis kompromisas padeda paaiškinti, kodėl lytiniu keliu plintančios infekcijos dažniausiai būna užsitęsusios. Net jei tokios infekcijos galiausiai nužudo šeimininką, jos tai daro tik po daugelio metų, per kuriuos patogenas gali užkrėsti naują šeimininką.

Kita vertus, tokios ligos kaip cholera (sukelianti ypatingą viduriavimą) daugeliu atvejų gali išsivystyti iki didelio virulentiškumo lygio. Choleros aukos netrukus imobilizuojasi dėl ligos, tačiau jas prižiūri kiti, kurie išneša savo atliekas, valo nešvarius drabužius ir tuo metu perduoda bakteriją į vandens tiekimo sistemą, kur ją gali praryti nauji šeimininkai. Tokiu būdu net virulentiškos choleros padermės, kurios iš karto sunaikina šeimininką, gali būti lengvai perduodamos naujam šeimininkui. Atitinkamai, cholera sukėlė didelį virulentiškumą ir gali nužudyti savo šeimininką praėjus vos kelioms valandoms po simptomų atsiradimo.

Nors perdavimo būdas toli gražu nėra vienintelis veiksnys, turintis įtakos virulentiškumo vystymuisi ir šeimininko populiacijos imuniteto lygiui, šeimininkų pasiskirstymui ir tai, ar, pavyzdžiui, šeimininkas turi kitų infekcijų, taip pat svarbu Ligos sukėlėjo ekologija padeda išsiaiškinti, kodėl kai kurios ligos žudo. Dar svarbiau, kad tai rodo, kaip galėtume paskatinti patogenų evoliuciją link mažiau virulentiškų padermių. Tais atvejais, kai didelis virulentiškumas yra susijęs su dideliu perdavimo greičiu (pvz., Cholera), sumažėjus perdavimo greičiui (pvz., Užtikrinant geresnę vandens sanitariją), gali būti palankios mažiau virulentiškos formos. Idėja yra sukurti situaciją, kai hipervirulentiškos padermės, kurios netrukus nužudo arba imobilizuoja savo šeimininkus, niekada neturi galimybės užkrėsti naujų šeimininkų ir yra paverčiamos evoliucinėmis aklavietėmis. Tiesą sakant, biologai pastebėjo šį reiškinį Pietų Amerikoje: kai cholera įsiveržė į šalis, kuriose vandens sanitarija prasta, padermės tapo labiau virulentiškos, o linijos, įsiveržusios į vietoves, kuriose yra geresnė sanitarija, tapo mažiau kenksmingos.

Ir tai grįžta prie Adenovirus-14. Adenovirusai perduodami per orą arba per kontaktą. Mes galime tikėtis, kad tokiam perdavimui reikės gana sveiko šeimininko (to, kuris išeina ir liečiasi su kitais), taigi ir pasirinkti nuo virulentiškų padermių. Iš tiesų, adenovirusai retai būna žudikai, tačiau artimiausioje aplinkoje ir, pavyzdžiui, karinėse kareivinėse, kuriose Adenovirusas-14 buvo ypatinga problema, ir gali būti sumažintos perdavimo kliūtys. Tai galėtų atverti duris labiau pavojingų padermių evoliucijai. Tačiau karinis personalas vėl stumia šias duris. Laklando oro pajėgų bazėje, kurioje įvyko sunkiausias Adenovirus-14 protrūkis, platesni bandymai, daugiau rankų plovimo stotelių, didesnis dėmesys dezinfekcijai ir pacientų izoliacija padeda sumažinti ligos perdavimą ir tuo pačiu metu , gali paskatinti mažiau virulentiškų viruso padermių evoliuciją.

    Ewald, P. W. (1996). Apsauga nuo pavojingiausių atsirandančių patogenų: evoliucinės biologijos įžvalgos. Atsirandančios infekcinės ligos 2(4):245-257.

Evoliucijos išteklių supratimas:

Diskusijų ir pratęsimo klausimai

    . Paaiškinkite, kaip mutacija, leidžianti virusui padaryti daugiau savo kopijų, išplistų per virusų populiaciją, gyvenančią viename asmenyje. Į savo paaiškinimą būtinai įtraukite variacijos, pasirinkimo ir paveldėjimo sąvokas.

. Apibūdinkite, kokie veiksniai padidintų tokio viruso kaip Adenovirus-14 evoliucinį tinkamumą.

Susijusios pamokos ir mokymo ištekliai

    : Šiame trumpame vaizdo įraše, skirtame 9-12 klasėms, evoliucijos biologas Paulas Ewaldas apibūdina virusų evoliucijos kontrolės strategijas.

    „Lackland AFB“ sumažėjo „gripo stovyklos“ atvejai. (2007, gruodžio 3 d.). „AP Texas News“.
    Gauta 2007 m. Gruodžio 4 d., Iš Hiustono kronika


2. Evoliucijos ir vystymosi konceptualūs atskyrimai ir suvienijimai

Viena iš svarbiausių ankstyvosios biologijos filosofijos aštuntojo ir aštuntojo dešimtmečių temų buvo bandymas sukurti tinkamą koncepcinę sistemą, kuri padėtų atsiskirti nuo vystymosi ir evoliucijos, laikantis pagrindinės šiuolaikinės sintezės prielaidos, kad evoliucija yra pokyčiai. tik populiacijų genetinė sudėtis (Dobzhansky 1951: 16 taip pat žr. Charlesworth ir kt. 2017). Tai reiškia, kad dėl to vystymasis (arba ne iš esmės) priežastiniu būdu veikia evoliuciją. Per kelis dešimtmečius šią prielaidą patvirtino istoriškai įtakingas konceptualus skirtumas tarp artimų priežasčių ir galutinių priežasčių (Mayr 1961).

2.1 Artimiausias ir galutinis skirtumas

Dviguba sistema & lsquoproximate vs ultimate & rsquo suteikia kokybinį biologinio priežastingumo skirtumą (apie susijusius skirtumus žr. J. Baker 1938 Tinbergen 1951, 1963). Ji teigia, kad biologai, tiriantys artimas priežastis, užduoda klausimus, susijusius su individualiais vystymosi procesais. Taigi funkciniai biologai, besidomintys tokiomis artimomis priežastimis, tiria, kaip veikia sistemos. Vietoj to, evoliucijos biologai, tiriantys galutines priežastis, klausia, kodėl kyla klausimų, pavyzdžiui, kodėl filogenezė sukėlė tam tikras evoliucines funkcijas. Remiantis šiuo skirtumu, bent jau paviršiuje artimos priežastys primena veiksmingas Aristotelio priežastis, o galutinės priežastys primena Aristotelio galutines priežastis. Norėdami iliustruoti šį skirtumą, Mayr (1961) remiasi paukščių migracijos pavyzdžiu. Migraciją galima ištirti paklausus, kaip paukščiai migruoja (t. Y. Kaip jie lavina įgūdžius, tokius kaip navigacija) ar kodėl migruoja (t. Y. Dėl kokio selektyvaus pranašumo). Šie du tyrimai suprantami kaip svarbūs ir vienas kitą papildantys. Tačiau jie turėtų būti traktuojami kaip atskiri vienas nuo kito.

Artimiausias ir galutinis skirtumas gali būti skaitomas episteminiu arba ontologiniu požiūriu. Pirma, autoriai aiškino, kad išskiria skirtingus paaiškinimų tipus (Amundson 2005 Calcott 2013 Scholl & amp; Pigliucci 2015). Šis episteminis skaitymas apima tai, kaip klausimai negali būti sprendžiami paaiškinimais, nurodant galutines priežastis (t. Y. Pasakojant prisitaikymo istoriją), ir kodėl klausimai negali būti sprendžiami paaiškinimais, nurodant artimas priežastis (t. Y. Pasakojant apie bruožo vystymosi istoriją). Antra, autoriai šį skirtumą aiškino kaip skirtumą tarp skirtingų ontologinių priežasčių klasių, veikiančių ontogenetiniuose ir filogenetiniuose procesuose (Laland ir kt., 2013a). Šį ontologinį skaitymą teoriškai patvirtina Weismann & rsquos gemalų linijos ir somos atskyrimo koncepcija, kuri numato ribą tarp dviejų skirtingų priežasčių klasių. Iki šiol biologai ir filosofai nepasiekė bendro sutarimo, kaip tiksliai skirstymas & lsquoproximate-ultimate & rsquo arba & lsquohow-why & rsquo turėtų būti suprantami epistemiškai ar ontologiškai (Francis 1990 Dewsbury 1992, 1999 Sterelny 1992 Beatty 1994 Ariew 2003). Nepaisant to, kad trūksta susitarimo, ši sistema buvo taikoma įvairiose srityse - nuo evoliucinės biologijos (EO Wilson 1975 [2000: 23]), evoliucinės psichologijos (Daly & amp; Wilson 1978 Crawford 1998) ir elgesio ekologijos (Morse 1980: 92 & ndash95) iki humanitarinių mokslų , kaip ir žmonių bendradarbiavimas (Marchionni & amp Vromen 2009) ir vystymosi psichologija (Lickliter & amp Berry 1990). Ypač evoliucinėje biologijoje ji ilgą laiką prisidėjo prie pagrindinio priežastinio samprotavimo, net tarp evoliucijos biologų, besidominčių vystymosi procesais (žr., Pvz., Maynard Smith 1982: 6).

2.2 Artimiausių ir galutinių priežasčių integravimas

Nuolat kritikuojamas artimas ir galutinis skirtumas (dar prieš 1961 m. Mayr) ir jo pagrindinė idėja pažeminti aiškinamąjį ar priežastinį vystymosi svarbą evoliucijai. Visai neseniai šio klausimo aptarimas įsibėgėjo dėl naujų išvadų tokiose srityse kaip epigenetika, evo-devo ir nišinė konstrukcijų teorija (Thierry 2005 Laland ir kt. 2011, 2013a, 2013b Haig 2011, 2013 Scott-Phillips ir kt. 2011 Dickins & amp; Rahman 2012 Guerrero-Bosagna 2012 Calcott 2013 Dickins & amp Barton 2013 Gardner 2013 Mesoudi ir kt. 2013 Mart & iacutenez & amp; Esposito 2014 Scholl & amp; Pigliucci 2015 Baedke 2018 Uller & amp; Laland 2019). Šiame kontekste kai kurie mokslininkai teigia, kad artimiausias ir galutinis skirtumas yra kai kurių šiuolaikinės biologijos ir rsquos aršiausių diskusijų centras ir rdquo (Laland ir kt. 2011: 1512) apie vystymosi plastiškumo, nišinės konstrukcijos ir įtraukiamojo paveldėjimo vaidmenį evoliucinėse trajektorijose. Šios diskusijos dalyviai teigė, kad dėl skirtingų episteminių ar euristinių priežasčių turėtume išlaikyti Mayr & rsquos artimiausią ir galutinį skirtumą (Scott-Phillips ir kt. 2011 Dickins & amp Barton 2013) arba patikslintą ar iš naujo interpretuotą jo formą (Scholl & amp; Pigliucci 2015) Otsuka 2015), išplėskite ją trečiąja tarpine paaiškinimų forma (Haig 2013) arba pakeiskite ją & lsquoreciprocal causation & rsquo sąvoka (Laland ir kt. 2011, 2013a, 2013b, 2015 Mesoudi ir kt. 2013). Remiantis ankstesniu filosofiniu darbu (Oyama 1985 Keller 2010 Griffiths & amp. Stotz 2013), pastaroji abipusio priežastinio ryšio idėja turėtų leisti apibūdinti grįžtamojo ryšio procesus tarp priežastinių veiksnių besivystančiose sistemose. Tai apima organizmus ir fenotipinio plastiškumo pajėgumą arba, tiksliau, jų veiklą keičiant atrankos spaudimą. Paradigminiai grįžtamojo ryšio atvejai yra nišinių organizmų elgesys, keičiantis jų aplinką ir tokiu būdu formuojantis juos veikiantį natūralios atrankos spaudimą.Kitaip tariant, abipusis priežastinis ryšys teigia, kad organizmai yra ne tik prisitaikymo procesų padariniai, bet ir priežastiniai evoliucinių trajektorijų atskaitos taškai. Šia prasme ši sistema prieštarauja priežastiniam ir (arba) aiškinamajam artimiausio ir galutinio skirtumo asimetrijos teiginiui. Tai pabrėžia svarbų vystymosi vaidmenį evoliucijai.

Priešingai šiam naujam požiūriui, mokslininkai teigė, kad abipusis priežastinis ryšys iš tikrųjų nekelia jokių konceptualių iššūkių evoliucinei biologijai, nes jis buvo įtrauktas į šią sritį jau seniai (Svennson 2018). Tačiau tikras iššūkis yra sukurti šią idėją į metodiškai pagrįstą sistemą, leidžiančią ištirti ir modeliuoti sudėtingus netiesinius organizmo ir aplinkos santykius. Kiti kelia abejonių dėl pagrindinio priežastinio vaidmens, kurį organizmo vienetas turėtų atlikti šioje abipusiškumo sistemoje (Baedke 2019a), arba abejojo, ar ši koncepcija iš tikrųjų gali apimti visus priežastinius priklausomybės santykius, kurie domina evoliucinę biologiją (Mart & iacutenez & amp; „Esposito 2014 Scholl & amp Pigliucci 2015“). Be to, kai kurie teigė, kad ši sistema taip pat remiasi vystymosi ir evoliucijos dichotomija (Dickins & amp Barton 2013 Mart & iacutenez & amp; Esposito 2014) ir kad ji nėra palanki sėkmingam biologiniam mokslui, nes nesukelia suklastotų klausimų (Dickins & amp Rahman 2012) ) ir tarpusavyje skleidžia artimus ir galutinius paaiškinimus, kad jų skirtumas taptų beprasmis (tačiau Gardneris 2013 m. reikia paminėti, kad tai gali būti pats šio požiūrio tikslas). Apskritai buvo paprašyta, kad šio požiūrio šalininkai pateiktų daugiau konceptualių paaiškinimų, ką iš tikrųjų turėtų reikšti abipusis priežastinis ryšys (Buskell 2019).

Be vystymosi ir evoliucijos kokybinio atskyrimo kaip artimiausių ir galutinių priežastinių procesų, rečiau bandoma kiekybiškai atskirti (arba susieti) šiuos du dalykus. Čia ypač išskiriami skirtingi vystymosi ir biologiniai procesai, atsižvelgiant į dažnius ar laiko skalę (žr. Biologijos organizavimo pradinius lygius). Pavyzdžiui, Conradas H. Waddingtonas (1957) sukūrė hierarchinį laiko skalių modelį, apimantį biocheminius procesus žemesniame molekuliniame organizacijos lygmenyje, esant greitesniam greičiui, vidutinio tempo vystymosi procesus vidutiniu lygiu ir evoliucinius procesus aukštesniame lygmenyje. lėčiau. Remiantis tokia nuomone, evoliuciniai procesai yra tiesiog procesai, vykstantys skirtingu greičiu, taigi ir kitokiu lygiu nei vystymosi procesai. Taigi jie skiriasi palaipsniui, o ne natūra. Nustatyta, kad įkainiais pagrįsti skirtumai atitinka galutinę artimiausią sistemą (kai ji aiškinama kaip tokia, kuri išskiria skirtingus fenotipinių pokyčių laikotarpius, žr. Francis 1990 Haig 2013) arba skiriasi nuo artimiausių galutinių skirtumų (Baedke & amp Mc Manus 2018) . Be to, taikant laiko skalę (arba dydžio skalę) buvo taikomos metodikos ir daugialypis modeliavimas, integruojantis, be kita ko, vystymosi ir evoliucinius procesus (S. Levin, 1992 m. Green & amp Batterman, 2017 m. Duckworth, 2019).


Kas bendro tarp jutimo organų?

Ląstelės paprastai turi galimybę įvertinti savo aplinkos aspektus. Tačiau daugialąsčiai organizmai turi skirtingą ląstelių poveikį išorinei ir vidinei aplinkai ir galimybę turėti ląsteles, turinčias specializuotas jutimo funkcijas. Jutiminės struktūros, sudarančios epidermio dalį, randamos visose gyvūnų rūšyse nuo cnidarians. Cnidarians ir kai kurios bazinės dvišalės grupės (pvz., Akelės, platelmintai ir nemertinai) jutimo struktūras sudaro „nuogi“ jutimo neuronai, kurių dendritą sudaro modifikuota blakstiena (Chia ir Koss 1979 Wright 1992). Jutimo neuronų ląstelių kūnai dažnai yra nuskendę žemiau epidermio lygio arba netgi gali būti centrinėje nervų sistemoje. Iš šių „nuogų“ jutimo neuronų galima atskirti jutimo ir jutimo organus. „Sensilla“ sudaro atskiri jutimo neuronai arba nedideli jutiminių neuronų masyvai, integruoti su specializuotomis neuroninėmis ląstelėmis, kurios paprastai veikia tam tikrais jutimo būdais - šviesos priėmimu, mechanorecepcija (klausos/inercijos/prisilietimo/tempimo/vibracijos) ir chemorecepcija (skonis/kvapas). Galiausiai jutimo organai yra dideli jutimo neuronų ir neuroninių ląstelių rinkiniai, sudarantys makroskopines struktūras. Kai kuriais atvejais, pvz., Jungiamosiose nariuotakojų akyse ir klausos organuose, gretimų sensilų masyvai yra integruoti į didelius jutimo organus. Šiuo požiūriu „jutimo organai“ jau egzistuoja cnidarians, akių ir statocistų pavidalu, nepaisant to, kad mezodermos trūkumas dažnai nurodomas kaip būtina organų sistemų sąlyga. Labai išvystyti jutimo organai yra plačiau paplitę ir egzistuoja visiems jutimo būdams dvišaliuose. Daugeliu atvejų to paties gyvūno jutimo organai ir jutimo organai egzistuoja kartu su nuogais jutimo neuronais.

Jutimo organo ar jutiminio organo jutimo neuronai ant viršūninių paviršių paprastai turi blakstienas ir (arba) mikroviršines struktūras, ir šie paviršiai dažnai modifikuojami į sudėtingas membranos ypatybes (Fain 2003). Fotorecepcija ir chemorecepcija apima septynių eigų transmembraninius G baltymų sujungtus receptorius (GPCR), o su membrana susieti jonų kanalai perduoda mechaninius dirgiklius (kiti jutimo ląstelių tipai gali aptikti jonų koncentraciją ar elektrinius laukus). Tokie jutimo neuronai tada bendrauja elektriniu potencialu arba per aksonus, kurie yra pačių jutimo ląstelių sudedamosios dalys (tipiška bestuburių būklė), arba per sinapses ant ląstelių kūnų į gretimas nervines ląsteles (dažna stuburo būklė, kaip ir plaukų ląstelėse). vidinė ausis).

Svarbu pažymėti, kad ne visi GPCR dalyvauja jutimo organuose ar jutimo suvokime. Kelios nepriklausomos šių receptorių klasės yra susijusios su sinaptiniu, hormoniniu ir vystymosi signalizavimu organizme (pvz., Http://www.sdbonline.org/fly/aignfam/gpcr.htm) ir daugelio GPCR klasių plitimu. atrodo esąs gyvybiškai svarbus gyvūnų bruožas, palyginti su kitais eukariotais (http://drnelson.utmem.edu/MHEL.7TM.html). Taigi jutimo organai yra skirtingi, ypač taikant GPCR išorinei cheminei ir fotorecepcijai.

Yra bendri vystymosi genų ekspresijos aspektai jutimo organuose visame dvikalbiame medyje ir visose gyvūno jutimo struktūrų klasėse. Dvišalių duomenys pirmiausia aptariami, o tada tiriame, kaip šios dvišalės išvados yra lyginamos su ribota cnidarianų ir kempinių informacija. Kaip minėta anksčiau, mūsų pagrindinis tikslas yra gydyti daugialąsčių jutimo struktūrų spektrą, o ne nuogas jutimo ląsteles ar paprastus jutiklius.


Konvergencinė evoliucija

Evoliucinėje biologijoje konvergencinė evoliucija yra procesas, kurio metu organizmai, kurie nėra glaudžiai susiję (nėra monofiliniai), savarankiškai vystosi panašiais bruožais dėl to, kad jie turi prisitaikyti prie panašios aplinkos ar ekologinių nišų.

Tai priešinga skirtingai evoliucijai, kai giminingos rūšys turi skirtingus bruožus.

Molekuliniu lygmeniu tai gali atsitikti dėl atsitiktinės mutacijos, nesusijusios su adaptaciniais pokyčiais, matant ilgą šakos trauką.

Kultūrinėje evoliucijoje konvergencinė evoliucija yra skirtingų tautų, turinčių skirtingas protėvių kultūras, panašių kultūrinių prisitaikymų prie panašių aplinkos sąlygų kūrimas.

Konvergencinės evoliucijos pavyzdys yra panašus vabzdžių, paukščių, pterozaurų ir šikšnosparnių skrydžio/sparnų pobūdis.

Visi keturi atlieka tą pačią funkciją ir yra panašios struktūros, tačiau kiekvienas vystėsi nepriklausomai.

Kai kurie akių lęšio aspektai taip pat išsivystė įvairiems gyvūnams.

Konvergencinė evoliucija yra panaši į evoliucinės relės ir lygiagrečiosios evoliucijos reiškinius, tačiau juos galima atskirti.

Evoliucinė estafetė reiškia nepriklausomas rūšis, įgyjančias panašias savybes evoliucionuojant panašiose ekosistemose, bet ne vienu metu (pvz., Išnykusių ichtiozaurų ir ryklių nugaros pelekai).

Lygiagreti evoliucija įvyksta, kai dvi nepriklausomos rūšys tuo pačiu metu vystosi toje pačioje erdvėje ir įgauna panašias savybes (išnykę naršantys arkliai ir išnykę paleotikai).

Konstrukcijos, kurios yra konvergencinės evoliucijos rezultatas, vadinamos analogiškomis struktūromis arba homoplazijomis, jos turėtų būti kontrastingos su homologinėmis struktūromis, turinčiomis bendrą kilmę.


Mokslinė teisė prieš teoriją ir faktus

Daugelis žmonių mano, kad jei mokslininkai randa hipotezę patvirtinančių įrodymų, hipotezė pakeičiama į teoriją, o jei teorija yra teisinga, ji pakeičiama į įstatymą. Vis dėlto tai visai ne taip. Tiesą sakant, faktai, teorijos ir dėsniai, taip pat hipotezės ir mdash yra atskiros mokslinio metodo dalys. Nors jie gali vystytis, jie nėra atnaujinami į kažką kitą.

Kalifornijos universiteto teigimu, „hipotezės, teorijos ir įstatymai yra panašūs į obuolius, apelsinus ir kumkvatus: vienas negali išaugti į kitą. Hipotezė yra ribotas reiškinio paaiškinimas, mokslinė teorija yra išsamus stebimo reiškinio paaiškinimas. Pasak Kennesaw valstijos universiteto, įstatymas yra teiginys apie pastebėtą reiškinį ar vienijančią koncepciją.

„Moksle yra keturios pagrindinės sąvokos: faktai, hipotezės, įstatymai ir teorijos“, - „Coppinger“ sakė „Live Science“.

Nors mokslinius įstatymus ir teorijas patvirtina daugybė empirinių duomenų, kuriuos pripažįsta dauguma tos srities mokslininkų ir padeda juos suvienodinti, jie nėra tas pats.

"Įstatymai yra gamtos reiškinių aprašymai, o dažnai matematiniai aprašymai ir mdash, pavyzdžiui, Niutono gravitacijos įstatymas arba Mendelio nepriklausomo asortimento įstatymas. Šie įstatymai tiesiog apibūdina stebėjimą. Ne tai, kaip ar kodėl jie veikia, sakė Coppingeris.

Coppingeris pažymėjo, kad gravitacijos dėsnį XVII amžiuje atrado Isaacas Newtonas. Šis dėsnis matematiškai apibūdina, kaip du skirtingi kūnai visatoje sąveikauja. Tačiau Niutono dėsnis nepaaiškina, kas yra gravitacija ar kaip ji veikia. Tik po trijų šimtmečių, kai Albertas Einšteinas sukūrė reliatyvumo teoriją, mokslininkai pradėjo suprasti, kas yra gravitacija ir kaip ji veikia.

"Niutono dėsnis yra naudingas mokslininkams tuo, kad astrofizikai gali naudoti šį šimtmečius galiojantį įstatymą robotams nusodinti į Marsą. Tačiau jis nepaaiškina, kaip veikia gravitacija ar kas ji yra. Panašiai ir Mendelio nepriklausomo asortimento įstatymas perduodama iš tėvų palikuonims, o ne kaip ir kodėl tai atsitinka “, - sakė Coppingeris.

Kitas teorijos ir teisės skirtumo pavyzdys būtų Gregoro Mendelio atvejis. Mendelis atrado, kad du skirtingi genetiniai požymiai atsiras nepriklausomai vienas nuo kito skirtingiems palikuonims. "Vis dėlto Mendelis nieko nežinojo apie DNR ar chromosomas. Tik praėjus šimtmečiui mokslininkai atrado DNR ir chromosomas, o tai padarė biocheminį Mendelio dėsnių paaiškinimą. Tik tada mokslininkai, tokie kaip TH Morgan, dirbantys su vaisių muses, paaiškino Nepriklausomo asortimento įstatymas, naudojant chromosomų paveldėjimo teoriją. Dar ir šiandien tai yra visuotinai priimtas Mendelio dėsnio paaiškinimas (teorija) “, - sakė M. Coppingeris.

Skirtumą tarp mokslinių įstatymų ir mokslinių faktų yra šiek tiek sunkiau apibrėžti, nors apibrėžimas yra svarbus. Faktai yra paprasti, pagrindiniai pastebėjimai, kurie buvo įrodyta tiesa. Įstatymai yra apibendrinti pastebėjimai apie dviejų ar daugiau dalykų ryšį gamtiniame pasaulyje. Pasak NASA, įstatymas gali būti pagrįstas faktais ir patikrintomis hipotezėmis.

Pavyzdžiui, „Mano kieme yra penki medžiai“ laikomas faktu, nes tai paprastas teiginys, kurį galima įrodyti. „Obuoliai nukrenta nuo medžio mano kieme, o ne aukštyn“ yra įstatymas, nes jame aprašoma, kaip elgiasi du gamtos reiškiniai, pastebėti tam tikromis aplinkybėmis. Pasikeitus aplinkybėms, pasikeistų ir įstatymai. Pavyzdžiui, erdvės vakuume obuolys gali plaukti aukštyn nuo medžio, o ne žemyn.


Evoliucinė altruizmo biologija

Šią Kalėdų dieną aš daug galvojau apie šiuos klausimus ir filtravau savo pastebėjimus per visus įdomius mokslinius tyrimus apie šiais metais paskelbtą evoliucinę altruizmo biologiją.

Meilės ir gerumo kitiems praktikavimas iš tikrųjų naudingas jums, jūsų šeimai, jūsų socialiniam tinklui ir visai jūsų bendruomenei. Net jei jaučiatės „savanaudis“, nesavanaudiškas elgesys gali būti išmintingiausias „savanaudis“. Jei norite turėti konkurencinį pranašumą ilgainiui, mokslas patvirtina, kad altruizmas, užuojauta ir bendradarbiavimas yra pagrindiniai jūsų sėkmės komponentai.

2012 -ieji buvo pažangūs mokslo pažangos metai, siekiant suprasti evoliucinę biologiją, kuri slypi už altruizmo, užuojautos ir bendruomenės svarbos. Neurologai padarė didžiulę pažangą suprasdami mūsų „socialines smegenis“, susidedančias iš struktūrų ir grandinių, padedančių suprasti kitų ketinimus, įsitikinimus, norus ir kaip tinkamai elgtis.

Šiame įraše aš sujungsiu taškus tarp visų šių tyrimų ir sukursiu laiko juostą, kuri, tikiuosi, bus šaltinis, kai bandysime rasti būdų, kaip sukurti daugiau gerumo mūsų visuomenėje ir mažiau smurto bei kraujo praliejimo.

2012 Kalėdų diena

Šį Kalėdų rytą atsikėliau anksti. Laukdama, kol vanduo užvirs, pastebėjau knygą „E. B. rašiniai Balta “ ant virtuvės stalo ir pradėjo jį vartyti. Aš užklydau į esė pavadinimu Vienybė kurį E. B. White'as rašė 1960 m. Pastaruoju metu skaičiau daug mokslo straipsnių apie bendruomenės, bendradarbiavimo ir empatijos evoliucinę svarbą, o jo rašinio žodžiai pateko į namus:

„Dauguma žmonių mano, kad taika yra nieko blogo ar nieko neįvykstančio būsena. Vis dėlto, jei taika mus aplenks ir suteiks mums ramybės bei gerovės dovaną, tai turės būti Kažko gero įvykio būsena. Kas tai yra geras dalykas? Manau, kad tai bendruomenės evoliucija “.

Mano mama turi gruodžio 24 d. Tradiciją praleisti dieną su savo geru draugu ir kaimynu „The Haven“, kuris yra vietinis maisto bankas. Jie platina maistą asmenims ir šeimos šeimoms, kuriems jos reikia. ji grįžo namo su širdžiai mielomis (ir širdį veriančiomis) istorijomis apie įvairius žmones, kurie tą dieną atėjo į maisto banką. Mano mama nemano, kad dirbs „The Haven“ „savanoriška veikla“ ar auka. Ne todėl, kad yra šventa ar altruistiškesnė nei Dauguma. Mano mama jau seniai suprato, kad per šventes jai buvo geriau jaustis bendraujant su kitais bendruomenės žmonėmis iš visų gyvenimo sričių, nei visą dieną sėdėti namuose prie ugnies su šeima. kad jos empirines išvadas ir nuojautas galima paremti laboratoriniais ar klinikiniais tyrimais.

Evoliucinė altruizmo biologija

1975 metais Harvardo biologas E. O. Wilsonas paskelbė Sociobiologija, kurią dauguma žmonių tuo metu laikė svarbiausia evoliucijos teorija Apie rūšių kilmę. Darvino natūralios atrankos teorija ir „tvirtiausių išgyvenimas“ reiškė machiavelišką pasaulį, kuriame individai susikibo į viršų. Wilsonas pasiūlė naują požiūrį, kad tam tikros rūšies socialinis elgesys, įskaitant altruizmą, dažnai yra genetiškai užprogramuotas rūšyje, kad padėtų jiems išgyventi.

Darvino teorijos kontekste „elabai žmogus sau " Natūrali atranka, toks nesavanaudiškumas ar altruizmas nebuvo apskaičiuotas. E.O. Wilsonas išsprendė paradoksą „vienas už visus ir visi už vieną “ teorija, vadinama „giminių atranka“.

Remiantis giminių atrankos teorija, vyrautų altruistiniai asmenys, nes būtų perduodami genai, kuriais jie dalijosi su giminaičiais. Kadangi visa giminė yra įtraukta į kelių žmonių genetinę pergalę, naudingo altruizmo fenomenas buvo vadinamas „įtraukiančiu tinkamumu“. Dešimtajame dešimtmetyje tai tapo pagrindine biologijos, sociologijos, net pop psichologijos sąvoka.

Kaip gėjus, išėjęs 1980 -aisiais, aš visada jaučiau labai artimą „šeimyninį“ ryšį su savo bendraamžiais. LGBT bendruomenė buvo mano klanas ir aš buvau ištikimas bet kuriam savo grupės nariui, turinčiam drąsos išeiti. Devintojo dešimtmečio viduryje parašiau kolegijos darbą Sociobiologija ir homoseksualumas. Aš visada turėjau problemų su E.O. Wilsono giminės atrankos ir altruizmo idėjos, pagrįstos genetika. Tai buvo dar kartą patvirtinta, kai aš devintojo dešimtmečio pabaigoje įstojau į ACT-UP ir liudijau nuožmų altruizmą, veikiantį be jokių genetinių ryšių, kai mes sudarėme koaliciją ir išėjome į gatves.

2010 metais E. O. Wilsonas paskelbė, kad nebepritaria giminės atrankos teorijai, kurią sukūrė dešimtmečius. Tai sukėlė didelį ažiotažą evoliucinių biologų sluoksniuose. Jis pripažino, kad pagal giminės teoriją tas altruizmas atsiranda tada, kai „davėjas“ žaidime turi genetinį akcijų paketą. Tačiau po matematinio gamtos pasaulio įvertinimo Wilsonas ir jo kolegos iš Harvardo universiteto nusprendė, kad altruizmas vystėsi bendruomenės, o ne atskirų genų labui. Kaip sakė Wilsonas, bendradarbiaujančios grupės dominuoja nebendradarbiaujančiose grupėse.

Nauji Wilsono tyrimai rodo, kad pasiaukojimas siekiant apsaugoti santykių genus neveda evoliucijos. Žmogiškuoju požiūriu šeima nėra tokia svarbi, kai atsiranda altruizmas, siekiant apsaugoti socialines grupes, nesvarbu, ar jos giminės, ar ne. Manau, kad tai svarbu mums visiems prisiminti, kai bandome suvienyti ir įveikti savo skirtumus. Čia yra vienas įspėjimas, prilipimas per daug su grupe taip pat gali būti blogai.

Kai žmonės konkuruoja tarpusavyje, jie yra savanaudžiai, tačiau kai tampa svarbi grupės atranka, prasideda žmonių visuomenėms būdingas altruizmas, sako Wilsonas. „Mes galime būti vienintelė pakankamai protinga rūšis, kad surastume pusiausvyrą tarp individualaus ir grupinio lygio atrankos, tačiau toli gražu nesame tobuli. Konfliktas tarp skirtingų lygių gali sukelti didžiąsias mūsų rūšies dramas: aljansus, meilės reikalus ir karus “.

Mokslininkai patvirtina, kad turime bendradarbiauti, kad išgyventume.

2012 m. Lapkritį Wilsono teoriją patvirtino Michaelas Tomasello ir Maxo Plancko evoliucinės antropologijos instituto Vystymosi ir lyginamosios psichologijos katedros tyrėjai. Jų tyrimas, paskelbtas Dabartinė antropologija siūlo paaiškinimą, kodėl žmonės yra daug labiau linkę bendradarbiauti nei artimiausi jų evoliuciniai giminaičiai.

Vyraujanti išmintis apie tai, kodėl tai tiesa, jau seniai buvo sutelkta į altruizmo idėją: mes stengiamės daryti gražius darbus kitiems žmonėms, kartais net paaukodami asmeninę sėkmę kitų labui.Šiuolaikinės kooperatinio elgesio teorijos rodo, kad nesavanaudiškas veikimas šiuo metu suteikia altruistui pasirinktinį pranašumą tam tikros grąžos naudos forma.

Tyrimo autoriai teigia, kad žmonės lavino bendradarbiavimo įgūdžius, nes jiems abiem buvo naudinga gerai dirbti su kitais - praktinės aplinkybės dažnai privertė juos bendradarbiauti su kitais, norint gauti maisto. Kitaip tariant, altruizmas nėra mūsų bendradarbiavimo priežastis, todėl turime bendradarbiauti, kad išgyventume, ir esame altruistiški kitiems, nes mums jų reikia.

Ankstesnės teorijos nustatė bendradarbiavimo kilmę mažose grupėse arba didelėse, sudėtingose ​​visuomenėse. Remiantis kognityvinių ir psichologinių eksperimentų bei žmogaus raidos tyrimų rezultatais, šiame tyrime pateikiama išsami bendradarbiavimo, kaip dviejų etapų, evoliucijos apžvalga, kuri prasideda mažose medžiotojų ir rinkėjų grupėse ir tampa sudėtingesnė bei įtraukiama į didesnę visuomenę. vėliau.

Autoriai savo abipusio bendradarbiavimo teoriją grindžia tarpusavio priklausomybės principu. Jie spėlioja, kad tam tikru mūsų evoliucijos momentu žmonėms reikėjo kartu maitintis, o tai reiškė, kad kiekvienas asmuo yra tiesiogiai susijęs su savo partnerių gerove. Labiau tikėtina, kad pavyks asmenims, kurie sugebėjo gerai koordinuoti veiklą su kolegomis pašarų augintojais ir savo svorį grupėje.

Esant tokiai tarpusavio priklausomybei, žmonės įgijo ypatingų bendradarbiavimo gebėjimų, kurių neturi kitos beždžionės, įskaitant sąžiningą grobio padalijimą, tikslų ir strategijų perdavimą ir savo vaidmens bendroje veikloje suvokimą kaip lygiavertį kito.

Augant visuomenei ir jos sudėtingumui, jos nariai tapo dar labiau priklausomi vienas nuo kito. Tai, ką šio tyrimo autoriai apibrėžia kaip antrą evoliucinį žingsnį, šie bendradarbiavimo įgūdžiai ir impulsai buvo išplėtoti platesniu mastu, nes žmonės susidūrė su kitų grupių konkurencija. Žmonės tapo labiau „grupinio mąstymo“, tapatinosi su kitais savo visuomenėje, net jei jie jų asmeniškai nepažinojo. Šis naujas priklausymo jausmas sukėlė kultūrines konvencijas, normas ir institucijas, skatinančias ir struktūrizuojančias socialinės atsakomybės jausmą.

Mūsų „socialinės smegenys“ gali turėti tam tikrą regioną, kuriuo sunku dalintis.

Tyrimai, paskelbti 2012 m. Gruodžio 24 d. Žurnale Gamtos neuromokslas nustatė, kad nors beždžionė tikriausiai niekada nesutiktų, kad geriau duoti nei gauti, bet gauna atlygį tam tikroje smegenų srityje už dovanojimą kitai beždžionei.

Eksperimentą sudarė užduotis, kurios metu rezus makakos galėjo kontroliuoti, ar jos ar kita beždžionė gaus šlakelį vaisių sulčių. Remiantis nauju Duke'o smegenų mokslų instituto ir Kognityvinės neurologijos centro tyrimu, buvo nustatyta, kad trys skirtingos smegenų sritys yra susijusios su naudos sau ir naudos kitam vertinimu. Šis tyrimas, kuriam vadovavo Michaelas Plattas, yra dar vienas galvosūkis, nes neurologai ieško labdaros, altruizmo ir kito socialinio elgesio mūsų ir kitų rūšių šaknų.

Buvo dvi mintys apie tai, kaip sukurta socialinio atlygio sistema, sakė Plattas. "Viena mano, kad yra bendra atlygio schema, pritaikyta mūsų socialiniam elgesiui, nes tai padėjo žmonėms ir kitiems socialiniams gyvūnams, pavyzdžiui, beždžionėms, klestėti. Kita mokykla mano, kad socialinis elgesys yra toks svarbus žmonėms ir kitiems labai socialiems gyvūnams, kaip beždžionės. gali būti tam skirtos specialios grandinės “. Šis tyrimas yra naujos studijų srities, kurią neurologai vadina, dalis Socialinės smegenys.

Naudodamiesi kompiuterio ekranu, skirtu apdovanojimams už sultis, beždžionės pirmiausia norėjo apdovanoti save. Tačiau jie taip pat nusprendė apdovanoti kitą beždžionę, jei tai nereiškė sulčių nė vienam iš jų. Be to, beždžionės buvo labiau linkusios duoti atlygį beždžionei, kurią jie žinojo už tą, kurios nežinojo. Įdomu tai, kad jie mieliau teikė sultis žemesniam statusui nei aukštesnio statuso beždžionės. Ir galiausiai jie beveik nebuvo suinteresuoti duoti sulčių negyvam daiktui.

Komanda naudojo jautrius elektrodus, kad nustatytų atskirų neuronų aktyvumą, nes gyvūnai pasverė skirtingus scenarijus, pavyzdžiui, ar apdovanoti save, kitą beždžionę ar visai nieką. Buvo pastebėta, kad trys smegenų sritys skirtingai pasveria problemą, priklausomai nuo socialinio atlygio konteksto. Kai buvo suteikta galimybė arba gerti sultis iš mėgintuvėlio, arba atiduoti sultis kaimynui, bandomosios beždžionės gėrimą dažniausiai pasilikdavo. Tačiau kai buvo galima rinktis, ar duoti sulčių kaimynui, ar nė viena beždžionė jų negauna, besirenkanti beždžionė dažnai rinkdavosi duoti gėrimą kitai beždžionei.

Plėtojant specifinę smegenų dalį, kuri patiria kitų atlygį, evoliucijos metu primatams galėjo būti palankūs socialiniai sprendimai ir į empatiją panašūs procesai, leidžiantys altruistiškai elgtis. „Tai iš pradžių galėjo išsivystyti siekiant skatinti būti maloniu šeimai, nes jie turi genus, o vėliau ir draugus, siekdami abipusės naudos“, - sako Michaelas Plattas.

Priekinis cinguliato gyratas (ACCg) geltonos spalvos

Autoriai teigia, kad sudėtinga pusiausvyra tarp neuronų signalizavimo šiuose trijuose smegenų regionuose gali būti labai svarbi normaliam žmonių socialiniam elgesiui ir kad sutrikimas gali prisidėti prie įvairių psichikos ligų, įskaitant autizmo spektro sutrikimus.

„Tai pirmas kartas, kai mes turime tokį išsamų neuronų veiklos vaizdą, kuris yra pagrindinis socialinio pažinimo aspektas. Tai neabejotinai didelis pasiekimas “, - sako JK Oksfordo universiteto neurologas Matthew Rushworthas.

Neurologai atrado žmogaus užuojautos vietą.

2012 m. Rugsėjo mėn. Tarptautinė komanda, kuriai vadovavo Sinajaus kalno medicinos mokyklos Niujorke tyrėjai, paskelbė tyrimą žurnale Smegenys skelbdamas, kad: „viena smegenų sritis, vadinama priekinė salos žievėyra žmogaus empatijos veiklos centras, o kitos smegenų sritys nėra. Insula yra paslėpta sritis, sulankstyta ir paslėpta giliai smegenyse. Tai sala žievės viduje.

Šis naujausias tyrimas tvirtai nustato, kad priekinė salos žievė yra empatijos jausmas. „Dabar, kai žinome konkrečius smegenų mechanizmus, susijusius su empatija, galime šias išvadas išversti į ligų kategorijas ir sužinoti, kodėl šiems empatiniams atsakams trūksta neuropsichiatrinių ligų, tokių kaip autizmas“,-sakė vienas iš autorių Patrickas R. Hofas. tyrimo. "Tai padės nukreipti neuropatologinius tyrimus, kuriais siekiama apibrėžti specifines identifikuojamų neuronų grandinių anomalijas šiomis sąlygomis, priartindami mus vienu žingsniu arčiau geresnių modelių kūrimo ir galiausiai prevencinių ar apsauginių strategijų".

Pasak kito šio tyrimo tyrėjo Dr Gu, tai yra pirmieji įrodymai, rodantys, kad empatijos trūkumas pacientams, sergantiems smegenų pažeidimu priekinėje salos žievėje, yra stebėtinai panašus į empatijos trūkumą, nustatytą keliose psichikos ligose, įskaitant autizmo spektro sutrikimus, ribinis asmenybės sutrikimas, šizofrenija ir elgesio sutrikimai, rodantys potencialiai įprastą nervų trūkumą tose psichiatrijos grupėse.

„Mūsų išvados yra svarūs įrodymai, kad empatija yra tarpininkaujama konkrečioje smegenų srityje“, - sakė daktaras Gu, kuris dabar dirba Londono universiteto koledže. "Išvados turi įtakos daugeliui neuropsichiatrinių ligų, tokių kaip autizmas ir kai kurios demencijos formos, kurioms būdingas akivaizdus aukštesnio lygio socialinio funkcionavimo trūkumas."

Šis tyrimas rodo, kad gali būti sukurtos elgesio ir pažinimo terapijos, skirtos kompensuoti priekinės salos žievės trūkumus ir susijusias funkcijas, tokias kaip pacientų empatija. Šios išvados taip pat gali informuoti apie būsimus tyrimus, įvertinančius ląstelių ir molekulinius mechanizmus, kuriais grindžiamos sudėtingos socialinės funkcijos priekinėje salos žievėje, ir sukurti galimus farmakologinius gydymo būdus pacientams.

Mes visi tai kartu. Mes tūkstantmečius nesivystėme tam, kad būtume izoliuoti už skaitmeninių ekranų, prijungti tik per teksto žinutes ir socialines žiniasklaidos priemones, ar augtume žaisdami smurtinius vaizdo žaidimus rūsiuose be langų.

Mokslas įrodo, kad mūsų genai ir smegenys išsivystė į užuojautą, bendradarbiavimą ir bendruomenės puoselėjimą. Tai sveikas protas. Tikimės, kad čia pateiktas mokslas sustiprina tai, ką jau žinome intuityviai. Būti altruistišku ir maloniu vienas kitam naudinga mums visiems.


Milžiniškos jūros driežų fosilijos rodo gyvenimo įvairovę prieš patekus asteroidui

Pluridens serpentis yra 13 -oji Mosasaur rūšis, identifikuota Maroke, bet tikriausiai ne paskutinė. Kreditas: Andrejus Atuchinas

Milžiniškas mosasauras nuo kreidos laikotarpio pabaigos Maroke, kuris galėjo siekti iki aštuonių metrų ilgio, yra trečioji naujoji rūšis, aprašyta šiame regione per mažiau nei metus, o bendras rūšių skaičius yra bent 13.

Didelė faunos įvairovė rodo, kaip mosasaurai, milžiniški jūrų driežai, susiję su gyvatėmis ir Komodo drakonais, klestėjo paskutiniais milijonais kreidos laikotarpio metų, kol jie ir dauguma visų rūšių Žemėje buvo sunaikinti milžiniško poveikio asteroidas prieš 66 milijonus metų.

Naujoji rūšis, pavadinta Pluridens serpentis, turėjo ilgus, plonus žandikaulius su daugiau nei šimtu aštrių, į iltį panašių dantų, kad sugriebtų mažus grobius, tokius kaip žuvys ir kalmarai. Palyginti su giminingomis rūšimis, jos akys buvo mažos, o tai rodo prastą regėjimą. Tačiau snukis turėjo dešimtis angų nervams, užsimindamas apie galimybę medžioti, juntant vandens judesius ir slėgio pokyčius. Šie nervai galėjo būti jautrūs mažiems vandens slėgio svyravimams, kurie buvo pastebėti jūros gyvatėse.

„Paprastai, kai gyvūnams išsivysto mažos akys, taip yra todėl, kad jie labiau pasitiki kitais pojūčiais“, - sakė tyrimui vadovavęs daktaras Nickas Longrichas, vyresnysis lektorius iš Bato universiteto Milnerio evoliucijos centro.

Tai, kad „Pluridens“ veidui buvo tiek daug nervų, gali reikšti, kad jis naudojo vandens slėgio pokyčius, kad nustatytų gyvūnus esant silpnam apšvietimui, naktį arba giliame, tamsiame vandenyje. Mosazaurai galėjo turėti ir kitų pojūčių.

„Jei jis nenaudojo akių, tai labai tikėtina, kad jis medžiojo liežuviu kaip gyvatė“, - sakė jis. "Daugelis vandens gyvačių ir driežų- jūros gyvatės, gyvatvorės, vandens monitoriai- brūkšteli išsišakojusiais liežuviais po vandeniu, naudodamiesi cheminėmis užuominomis savo grobiui sekti. Mosasaurai būtų panašūs į banginius ir delfinus, todėl kyla pagunda manyti, kad jie gyveno kaip jie.

- Bet jie labai skirtingi žvėrys - didžiuliai driežai, - todėl tikriausiai elgėsi kaip jie.

Nors dauguma jo giminaičių buvo maži, vos kelių metrų ilgio, „Pluridens“ buvo dideli, galbūt aštuonių metrų ilgio. Didžiausi asmenys turėjo storus, stipriai pastatytus žandikaulius.

„Gali būti, kad dideli patinai kovojo su šiais žandikauliais“, - sakė daktaras Longrichas. "Kai kurių snapuotųjų banginių patinai turi didžiulius žandikaulius, su kuriais kovoja, o kašalotiniai patinai gali būti labai agresyvūs. Kai kurie Pluridens žandikauliai rodo gydančius sužalojimus, o tai rodo smurtines kovas."

Maroko mosasaurai buvo nepaprastai įvairūs. Kai kurie turėjo mažus dantis žuvims ir kalmarams sugauti, kiti - bukus dantis, kad sutraiškytų vėžiagyvius, moliuskus ir amonitus, o kiti - dantis, skirtus pjaustyti ar atplėšti kitus jūrų gyvūnus, įskaitant kitus mosasaurus.

„Pluridens“ padidina iš naujausių Maroko kreidos metų žinomų mosasaurų skaičių iki 13, tačiau mokslininkai teigia, kad mažai tikėtina, kad tai bus paskutinė nauja rūšis.

Daktaras Longrichas sakė: "Šių iškasenų įvairovė yra tiesiog stulbinanti. Atrodo, kad toli gražu nesumažėja įvairovė, mosazaurai pasiekia piką prieš pat išnykimą.

„Mes nematome jokių įrodymų, kad ši grupė kovojo prieš išnykdama- evoliuciniu požiūriu jiems pasisekė, jie padarė viską teisingai, bet niekas negali paruošti jūsų asteroidui“.

Tyrimo bendraautorius dr. Nour-Eddine Jalil iš Sorbonos universiteto (Prancūzija) Gamtos istorijos muziejaus sakė: „Tai nauja didelio plėšrūno rūšis, kuri, aštuonių metrų ilgio, patvirtina įvairovę. jūrų faunos prieš pat kreidos krizę.

„Pluridens serpentis“ pabrėžia Maroko paleontologinio paveldo svarbą, padedant iliustruoti gyvenimo istoriją.

Straipsnio bendraautorė taip pat buvo dr. Nathalie Bardet, „Mosasaurs“ specialistė, ypač iš Maroko fosfatų, Paryžiaus nacionaliniame muziejuje.

Ji sakė: „Dirbdama su šia jūrinių roplių grupe daugiau nei 20 metų, aš nenustoju stebėtis neįtikėtina šių plėšrūnų įvairove, kurie visi ten gyveno ir dalinosi turima erdve bei maisto ištekliais.

„Šie naujausi atradimai puikiai parodo, kad čia esančių rūšių sąrašas toli gražu nėra baigtas ir kad ateitis vis dar laukia didelių netikėtumų ir atradimų“.


Ko Darvinas nežinojo

Charlesas Darwinas buvo vos 28 metų, kai 1837 m. Užrašų knygelėje užrašė „viena rūšis pasikeičia į kitą“ ir#vieną pirmųjų savo puikios teorijos užuominų. Neseniai jis grįžo į Angliją po penkerių metų gamtininko kelionės HMS Biglis. Pietų Amerikoje, Okeanijoje ir labiausiai įsimenančioje Gal ápagos salose jis matė ženklus, kad augalų ir gyvūnų rūšys nėra fiksuotos ir nuolatinės, kaip jau seniai buvo laikomasi. Ir tarsi jis turėjo nuojautą apie ateinančius sukrėtimus, nes jis rūpinosi surinktais egzemplioriais, o kiti jį atsiuntė: kikiliai, barniai, vabalai ir daug daugiau. "Cuidado“, - apie tą laiką rašė jis kitoje užrašų knygoje, vartodamas ispanišką žodį„ atsargiai “. Evoliucija buvo radikali, net pavojinga idėja, ir jis dar nežinojo pakankamai, kad ją paskelbtų viešai.

Susijęs turinys

Dar 20 metų jis kauptų duomenis ir#821220 metų! — prieš tai, kai jo idėja buvo viešai pristatyta nedidelei mokslininkų auditorijai, o po metų - plačiai, nustebinusiai populiariai skaitytojai savo didingoje Apie rūšių kilmę, pirmą kartą paskelbta 1859 m. Kilmė yra viena svarbiausių kada nors išleistų knygų, o galbūt ir viena tarp mokslinių darbų, ji išlieka moksliškai aktuali praėjus 150 metų po debiuto. Jis taip pat išlieka kaip loginės minties modelis ir gyvybingas bei įtraukiantis literatūros kūrinys.

Galbūt dėl ​​tos nepaprastos sėkmės „evoliucija“ ar „darvinizmas“ kartais gali atrodyti kaip įvykdytas sandoris, o pats žmogus - kažkas panašaus į alabastro paminklą išminčiai ir beviltiškam mokslinės tiesos siekimui. Tačiau Darvinas pripažino, kad jo darbas buvo tik pradžia. „Tolimoje ateityje matau atvirus laukus kur kas svarbesniems tyrimams“, - rašė jis Kilmė.

Nuo to laiko net patys netikėčiausi gyvybės mokslų atradimai palaikė arba išplėtė pagrindines Darvino idėjas ir visas gyvenimas yra susijęs, rūšys laikui bėgant keičiasi reaguojant į natūralią atranką, o naujos formos pakeičia anksčiau atsiradusias. „Niekas biologijoje neturi prasmės, išskyrus evoliucijos šviesą“, - novatoriškas genetikas Theodosius Dobzhansky 1973 m. Pavadino garsųjį rašinį. Jis negalėjo būti teisesnis, o evoliucija yra tiesiog biologijos veikimo būdas, pagrindinis gyvenimo organizavimo principas. žemė.

Per 150 metų nuo Darvino paskelbimo Kilmė, tie „svarbūs tyrimai“ davė rezultatų, kurių jis niekada negalėjo tikėtis. Trys sritys, ypač geologija, genetika ir paleoantropologija, iliustruoja tiek paties Darvino žinių spragas, tiek jo idėjų galią suprasti, kas buvo po jo. Pavyzdžiui, Darvinas būtų nustebęs, sužinojęs, kad žemynai nuolat juda. Sąvoka „genetika“ net nebuvo sukurta iki 1905 m., Ilgai po Darvino mirties 1882 m. Ir nors pirmoji iškastinė medžiaga, pripažinta senoviniu žmogumi, buvo aptikta neandertaliečio žmogaus Vokietijoje prieš pat Vokietiją. Kilmė buvo paskelbtas, jis negalėjo žinoti apie platų ir įvairų protėvių žmonių giminės medį. Tačiau jo pirminė teorija apėmė visus šiuos netikėtumus ir dar daugiau.

Visame pasaulyje žmonės švęs 200-ąjį Darvino gimtadienį su paskaitomis, eksponatais ir šventėmis.   Anglijoje, kur Darvinas jau puošia dešimties svarų banknotą, bus nukalta speciali dviejų svarų moneta. Liepos mėnesį Kembridžo universitete vyksta penkių dienų festivalis. Šiaurės Amerikoje Darvino renginiai planuojami Čikagoje, Hiustone ir Denveryje, be daugelio kitų vietų. Smithsoniano nacionalinis gamtos istorijos muziejus sukūrė „evoliucijos taką“, kuriame išryškėja Darvino kūrybos koncepcijos visame muziejuje, o specialioje parodoje parodoma, kaip orchidėjos vystėsi ir prisitaikė pagal Darvino teoriją.

Augant istoriniams asmenims, Charlesas Darwinas nepateikia daug pomirtinių skandalų. Laisvę aukštinantis Thomasas Jeffersonas buvo savo ilgamečio meilužės Sally Hemings Alberto Einšteino vergas, o jo šokiruojantys nuotoliniai auklėjimo stiliai Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas sumažino skolą kolegos Rosalind Franklin svarbiausiems DNR duomenims. Tačiau Darvinas, parašęs daugiau nei tuziną mokslinių knygų, autobiografiją ir tūkstančius laiškų, sąsiuvinių, žurnalų ir kitų neoficialių raštų, atrodo, mylėjo savo dešimt vaikų (iš kurių trys neišgyveno vaikystės), buvo ištikimas savo žmonai, padarė savo darbą ir suteikė savo konkurentams sąžiningą, jei ne perteklinį nuopelną.

Jis gimė Shrewsbury mieste, Anglijoje, 1809 m. Vasario 12 d., Pasiturinčioje gydytojų ir pramonininkų šeimoje. Tačiau jo auklėjimas nebuvo visiškai įprastas. Jo šeima aktyviai dalyvavo progresyviose srityse, įskaitant judėjimą prieš vergovę. Iš tiesų, šviečianti nauja Adriano Desmondo ir Jameso Moore'o knyga, Darvino šventoji priežastis, daro išvadą, kad Darvino susidomėjimas evoliucija gali būti siejamas su jo ir jo šeimos neapykanta vergijai: Darvino darbas įrodė klaidingą mintį, kad žmonių rasės iš esmės skiriasi. Abu jo seneliai garsėjo netradiciniu mąstymu, o Darvino mama ir gydytojas tėvas sekė tomis pėdomis. Darvino senelis iš tėvo pusės Erazmas Darvinas buvo didžiulio apetito gydytojas ir gamtos filosofas,#8212 ir atitinkamai kūno sudėjimas, kuris sukūrė savo ankstyvąją evoliucijos teoriją. (Tai buvo labiau konceptuali mintis nei Charleso ir praleista natūralios atrankos idėja.) Iš motinos pusės Darvino senelis buvo turtingas Josiah Wedgwood, to paties pavadinimo keramikos koncerno įkūrėjas ir žymus panaikinimo šalininkas.

Darvinas pradėjo mokytis būti gydytoju, tačiau neturėjo skonio gydytojo specialybės, todėl persikėlė į studijas anglikonų kunigystei Kembridže. Tačiau tikroji jo aistra buvo gamtos istorija.Netrukus po to, kai baigė studijas 1831 m., Jis pasirašė nemokamą gamtininko postą Biglis, kuris ketino pradėti Pietų Amerikos pakrančių tyrimą. Per penkerius metus trukusią kelionę Darvinas surinko tūkstančius svarbių egzempliorių, atrado naujų gyvų ir išnykusių rūšių ir pasinėrė į biogeografiją ir tyrimą, kur gyvena tam tikros rūšys ir kodėl.

Grįžęs į Angliją 1836 m., Darvinas liko užsiėmęs, skelbdamas mokslinius darbus apie Pietų Amerikos geologiją, koralų rifų formavimąsi ir gyvūnus, su kuriais susidūrė Biglis ekspedicija, taip pat perkamiausias populiarus pasakojimas apie savo laiką laive. 1839 m. Jis vedė savo pusbrolį Emma Wedgwood, o 1842 m. Londono priemiestyje Dauno namuose buvo sukurta auganti Darvino šeima. Charlesas, kamuojamas prastos sveikatos, atsistojo keršydamas.

Iki 1844 m. Jis laiške kolegai gamtininkui prisipažino: „Aš beveik įsitikinęs (visiškai priešingai nuomonei, nuo kurios pradėjau), kad rūšys nėra nekintamos (tai tarsi prisipažinimas nužudžius)“. Vis dėlto jis nesiryžo viešinti šios idėjos, o pasinėrė į naminių gyvūnų veisimo ir natūralios atrankos tyrimą, jis tvirtina, kad nepanaši į dirbtinę atranką, kurią praktikuoja selekcininkas, bandydamas sustiprinti ar panaikinti bruožą ir laukinių augalų pasiskirstymą. ir gyvūnai. Jis aštuonerius metus skyrė smulkių anatominių barnių variacijų dokumentavimui. Veiksmingas laiškų rašytojas, jis ieškojo pavyzdžių, informacijos ir mokslinių patarimų iš korespondentų visame pasaulyje.

Tai buvo jaunas gamtininkas ir profesionalus pavyzdžių kolekcionierius, vardu Alfredas Russelis Wallace'as, kuris pagaliau paskatino Darviną publikuoti. Iš pradžių dirbdamas Amazonėje, o vėliau Malajų salyne, Wallace'as sukūrė evoliucijos teoriją, panašią į Darvino, bet ne iki galo pagrįstą. Kai 1858 m. Wallace'as atsiuntė vyresniam žmogui rankraštį, kuriame aprašoma jo evoliucijos teorija, Darvinas suprato, kad Wallace'as gali jį įveikti. Darvinas turėjo esė, kurią parašė 1844 m., O Wallace'o rankraštis buvo perskaitytas Linneano draugijos susitikime Londone 1858 m. Liepos 1 d. Ir paskelbtas kartu tą pačią vasarą. Wallace'as, tuometinėje saloje dabartinėje Indonezijoje, apie bendrą leidinį sužinojo tik spalį. „Buvo ginčijamasi dėl to, ar Wallace'as buvo suklaidintas“, - sako biologas ir knygų apie evoliuciją autorius Seanas B. Carrollas. "Bet jis buvo patenkintas. Jis buvo pagerbtas, kad jo darbas buvo vertas", kad būtų įtrauktas greta Darvino, kuriuo jis labai žavėjosi.

Šis pirmasis viešas Darvino evoliucijos eteris beveik nesukėlė jokio ažiotažo. Tačiau kai Darvinas kitais metais paskelbė savo idėjas knygos pavidalu, reakcija buvo visai kitokia. Apie rūšių kilmę natūralios atrankos būdu arba palankių rasių išsaugojimą kovojant už gyvybę netrukus išpirko savo pirmąjį spaudos leidimą - 1250 egzempliorių, o per metus buvo išleista apie 4250 egzempliorių. Sąjungininkai tai plojo kaip puikų vienijantį proveržį mokslo varžovai, atkreipę dėmesį į jo įrodymų spragas, įskaitant tai, kas iškastiniuose įrašuose bus vadinama „trūkstamomis grandimis“, o žymūs dvasininkai, politikai ir kiti pasmerkė šį darbą ir jo toli siekiančius dalykus. pasekmes. 1864 m. Benjaminas Disraeli, vėliau Didžiosios Britanijos ministras pirmininkas, garsiai nuvylė šią idėją,#retai paminėtą KilmėIr kad žmonės taip pat išsivystė iš ankstesnių rūšių. - Ar žmogus beždžionė, ar angelas? - retoriškai klausė jis konferencijoje. "Aš, mano viešpatie, esu angelų pusėje. Aš su pasipiktinimu ir pasibjaurėjimu atmetu tas naujas teorijas."

Darvinas tikėjosi tokių protestų. „Kiekvienas, kurio nusiteikimas verčia daugiau dėmesio skirti nepaaiškinamiems sunkumams, o ne tam tikrų faktų paaiškinimui, tikrai atmes mano teoriją“, - rašė jis. Kilmė. Tačiau jis taip pat sakė: „Su pasitikėjimu žvelgiu į ateitį, į jaunus ir kylančius gamtininkus, kurie galės nešališkai pažvelgti į abi klausimo puses“.

Darvinui žemės amžius buvo didžiulis nepaaiškinamas sunkumas. Jis pripažino, kad pasaulio augalų ir gyvūnų įvairovei vystytis turėjo prireikti daug laiko, be abejo, daugiau nei 6000 metų, kuriuos leido pirmaujanti biblinė Žemės amžiaus interpretacija, bet daugiau nei daugelis mokslininkų. . 1862 m. Fizikas Williamas Thomsonas (vėliau lordas Kelvinas) apskaičiavo, kad mažai tikėtina, kad planetai bus daugiau nei 100 milijonų metų, ir#beveik vis tiek pakankamai laiko, kad evoliucija veiktų taip dramatiškai. „Tomsono požiūris į pastarąjį pasaulio amžių kurį laiką buvo viena iš mano didžiausių bėdų“, - rašė Darvinas 1869 m. Wallace'ui. Tolesni tyrimai, įskaitant vieną iš Darvino sūnaus George'o, astronomo, nustatė, kad Žemės amžius yra gerokai mažesnis nei 100 mln. metų.

Tik praėjusio amžiaus trečiajame ir trečiajame dešimtmetyje geologai, apskaičiuodami elementų radioaktyvaus skilimo greitį, padarė išvadą, kad Žemė yra milijardų metų senumo ir, remiantis naujausiais tyrimais, 4,5 milijardo metų. Darvinas tikrai būtų nusiraminęs, kad evoliucijai buvo pakankamai laiko, kad būtų galima atsižvelgti į didelę gyvenimo žemėje įvairovę.

Šiuolaikinė geologija padėjo išspręsti dar vieną galvosūkį, kuris sukėlė nerimą Darvino ir keistai panašių sausumos rūšių egzistavimui atskiruose žemynuose. Kaip, pavyzdžiui, paaiškinti Australijos emus, Afrikos stručius ir Pietų Amerikos regionus bei didelius, neskraidančius, ilgakaklius paukščius, turinčius tuos pačius išskirtinius krūtinkaulius? Ankstyvieji evoliucionistai, sekdami Darvinu, iškėlė scenarijus, tokius kaip seniai nutolę sausumos tiltai, besitęsiantys tūkstančius mylių, kad paaiškintų, kaip akivaizdžiai giminingos rūšys gali likti taip toli viena nuo kitos. Šiurpi tiesa buvo atskleista tik praėjusio amžiaus septintajame dešimtmetyje, kai mokslininkai atrado plokščių tektoniką ir patvirtino, kad žemynai, toli gražu ne nuolatiniai vandens apsupti žemės įrenginiai, yra milžiniški plaustai, plaukiojantys ant išlydytos uolienos. Šis atradimas pateisino visur besiskundžiantį vidurinių klasių mokinių įtarimą, kad žemynai turėtų tilpti į milžinišką dėlionę, kaip iš tikrųjų kadaise. Darvino laikais idėja, kad kažkada gretimi žemynai išsiskyrė, atskirdami seserines rūšis viena nuo kitos, būtų buvusi beveik tokia pat įžūli kaip pati evoliucija.

Evoliucija paaiškina didžiulę gyvybės įvairovę žemėje, o atskirų rūšių tampa daug, kai prisitaiko prie skirtingos aplinkos. „Nepaprastai, - sako evoliucijos biologas Edwardas O. Wilsonas, - nors jo šedevras buvo pavadintas Apie rūšių kilmę, Darvinas tikrai nekreipė daug dėmesio į tai, kaip viena rūšis skyla ir dauginasi į daugelį. "Darvinas pripažino šio proceso, vadinamo speciacija, svarbą pačioje kilmės pabaigoje:" Gyvenimas, turintis keletą galių, iš pradžių buvo įkvėpė į keletą formų arba į vieną. Nors ši planeta važiavo dviračiu pagal fiksuotą gravitacijos dėsnį, nuo tokios paprastos pradžios begalinės gražiausios ir nuostabiausios formos buvo ir yra besivystančios. “Tačiau, sako Wilsonas, Darvinas sutelkė dėmesį į„ kaip viena rūšis buvo laikui bėgant paverčiama viena ar kita jėga į kitą rūšį, o ne kaip rūšys gali daugintis “.

Garsiosios Darvino Gal ápagos kikilės ir daugiau nei tuzinas rūšių, kilusios iš to paties Pietų Amerikos protėvio, taptų ikoniniu specialybės pavyzdžiu. Tačiau norint suprasti šį procesą, reikia laukti Wallace'o darbo 1860-ųjų viduryje. „Wallace'as aiškiai išreiškė [specialybę] dideliame tyrime, atliktame iš Malajų salyno drugelių“, - sako Wilsonas. Wallace, dirbantis rajone, kuriame yra dešimtys tūkstančių salų, parodė, kad vienos drugelių rūšies pamažu gali tapti daug, nes ji prisitaiko prie kiekvienos salos specifinių sąlygų. "Nuo tada biologai skyrė daugiau laiko galvoti apie rūšių dauginimąsi, - sako Wilsonas, - ir šimtmečių sandūroje jie turėjo gana aiškią supratimą apie rūšių kilmę. Tačiau tai buvo tai, ką Darvinas šiek tiek sulaikė."

Darvinas žinojo, kad augalų ir gyvūnų rūšys gali būti suskirstytos į grupes pagal panašumą, pavyzdžiui, kad paukščiai susiskirstytų į giesmininkus ir plėšrūnus, sakydami, kad kiekviena grupė vėl ir vėl suskirstyta į dešimtis ar šimtus skirtingų rūšių. Jis taip pat matė, kad bet kurios rūšies individai, nepaisant daugybės panašumų, taip pat skiriasi vienas nuo kito, o kai kurie iš šių skirtumų buvo perduoti iš tėvų jų palikuonims. Darvinas pastebėjo, kad gamta turi žiauriai veiksmingą būdą, kaip apdovanoti bet kokias variacijas, padėjusias individui gyventi ilgiau, daugintis greičiau ar palikti daugiau palikuonių. Atlygis už tai, kad esate šiek tiek greitesnė ar budresnė antilopė? Liūtai pirmiausia suvalgys jūsų lėtesnius kaimynus, suteikdami jums dar vieną dieną daugintis. Po daugelio kartų ir labai daug laiko visa populiacija bėga greičiau, o laikui bėgant daug tokių pokyčių ilgainiui tampa nauja rūšimi. Būtų įvykusi evoliucija, Darvino „nusileidimas keičiantis natūraliai atrankai“.

Bet koks buvo variacijos šaltinis ir koks buvo perėjimo iš kartos į kartą mechanizmas? Darvinas „nieko nežinojo apie tai, kodėl organizmai panašūs į jų tėvus, ar apie paveldimų populiacijų variacijų pagrindą“, - sako Nilesas Eldredge'as, paleontologas iš Amerikos gamtos istorijos muziejaus Niujorke.

Darvino epochoje žmogus, kuris padarė pažangą įgyvendindamas tikrąjį paveldėjimo mechanizmą, buvo austrų vienuolis Gregoras Mendelis. Savo abatijos sode 1850 -ųjų pabaigoje ir 1860 -ųjų pradžioje Mendelis augino žirnių augalus ir nustatė, kad tokių savybių kaip gėlių spalva ir sėklų tekstūra perdavimas atitinka laikomasi taisyklių. Pavyzdžiui, kai augalai, turintys tam tikrų ryškių bruožų, buvo veisiami tarpusavyje, hibridiniai palikuonys neturėjo savybių, kurios buvo šių dviejų mišinys, gėlės gali būti violetinės arba baltos, bet niekada nebuvo tarpinės violetinės. Šis stebėtinas rezultatas padėjo parodyti kelią link paveldėjimo „vienetų“ ir atskirų paveldimos informacijos elementų. Palikuonis paveldi šių genetinių vienetų rinkinį iš kiekvieno iš tėvų. Nuo 1900 -ųjų pradžios šie paveldėjimo vienetai buvo žinomi kaip genai.

Mendelis žinojo Darvino darbą ir jo vokišką kopiją Kilmė buvo apibarstyta ranka rašytomis pastabomis, bet nėra jokių įrodymų, kad Mendelis suprato, kad jo paveldėjimo vienetai turėjo įtakos darviniečių atrankai. „Įdomu tai, kad Mendelio rankose buvo abi dėlionės dalys, bet jis niekada jos nesudėjo“, - sako Michaelas Ruse, Floridos valstijos universiteto istorikas ir mokslo filosofas. „Jis niekada nesakė:„ Aha, aš turiu atsakymą į Darvino problemą. ““ Mendelio atradimai liko neaiškūs iki pat jo mirties 1884 m., O Darvinas apie juos niekada nežinojo. Bet kas, jei jis turėtų? „Jei Darvinas būtų perskaitęs Mendelio popierius, jis galbūt būtų jį paėmęs, - sako Ruse, - bet nesu tikras, kad tai būtų daug ką pakeitęs“.

Šiandien lyginamoji genomika ir visų rūšių genetinės informacijos rinkinių analizė patvirtina Darvino teorijos esmę giliausiu lygiu. Mokslininkai dabar gali stebėti DNR molekulę pagal DNR molekulę, tiksliai tai, kas įvyko mutacijos ir kaip viena rūšis pasikeitė į kitą. (Vienu ypač tinkamu pavyzdžiu mokslininkai dabar tiria molekulinius pokyčius, kurie leido Darvino „Gal ápagos“ kikiliams išsivystyti skirtingus snapelius, reaguojant į skirtingas jų šėrimo strategijas.) Darvinas pats padarė smūgį piešdamas „gyvybės medį“, diagrama, kurioje atsekti evoliuciniai santykiai tarp rūšių, remiantis jų panašumais ir skirtumais. Tačiau mokslininkai dabar kuria išsamiausią visų laikų gyvybės medį, kaip projekto „Enciklopedija“ dalį (remia iš dalies „Smithsonian  Institution“), naudodamiesi DNR sekos duomenimis, taip pat tradicinėmis anatominėmis ir elgesio savybėmis, kad būtų galima atsekti tikslią evoliuciją. tūkstančių ir tūkstančių rūšių santykiai.

Pastaraisiais metais įvyko daug evoliucinių staigmenų, kurių Darvinas niekada nebūtų spėjęs. Pavyzdžiui, rūšies genų skaičius nesusijęs su jos sudėtingumu. Ryžių, turinčių maždaug 37 000 genų, yra beveik dvigubai daugiau nei žmonių - 20 000. Ir genai nėra perduodami tik iš tėvų palikuonims, jie taip pat gali būti perduodami tarp individų, net skirtingų rūšių individų. Šis „horizontalus genetinės medžiagos perdavimas“ yra paplitęs bakterijose, todėl atsparumas antibiotikams dažnai plinta iš vienos padermės į kitą. Gyvūnai retai tokiu būdu įgyja ištisus genus, tačiau mūsų pačių DNR yra supakuota su mažesnėmis genetinės medžiagos dalimis, surinktomis iš virusų per mūsų evoliucijos istoriją, įskaitant daugybę elementų, reguliuojančių, kada genai yra aktyvūs ar neveikia.

Ar šios staigmenos meta iššūkį pagrindinei Darvino evoliucijos idėjai? „Visiškai ne“, - sako Kalifornijos universiteto Santa Kruso genomo mokslininkas Davidas Haussleris. „Kasdien stebiuosi tuo, kad kuo daugiau informacijos sukaupiame, tuo daugiau patvirtiname Darvino teoriją“. Kai nauja medžiaga patenka į šeimininko genomą per horizontalų perkėlimą, genetinė medžiaga yra kaip visada taikoma natūraliai atrankai. Tikrai vienas ryškiausių paties darvinizmo bruožų yra tas, kad jis pusantro šimtmečio atlaikė sunkų mokslinį patikrinimą ir vis dar sugeba pritaikyti naujausias idėjas. „Iki šiol apžvelgti duomenų rinkiniai ir rasta staigmenų rodo, kad idėjos esmė yra teisinga“, - sako Haussleris.

Kita auganti biologijos sritis dar labiau nušviečia variacijos kilmę. Evoliucinė vystymosi biologija arba „evo-devo“ daugiausia dėmesio skiria išskirtinio choreografinio proceso pokyčiams, dėl kurių apvaisintas kiaušinis subręsta. Už vienos tokių pokyčių serijos slypi vadinamieji homeotiniai genai, diktuojantys, kur ant augančio embriono susidarys kojos, rankos ar akys. Šie centrinės kontrolės genai pasirodė beveik identiški net gyvūnams, kurie skiriasi nuo kirminų, musių ir žmonių. Dabar daugelis tyrinėtojų mano, kad didžioji dalis evoliucijos veikia ne tiek dėl mutacijų ar atsitiktinių klaidų pagrindiniuose funkciniuose genuose, kiek patobulinant būdus, kuriais vystymosi genai kontroliuoja kitus genus.

„Kalmarų ir musių, žmonių ir gyvačių statybiniai blokai yra stulbinančiai panašūs“,-sako Carroll iš Viskonsino universiteto Madisone, vienas iš „evo-devo“ įkūrėjų. "Iš pradžių tai kažkaip sujaukia jūsų pasaulėžiūrą, - priduria jis, - bet tada pamatysite, kad tai dar kartą sustiprina darvinistinį požiūrį. Tokie ryšiai buvo modifikavimo pagrindas."

Carrollas sako manantis, kad Darvinas būtų sužavėtas evoliucinėmis detalėmis, kurias dabar mato mokslininkai ir kaip, pavyzdžiui, vos kelių reguliavimo genų pokyčiai gali paaiškinti vabzdžių, turinčių šešias kojas, evoliuciją iš savo protėvių. daugiau. Iš čia tik trumpas žingsnis, kad išspręstumėte kai kurias specifikos paslaptis, išsiaiškintumėte mechaniką, kaip viena rūšis tampa daugybe ir kaip sudėtingumą ir įvairovę galima sukurti iš labai paprastos pradžios. „Manau, kad tai naujas evoliucinio mokslo aukso amžius“, - sako Carrollas. "Bet tai, ką mes iš tikrųjų darome, yra dar išsamiau įgyvendinti Darvino idėją."

Bene labiausiai stebina pastaraisiais metais atliktas atradimas, susijęs su vienu iš Darvino evoliucijos teorijos pirmtakų. Jean-Baptiste Lamarck, prancūzų gamtininkas, XIX amžiaus pradžioje sukūrė savo biologinės evoliucijos teoriją. Jis pasiūlė, kad įgytus bruožus būtų galima perduoti palikuonims, o žirgai, ištempę, kad pasiektų lapus ant aukštų medžių, duotų ilgesnio kaklo palikuonių. Šis „minkštas paveldėjimas“ tapo žinomas kaip lamarkizmas ir netrukus tapo linkęs parodijuoti: ar nupjovus žiurkės uodegą, atsiras jauniklių be uodegų? Žinoma, ne, ir laikui bėgant minkštas paveldėjimas buvo atmestas, o Lamarckas tapo vadovėlio netinkamo mąstymo pavyzdžiu.

Tada, pirmosiomis genų inžinerijos dienomis, daugiau nei prieš du dešimtmečius, tyrėjai į laboratorinių gyvūnų ir augalų DNR įterpė svetimų genų ir pastebėjo kažką keisto. Genai, įterpti į tokias šeimininko ląsteles, iš pradžių veikė, „bet tada staiga jie buvo nutildyti, ir tai buvo, karta iš kartos“, - sako Eva Jablonka, Izraelio Tel Avivo universiteto evoliucijos biologė. Mokslininkai išsiaiškino, kad ląstelės šeimininkės žymi svetimus genus „išjungimo jungikliu“, dėl kurio genai tapo neveiksmingi. Naujasis genas buvo perduotas gyvūno palikuonims, tačiau taip pat buvo ir išjungimo jungiklis, tai yra, tėvų patirtis turėjo įtakos palikuonių paveldėjimui. „Mechanizmai, kurie tuo metu buvo hipotetiniai, pasirodė esą tikri, - sako Jablonka, - ir, žinoma, daug sudėtingesni, nei kas nors manė, o tai yra natūralu“.

Pasirodė įvairūs ląstelių mašinų pokyčiai, kurie neturi nieko bendra su DNR seka, tačiau vis dar turi gilų ir paveldimą poveikį ateinančioms kartoms. Pavyzdžiui, nepakankamai maitinamos žiurkės atsiveda mažo dydžio jauniklius, kurie, net ir gerai maitinami, užauga, kad atsivestų per mažo dydžio jaunikliai. Tai, be kita ko, reiškia, kad vargšas senas Lamarckas buvo teisus ir#bent jau kai kuriuos įgytus bruožus galima perduoti.

Darvinas įtraukė minkšto paveldėjimo sąvoką Kilmė, pavyzdžiui, minint „kintamumą dėl netiesioginio ir tiesioginio išorinių gyvenimo sąlygų poveikio, naudojimo ir nenaudojimo“. Buvo sakoma, kad pats Darvinas nebuvo ypač griežtas darvinietis, o tai reiškia, kad jo kūryba leido įvairesnius mechanizmus, nei sutiktų daugelis jo XX a. „Tam tikra prasme, - sako Jablonka, - grįžtame prie Darvino ir jo pirminės, daug platesnės paveldimumo sąvokos“.

Kilmė vos palietė labiausiai ginčytiną evoliucijos klausimą: jei visa gyvybė išsivystė iš „žemesnių formų“, ar tai apima žmones? Galiausiai Darvinas išsprendė šią problemą Žmogaus kilmė ir atranka santykyje su seksu, paskelbtas 1871 m., paaiškindamas, kad jis daugelį metų studijavo žmogaus evoliuciją, tačiau „pasiryžęs neskelbti, nes maniau, kad tokiu būdu turėčiau tik papildyti išankstines nuostatas prieš savo pažiūras“. Kaip jis buvo teisus, ir tas, kad „žmogus yra tam tikros formos modifikuotas palikuonis“, ir kad labai daug žmonių norėtų tikėti kitaip. Jie dalijosi Disraeli nemalonumu kilus iš beždžionių ir skundėsi, kad evoliucija stumia dieviškąjį kūrėją į šoną.

Netikėjimas žmonių kilme galėjo būti pateisinamas paguoda Darvino laikais, kai buvo atrasta nedaug žmonių protėvių fosilijų, tačiau įrodymai to neleidžia. Darvinas, į vidų Kilmė, pripažino, kad „tarpinių veislių“ trūkumas geologiniuose įrašuose buvo „akivaizdžiausias ir rimčiausias prieštaravimas, kurį galima pareikšti prieš mano teoriją“.

Prieštaravimas tikrai buvo taikomas protėvių žmonių fosilijų menkumui Darvino laikais. Tačiau ilgametis kruopštus paleontologų darbas užpildė daugelį svarbių spragų. Yra daug daugiau išnykusių rūšių, kurias reikia atrasti, tačiau terminas „trūkstama grandis“ didžiąja dalimi tapo toks pat pasenęs, kaip ir kiekvienos rūšies kūrimo idėja. Kažkada antropologai žmogaus evoliuciją pavaizdavo kaip klasikinio „Progreso kovo“ įvaizdžio ir tiesios linijos iš pritūpusios proto-beždžionės versiją, einančią per nuoseklius pirštų traukimo etapus ir baigiant tiesiais šiuolaikiniais žmonėmis. „Tai buvo gana paprastas vaizdas, tačiau tai buvo paprastumas, gimęs iš nežinojimo“, - sako biologinis antropologas Williamas Jungersas iš Stony Brook universiteto Niujorke. „Per pastaruosius 30 metų įvyko naujų radinių sprogimas“.

Dabar yra šimtai žinomų fosilijų, kurios tęsiasi nuo šešių iki septynių milijonų metų ir atstovauja apie dvi dešimtis rūšių. Vieni buvo mūsų protėviai, kiti - tolimi pusbroliai. „Žmogaus evoliucijoje buvo daug eksperimentų, - sako Jungersas, - ir visi jie, išskyrus mus, baigėsi išnykimu“. Mūsų tiesioginiai protėviai išsivystė Afrikoje prieš maždaug 200 000 metų ir pradėjo plisti galbūt po 120 000 metų. Pažymėtina, kad mūsų šiuolaikiniai žmonių protėviai dalijosi Europos ir Vakarų Azijos dalimis su neandertaliečių rūšimis dar prieš 30 000 metų, ir jie taip pat galėjo sutapti su dviem kitais seniai senais žmonėmis, Homo floresiensis ir Homo erectus, Pietryčių Azijoje. „Dar visai neseniai šioje planetoje buvome vieni“, - sako Jungersas.

Pats Darvinas buvo įsitikinęs, kad gili praeitis bus atskleista. „Dažnai ir užtikrintai tvirtinama, kad žmogaus kilmė niekada negali būti žinoma“, - rašė jis 1871 m. teigiamai teigti, kad tos ar kitos problemos niekada neišspręs mokslas “. Jis taip pat prisiminė, kad, žvelgdamas atgal į tai, ką jis ėmėsi sutelkdamas dėmesį į natūralios atrankos vaidmenį evoliucijoje, „ateitis turi nuspręsti“, ar „aš labai pervertinau jos svarbą“. Na, ateitis tvirtai nusileido Darvino pusėje ir, nepaisant visko, ko jis nežinojo.

Paklaustas apie Darvino žinių spragas, Kalifornijos universiteto Irvine mieste biologas Francisco Ayala juokiasi. „Tai lengva“, - sako jis. „Darvinas nežinojo 99 proc. To, ką žinome“. Tai gali atrodyti blogai, Ayala tęsia, bet „1 procentas, kurį jis žinojo, buvo svarbiausia dalis“.