Еволюція: нерозумний дизайн: очей - халтура, мозок - молодець

Відео: Модний Манікюр + огляд Lac&Go. Геометричний Дизайн Нігтів, чорний і білий візерунок

Еволюція живого на Землі настільки масштабна і вражаюча за своїми результатами, що виникає спокуса побачити за нею якийсь «розумний дизайн». Але сучасна еволюційна біологія наполягає: геніальний здогад Дарвіна про природний добір як рушійний механізм еволюції актуальна і донині. Нові наукові відкриття фундаментальним основам теорії еволюції не суперечать

Думка про те, що живі істоти змінюються з плином часу, висловлювалася багатьма задовго до Чарльза Дарвіна. Серед ранніх еволюціоністів був не тільки Ламарк, а й дід Дарвіна - Еразм. Однак ці ідеї не могли стати пануючими в науці, так як за ними не стояло раціоналістичного пояснення механізму еволюції. Ламарк стверджував якесь вкладене у все живе прагнення до досконалості - особливу сутність, яку він називав принципом градації. Дарвін ж знайшов механістичне пояснення процесу зміни органічного світу, і воно виявилося дуже простим і зрозумілим утвореної публіці того часу - природний відбір (natural selection).

Відео: ❤Простой і неймовірно красивий дизайн ногтей❤Жемчужний перелів❤

Багато сучасників Дарвіна з числа заможних джентльменів захоплювалися штучної селекцією, створюючи і покращуючи породи коней, собак, голубів. Було добре відомо, що шляхом допущення до розмноження потомства з потрібними ознаками і вибракування невдалих особин можна дуже швидко змінити зовнішній вигляд і мало не будь-які властивості тварини або рослини. Дарвін здогадався, що в природі повинен сам собою йти такий же процес, подібний до того, що відбувається на псарні або голубника. Якщо власнику псарні потрібні довгоногі собаки, які вміють швидко бігати, він буде відбирати довгоногих цуценят, потім схрещувати їх між собою і протягом декількох поколінь отримає нову породу, скажімо, гончу. Якщо в якійсь популяції складуться такі умови, коли більш довгоногі особини будуть ловити більше видобутку або успішніше тікати від хижака, то у них з`явиться шанс залишити більше потомства.

Последарвіновская епоха принесла з собою нові видатні відкриття в біології. Була відкрита структура ДНК, розшифровано генетичний код, введено поняття генетичної мутації, проте основним механізмом еволюції досі визнається природний відбір. І нечасто так буває в науці, що вченому вдається інтуїтивно намацати існуючий в реальності механізм, пояснити який при певному рівні наукових знань неможливо. Дарвіну це вдалося.

Відео: Рептилія Магнітом. Простий дизайн нігтів. Відкриваємо посилку отNOGTIKA

Чи вистачило еволюції часу?

Виникає, однак, питання: чи вистачило еволюції часу, щоб шляхом відбору випадково виникають корисних мутацій привести на світ стільки по-різному сконструйованих організмів? Сучасна наука дає на це питання ствердну відповідь. Адже якщо порівняти ту швидкість еволюції, яку ми спостерігаємо в палеонтологічному літописі, зі швидкістю еволюції, яку зараз вчені отримують в лабораторних умовах, коли вони цілеспрямовано змушують організми еволюціонувати, виявляється, що в лабораторії можна домогтися таких швидкостей, які на багато порядків перевершують ті, що були в природі. Іншими словами, еволюція могла б теоретично йти набагато швидше, ніж вона йшла на Землі.

Тим більше що генетичні відмінності між тваринами не такі великі. Чим далі ми читаємо геноми різних тварин, тим ясніше стає, наскільки схожі, наскільки близькі все тварини між собою. Здавалося б, що спільного між лапками мухи, щупальцями актинії, плавниками риби і руками людини? А їх, виявляється, регулюють одні ите ж гени.

Тут треба розуміти, що геном працює на рівні клітини, а не цілого організму. У живої істоти немає центрального генома. Коли запліднене яйце починає ділитися, кожна дочірня клітина отримує копію всього генома. Тобто все клітини ембріона- спочатку дві, потім чотири, потім вісім - однакові, у них у всіх одна і та ж генетична програма. А чому ж з одних клітин формується мозок, з інших - шкіра, з третіх - серце? Все це відбувається за рахунок самоорганізації: клітини обмінюються сигналами іменяют один для одного умови середовища, на які їх програма реагує певним чином. І ось вже на ранніх етапах виникає розмітка. Все може початися з того, що в яйцеклітині є полярність. На одному полюсі зосереджується більше якихось речовин, ніж на іншому. І коли яйцеклітина ділиться, то в одних клітинах речовини буде більше, ніж в інших. Висока концентрація даної речовини може бути сприйнята як сигнал для включення певного гена. Припустимо, цей ген кодує якийсь сигнальний білок. Він почне вироблятися з клітки і буде сприйматися сусідніми клітинами як сигнал, по якому включаться ще по 20 генів. Вони почнуть виробляти 20 інших сигналів. В результаті таких процесів ембріон розмічається і в різних його частинах включаються різні гени.

Цьому явищу присвячено цікаві експерименти - наприклад, над одним з видів хробаків. Певна клітина ембріона задає програму: тут буде хвіст, тут голова. Якщо відокремити цю клітку від ембріона, то вийде не хробак, а безформний клубок. Але досить лише доторкнутися такою клітиною до розвивається зародку, щоб в тому місці, до якого ми доторкнулися, утворився хвіст, тобто виникла полярність. Але поки що ці механізми ембріогенезу не відомі в усіх деталях. Розшифровані тільки самі ази, ключові регулятори. Ми поки не можемо взяти геном і на комп`ютері розрахувати, який з цього генотипу вийде фенотип. Але головне - встановлено, що вельми невеликі зміни геному можуть бути достатніми для радикальних змін морфології.

Показовий приклад - гомеозісние мутації, тобто мутації ключових регуляторів розвитку, які можуть призводити до таких радикальних змін, як, наприклад, поява додаткової пари крил або освіту ніг замість вусиків у мухи. Навіть у людини може з`явитися друга пара вушних раковин на шиї, хоча частіше це зустрічається у кіз. Пояснюється таке «чудо» досить просто. У розвитку ембріона у всіх хребетних є стадія, на якій закладаються так звані зяброві дуги. У наземних хребетних щілину між першою і другою зябровими дугами перетворилася у вушний канал (євстахієву труба, порожнину середнього вуха). Далі слід ще кілька зябрових дуг і щілин між ними. І ось гомеозісние мутації можуть призвести до того, що ще на якомусь з зачатків зябрових щілин спрацює програма формування вуха. Тоді ми отримуємо вухо в недозволеному місці. Схожий процес породжує, наприклад, гусениць і метеликів з лапками на всіх сегментах.

Чи потрібна складність в еволюції

Відео: Дизайн нігтів! Об`ємна рептилія гель лаком серії "Кошаче око"

У той момент, коли з`явилося перше жива істота, перша біологічна реплікатор, перший об`єкт, який здатний виробляти копії самого себе і на який вже може діяти дарвінівський еволюційний механізм, біологічне різноманіття могло розвиватися автоматично. Інше питання - чи обов`язковий було зростання складності веволюціі? В принципі можна собі легко уявити, що з`явилися одні лише бактерії та на цьому рівні живе зупинилося. Це дуже ймовірний сценарій, і не здається дивним, що у Всесвіті на тисячу планет, де живуть одні бактерії, є лише одна, де з`явилося щось більш складне. На рівні бактерій еволюція застрягла надовго. Здавалося б, ніщо не віщувало виникнення більш складних форм життя. Деякі вважають, що навіть поява еукаріотичної клітини - це страшно малоймовірна подія, порівнянне з зародженням життя. Але перевірити це ніяк не можна. Нуль-гіпотеза з приводу ускладнення будови організмів така: ніякої особливої ​​спрямованості еволюції в бік ускладнення немає - має місце чисто стохастический процес, блукання. Еволюціонують групи організмів розгалужуються (дивергируют), і зовсім випадково в ході розгалуження іноді виникають більш складні нащадки. За рахунок блукання в просторі складності йде зростання складності самого складного організму.

Однак, мабуть, не все так просто. Ми бачимо, що ті еволюційні лінії, які пішли по шляху нарощування своєї складності, так і продовжують йти цим шляхом. Явно починають працювати якісь позитивні зворотні зв`язки. Найближчий приклад - розвиток інтелекту, складного поведінки. Позитивний зворотний зв`язок тут виникне в тому випадку, якщо в даній популяції найбільш розумні особини матимуть більше шансів на успішне розмноження і залишать найбільшу кількість нащадків. Значить, гени великого розуму поширюються і вже через кілька поколінь все стануть настільки ж розумними. Якщо одного разу з`явиться мутант розумніший, ця мутація знову пошириться і всі стануть такими ж. Виникає свого роду «гонка озброєнь», і це один з найважливіших механізмів нагнітання складності. Зазвичай він призводить до розвитку довгих ніг, великих рогів, гострого зору. Але точно так само може йти гонка озброєнь і за розумовими здібностями.

Око - халтура, мозок - молодець

Однак ускладнення організму не завжди означає його вдосконалення. Якби насправді існував «розумний дизайнер», якому під силу створити живий організм з чистого аркуша, та так, щоб в ньому все було зроблено найкращим чином, то життя на Землі виглядала б зовсім по-іншому. В реальності ж кожна жива істота є клубок компромісів. Геноми дуже схожі на програмні коди, розроблені групою безглуздих халтурників-програмістів, де латочка стоїть на виправлення цієї. Тут написано погано, але ось тут доданий блок, який цю помилку виправляє. В результаті програма спрацьовує в більшості випадків, хоча і не у всіх. Класичний приклад подібного недосконалості - очей у хребетних. Креаціоністи часто згадують цей орган як доказ розумного дизайну. Ще в XIX столітті Герман Гельм-Гольц - великий оптик і фахівець по очах - бачив масу конструктивних дефектів в пристрої очі. Око зроблений вкрай недосконале. Заплатки, конструктивні дефекти компенсуються доведеннями і доробками. Для початку - наше око вивернуть навиворіт. У хребетних фоторецептори дивляться всередину черепа, сама клітина фоторецептора знаходиться перед ним. Між фоторецептором і світлом є ще допоміжні клітини і нерви, які підходять до фоторецепторам НЕ ззаду, що було б оптимально, а спереду. Така конструкція очі тягнеться від самих ранніх хордових. У них центральна нервова система формувалася шляхом впячивания нервової пластинки з утворенням трубки. В результаті фоторецептори виявилися зверненими всередину цієї трубки. Для перших хордових такий стан фоторецепторів абсолютно не було недоліком, так як ці тварини все одно не розрізняли зображення, а тільки відрізняли темряву від світла. Вони мали крихітні розміри і були абсолютно прозорими, так що їм було все одно, куди дивляться рецептори. Надалі, коли у хребетних стали формуватися складні очі, вони виникали як випинання цієї нервової трубки. Око ускладнювався, але фоторецептори вже не можна було повернути в потрібну сторону.

Тепер нерви, що передають сигнали з фоторецепторів в мозок, повинні підходити до сітківки зовні, а потім йти всередину. Для цього в сітківці довелося зробити отвір, так зване сліпе пляма. Загалом, з сітківки ми отримуємо дуже неякісну картинку, але ситуацію виправляє мозок-аналізатор, Домальовуючи погане зображення. Правда, саме через це людина піддається різного роду обманів зору. І якщо ми приймаємо в сутінках складку фіранки за прячущуюся фігуру, це все тому, що дизайн очі особливої ​​розумністю не відрізнявся.