4 мая 2010 г.

Прыжки в длинну

Мне уже давненько думается, что дремучесть можно пересилить только наполнением информационного пространства адекватной информацией (масло масляное). Т. е. сделать так, чтобы при попытке поиска в числе первой сотни (пяти десятков) наибольший вес имел как раз адекватный материал, а не околонаучные и паранаучные бредни, желтые газеты и "сенсации" на кончике пера. В итоге, прочитывая результаты поиска, у человека будет постепенно формироваться более четкая и правдивая картина явления или события. Конечно, меня могут обвинить в манипуляции сознанием и нарушении права на свободу слова и т. д и т. п. Ну и пусть. Тогда за компанию нужно прижучить все школьные учебники. Ну, а теперь к делу.
Итак, мы уже рассматривали возможные пути эволюции групп организмов. Конечно, это не всё, но представление вы получить смогли. Само собой разумеется, что механизм у этих процессов один, а две разошедшиеся ветви уже никогда не сойдутся (такова особенность всей эволюции). Вот на этом небольшом фундаменте и будем дальше рассуждать.
Дарвин допустил, по сути, одну большую ошибку, которая едва не стоила его теории жизни. Это даже не кошмар Дженкинса, который мучал Дарвина до самой смерти. В основу своей работы английский натуралист положил именно плавный ход эволюции, с постепенной сменой признаков, постепенным видообразованием, с множеством переходных форм. А когда бросились искать эти самые переходные формы (которых в теории должно было быть очень много), обнаружилось, что ничего подобного и нет. Находили множество останков, но очень и очень редко среди них попадались такие, которые можно было бы однозначно охарактеризовать, как переходные. Такая ситуация дала благодатную почву для роста многочисленных течений, которые отвергали теорию полностью или частично. Креационные деятели ухватились за переходные формы с особой силой, придав этому аргументу ранг едва ли не главного оружия своей войны. До 70-х годов ХХ века над теорией эволюции сгущались тучи. Даже синтетическая теория эволюции тут работала плохо, а точнее - совсем не работала. Ведь ее основной задачей было определение механизмов сохранения признаков, т. е. работа с генотипом. Но генетика внесла в теорию эволюции существенную поправку, которая позже сделает всей эволюционной науке честь. После синтеза генетики и теории эволюции, в последней появилась поправка - единицей отбора служит популяция (в исходном виде - особь). До сих пор во многих школьных учебниках сохранилось ошибочное описание единицы отбора, за которую принимается особь.
Эволюция работает не над отдельным организмом, а над их множеством, населяющим вполне определенную территорию, имеющими вполне четкую эконишу. Да и в самом деле - над чем работать у отдельного организма? Кроме как дать ему терминироваться или размножится, толку от него в эволюционном плане никакого нет. Но до сих пор в школах упорно вдалбливают, что единицей отбора является особь. НЕТ. Не является.
И чем же это спасло теорию эволюции? В 70-х годах Илья Пригожин дает начало новому разделу физики - неравновесной термодинамике, которая убила сразу двух зайцев для теории эволюции. В общем смысле и очень кратко можно так описать открытие, которое сделал Илья Пригожин:
В открытых системах может установиться динамическое равновесие, при котором состояние с меньшей энтропией будет устойчиво. По сути это на все 100% противоречит самому всеобъемлющему закону - Второму началу термодинамики, которое гласит, что в закрытых системах энтропия нарастает, или, иначе - энтропия в закрытых системах не может уменьшаться. И вроде бы Пригожин ошибся, но... Он и не покушался на второе начало. Его системы были открытми. А разница весьма существенная: в закрытых системах отсутствует приток энергии извне и ее отдача. Открыте системы постоянно получают и отдают энергию. Тут стоит привести простую аналогию: металлический шар сам не сможет подняться на 1 метр от земли. Это закрытая система. Но если взять его в руку, то можно удерживать его в метре от земли скольк угодно долго. Правда, придется тратить свою энергию на поддержание шара. Этот же принцип имеет место и в открытых системах неравновесной термодинамики. Чтобы система сохраняла состояние с меньшей энтропией, она должа постоянно получать энергию извне.
Но опять же, опыт подсказывает, что тут что-то не так. Обычно мне приводят в пример чашку со свинцом, которая стоит на огне. Свинцец плавится за счет энергии пламени (тепла), но никогда в расплаве не появится кусок твердого свинца. И опять те, кто приводят этот пример, правы. Да, свинец плавится, но система "огонь-чашка" работает только в одну сторону - тепло поглощается свинцом и он плавится.
Пригожин исследовал такие системы, которые способны не только поглощать энергию, но и рассеивать. И вот в таких системах случилось маленькое чудо - в кипящем масле, в которое были засыпаны металлические опилки, появились правильные соты. Это было именно чудо, ведь до сих пор полагали, что нагревание разрушает всякую структуру. Но опыт проводили много раз и всегда соты появлялись сами собой. Пригожин догадался, что соты - это форма организации конвекционных потоков и что в таком виде эти потоки НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНО РАССЕИВАЮТ ЭНЕРГИЮ. В этом и заключалось первое открытие Пригожина: система способна поддерживать состояние с меньшей энтропией тогда, когда может эффективно поглощать и рассеивать энергию. Собственно, энергия и используется для создания структуры (меньшей энтропии), но чтобы эта же энергия не разрушила структуру, она должна быть рассеяна после того, как работа выполнена. Такие системы Пригожин назвал диссипативными.
Но было и еще одно открытие, которое, вкупе с первым, перевернуло взгляды на эволюцию. Пригожин показал, что система, получающая больше или меньше энергии, чем нужно для поддержания структуры имеет два пути: либо разрушиться, либо, пройдя точку бифуркации, выйти на совершенно иной уровень организации. Вот эта самая точка бифуркации и спасла теорию эволюции от второго кошмара - отсутствия переходных форм.
Как это сработало? А очень просто. Популяция, над которой работает отбор, стабильна до тех пор, пока не появится давящий фактор. В терминах неравновесной термодинамики: система находится в состоянии динамического равновесия до тех пор, пока не начнется поступления (или отбор) энергии. Но у каждой системы есть буферная зона, в которой эта самая система еще сохраняется. Но как только энергии становится слишком много (слишком мало), она выходит в точку бифуркации.
Возвращаясь к популяции. Популяция до тех пор стабильна (стазис), пока давление какого-либо фактора (ну, например, хищники, температуры и т. д.) не достиается определенного уровня. Тогда популяция встает перед выбором - либо откатиться назад, либо исчезнуть, либо перейти на новый уровень организации. Уникальность момента в том, что из точки бифуркации существует МНОЖЕСТВО путей, вероятность каждого из котороых различна. В отношении популяции это означает, что одна популяция может разделиться на множество мелких популяционных групп, каждая из которых реализует часть имевшегося потенциала и вполне может дать начало новому подвиду, а потом и виду.
Процесс этот взрывной, в масштабах истории Земли почти мгновенный. За короткое время образуется огромное количество новых форм (огромное - не значит тысячи, и даже не сотни. В рамках вида - это несколько новых форм - три-пять, иногда чуть больше, но и это ОЧЕНЬ много). Сами эти формы не достигают стазиса, а под давлением факторов среды крайне быстро эволюционируют, по пути, возможно, давая новые формы. И так до тех пор, пока одна из новых форм не прийдет в состояние стазиса. Процессы до стазиса редко растягиваются даже на сотни тысяч лет. Это десяток-другой тысяч лет. Редко - сотня тысяч. Все происходит очень быстро. С каждым следующим поколением изменения могут быть очень существенны. Т. е. в этот момент творится своеобразная вакханалия, которая, тем не менее, строго направлена на достижение состояния стазиса. Не все формы первой, второй и т. д. бифуркаций до этого доживают. Но именно так, реализуя сразу несколько вариантов, отбор и приводит к стазису новой формы. А она потом расселяется по пригодным местам обитания, размножается и вообще завоевывает себе пространство.
Такова судьба всех организмов в природе. Переходная форма - это пушечное мясо, расходный материал эволюции. Она - не жилец. Это просто проба пера. Популяции переходных форм крайне малы, ограничены небольшим ареалом (чуть ли не километры), быстро исчезают. А их место занимает стазисная форма. А что такое - 100 000 лет в материальном виде? Это узенькая полосочка осадочных пород, которую особо-то и не разглядишь, если вообще она как-то отделена от других слоев. Это век в стратиграфии и всего. И какое везение нужно иметь, чтобы среди сотен тысяч останков стазисных форм найти одну-единственную истинную переходную (помните прошлый пост про пути эволюции?).
Вот так вот и прыгает эволюция с кочки на кочку, длинными и короткими прыжками, а не плетется через болото, аккуратно прощупывая себе путь. Эволюция не рачительна, не аккуратна. Она избыточна, скора на расправу. Не успел - опоздал. Вымер. И в геологической летописи не осталось практически упоминания о существовавшей форме. Так и прыгаем.

Комментариев нет:

Отправить комментарий