2diesel

Привет всем подписчикам! Наконец-то летний период закончился, поэтому настало время выйти на проектную мощность и писать посты. А сегодня обсудим серьёзное столкновение идей. Как принято говорить в таких случаях - к коллайдеру!

Креационизм и с чем его едят

Для начала расскажу о креационистах и теории разумного замысла. Многие уже в курсе, что креационизм это псевдонаучное движение, основанное на вере в создание жизни божественным творцом. Или же плохо замаскированная попытка продвижения религии в научных и образовательных институтах. Движение появилось в США и отметилось в 20-х годах лоббированием законов о запрете преподавания теории эволюции в школах. Причём отметилось успешно - в некоторых штатах запрет действовал более 30 лет. За это время выросло несколько поколений, которые о теории эволюции не слышали вообще (к вопросу почему креационизм в именно США цветёт и пахнет).

Только в 1968 г. Верховный суд США запрет отменил и теорию эволюции снова стали преподавать. В результате креационисты сменили тактику и основали множество организаций со звучными названиями, таких как Институт креационистских исследований, и стали работать над учебником, который затем рассчитывали ввести в школах. Для этого они начали искать в природе вещи, которые можно было бы объявить научными доказательствами теории разумного замысла.

Суд над жгутиком

Сначала главным претендентом на доказательство разумного замысла был язык дятла, который растёт из ноздри в обратную сторону и буквально опутывает череп, выполняя функции амортизатора.

На самом деле это слабое доказательство (почему слабое расписано тут http://pikabu.ru/story/_2372726) и на ведущие роли оно не годилось. Однако благодаря достижениям молекулярной биологии у креационистов в 1980-х годах появился новый претендент - жгутик бактерии E. coli

Вот что пишет о нём один из вождей креационизма: «Представьте себе, к примеру, крошечный навесной моторчик, который такие бактерии, как E. coli, используют для передвижения. Это хитроумное устройство с водяным охлаждением, называемое жгутиком, снабжено также реверсивным двигателем, универсальным шарниром и длинным гибким пропеллером. Оно делает 17 000 оборотов в минуту». Шах и мат, как говорится.

В итоге, жгутик бактерии, как доказательство сотворения всего живого богом, попал во все пособия и учебники креационистов. Однако внедрить их в школьную программу не удалось - в 1987 году учение креационистов в государственных школах было признано противоречащим конституции, так как навязывало религиозные взгляды на мир. Поэтому товарищи перестроились: взяли свои мантры и заменили слово «креационизм» на «разумный замысел», слово «творец» - на «разумный дизайнер», а слово «креационист» - на «сторонник теории разумного замысла». В остальном текст практически не менялся. В 1989 г. переработанный учебник для школ вышел из печати, но вместо «Биологии творения» издатели назвали его «О пандах и людях».

После относительного десятилетнего затишья, в 2000 году христианская юридическая организация «Правовой центр им. Т. Мора» начала рассылать юристов по школьным советам США. Адвокаты убеждали советы ввести изучение этой книги в школах и обещали защищать их в суде, если последуют иски. И в 2004 году в сельском округе Дувр (Довер), штат Пенсильвания, адвокатам "Центра им. Т. Мора" наконец повезло. Дуврский совет по образованию решил внедрить в своих школах изучение теории разумного замысла, а также добавил новое положение к программе изучения естественных наук. Учителя должны были говорить, что эволюция — это лишь теория, а не факт (запутывая при этом природу и факта, и теории).

Узнав об этом, группа родителей, среди которых была Тэмми Кицмиллер, подала в суд на образовательный округ и его чиновников. Судьёй на процесс "Китцмиллер против округа Дувр" был определён некто Джон Эдвард Джонс Третий — республиканец, христианин, назначенный на должность Джорджем Бушем-младшим, одним из известных противников теории эволюции, так что исход процесса изначально казался весьма неопределённым...

Разгром в суде

Обвинение, в лице Ника Матцке из Национального центра научного образования, выбрало стратегию из двух линий: по формальному признаку - предоставить доводы в пользу того, что теория разумного замысла есть реинкарнация креационизма, который в школах запрещён, и по научному признаку - показать в суде, что доводы о "несокращаемой сложности" жгутика неверны.

Как показала история, обе линии были абсолютно выигрышными. К примеру, все эксперты со стороны теории разумного замысла являлись заслужнными креационистами. К учебнику "О пандах и людях" прилагался перечень рекомендованной литературы, которая "неожиданно" целиком и полностью состояла из креационистских изданий.

Обвинение даже предоставило суду "переходные формы" (почувствуйте иронию ситуации) изданий учебника, когда одни определения постепенно вытеснялись другими. На графике показана частота использования выражений "создание" и "разумный замысел" в изданиях:

Точка преломления - 1987 год, когда преподавание креационизма в школах было признано противоречащим конституции.

В одном месте, заменяя копированием и вставкой слово «creationists» («креационисты») на «design proponents» («сторонники теории «разумного дизайна»), редактор выделил только часть слова. В результате получилось знаменитое «cdesign proponentsists» — переходная форма от «креационистов» к «сторонникам теории «разумного дизайна».

Жгутик и неделимая сложность

Для обоснования научности теории разумного замысла креационисты пригласили реального биолога Майкла Бехе из Лехайского университета (руководство которого однако же заявило, что позицию своего сотрудника не поддерживает).

В суде Бехе заявляет, что некоторые биологические системы никак не могли развиться в результате естественного отбора, поскольку они имеют, как он выражается, «не подлежащий упрощению уровень сложности». С его точки зрения естественный отбор не мог постепенно привести к возникновению подобной системы, потому что он должен был начать с чего‑то, что не способно работать.

Далее он приводит несколько примеров не подлежащей упрощению сложности. Один из любимых примеров - уже знакомый нам бактериальный жгутик. Бехе утверждает, что эта система, очевидно, слишком сложна, чтобы развиться из более простого предшественника. На фоне загадки и чуда жгутика, говорит Бехе, «Дарвин смотрится жалко».

На процессе в Дувре Бехе вывел на экран в зале суда иллюстрацию из учебника с изображением жгутика E. coli и принялся традиционно восхищаться его устройством.

Бехе тщательно перечислил многочисленные составные части жгутика и сказал судье Джонсу, что эволюция по Дарвину никак не могла привести к возникновению такой не подлежащей упрощению сложности. «Когда видишь целенаправленное сочетание частей, сразу понимаешь, что без проекта не обошлось», — сказал он. Жгутик, объяснил Бехе, сконструирован специально как средство передвижения бактерий и построен из множества взаимодействующих частей, точно так же, как навесной мотор для лодки. «Это настоящая машина, подобный механизм вполне мог бы сконструировать человек», — сказал он.

В ответ Биолог Кеннет Миллер из Университета Брауна (свидетель истцов) указал, что заявления Бехе о не подлежащей упрощению сложности можно проверить. После этого Миллер показал суду компьютерную анимацию работы жгутика.

Он начал разбирать «механизм», снимая с него детали не по одной, а десятками. Пропала нить жгутика. Исчез универсальный шарнир. Пропал мотор. Когда Миллер закончил, остался только молекулярный «шприц», при помощи которого бактерия подает в жгутик новые формирующие нить молекулы. К слову, ролик из суда не сохранился, зато есть его современная и дополненная версия:

В итоге, Миллер удалил значительную часть системы с не подлежащей упрощению сложностью, о которой так много говорилось. Согласно определению Бехе, оставшееся никак не должно было бы функционировать отдельно. Однако остаток тоже работает. Те десять белков, из которых состоит «шприц», почти идентичны как по последовательности, так и по расположению, известной молекулярной машине — так называемой секреторной системе III типа. Это тот «шприц», при помощи которого E. coli 0157: Н7 и другие болезнетворные штаммы вводят токсины в клетку-хозяина.

Таким образом, главный аргумент Бехе о неделимой сложности был опровергнут. Отдельные части жгутика имели функционал. Поскольку всё происходило в суде, а не на научном конгрессе, полная картина эволюции жгутика не понадобилась (её на тот момент не существовало).

В дальнейшем Бехе начал делать странные заявления, чем окончательно подорвал свой и без того низкий авторитет в глазах коллег. Например, он предложил эволюционным биологам подвергнуть несколько видов бактерий, не обладающих жгутиками, давлению отбора в направлении приобретения подвижности, затем вырастить, скажем, 10000 поколений и посмотреть, появится ли у них жгутик или какая‑нибудь другая, но столь же сложная система.

Однако каждый грамотный биолог понимает, что эксперимент на 10 000 поколений бактерий может продлиться около двух лет, тогда как в природе эти существа эволюционировали три с лишним миллиарда лет. Кроме того, в типичном микробиологическом эксперименте ученые изучают в лучшем случае несколько миллиардов бактерий, а мировая популяция микроорганизмов насчитывает их буквально бессчетное количество.

Так что отсутствие эволюционных изменений в лабораторной культуре микроорганизмов не докажет решительно ничего - и, конечно, не станет свидетельством разумного замысла.  

Итоги

Прозвучавшие с обеих сторон аргументы убедили судью Джонса в том, что как научная теория разумный замысел ничего собой не представляет. В декабре 2005 г. суд постановил, что книге «О пандах и людях» нечего делать в школьных классах Дувра.

Дуврский процесс стал катастрофой для креационистов. Члены школьного совета, поддержавшие введение «О пандах и людях» в школьную программу, еще до конца процесса потерпели поражение и не были переизбраны в школьный совет. Члены советов по образованию Канзаса и Огайо, поддерживавшие преподавание разумного замысла, также потеряли свои места. Решение судьи Джонса было весьма тщательно проработано, и теперь оно, вероятно, станет прецедентом для всех будущих судебных дел о преподавании креационизма в США.

PS: больше подробностей можно найти по ссылкам

http://drnovikov.livejournal.com/73794.html

https://bio.wikireading.ru/11272 (отрывок из книги "Микрокосм" Циммера)

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%86%D0%BC%D0%B8...

PPS: В России в 2006 году разбиралось так называемое "Дело Шрайбер", однако там рассказывать совсем не о чем - фарс в чистом виде.

50 млн лет - осадки в виде астероидов

Вероятность погибнуть от астероида – что-то около 75 000 000 к 1. Статистически вероятность смерти от удара молнии или от цунами в тысячу раз выше. Но в этих цифрах есть подвох. Как правило, молния убивает примерно 60 раз в год по одному человеку. В отличие от этого столкновение с астероидом, возможно, убивает по одному человеку за несколько тысяч лет (в этом году как раз был случай). Но в один далеко не прекрасный день скромный удар может уничтожить вообще всех.

Велика вероятность того, что нам не о чем беспокоиться, да и сотням последующих поколений тоже. Но можно не сомневаться в том, что однажды произойдет крупная катастрофа вроде той, что настигла динозавров. В грядущие 50 млн лет Земле предстоит пережить такой удар, возможно, даже не один. Это всего лишь вопрос времени и стечения обстоятельств.

Почти ежегодно на Землю падают обломки около 10 м в диаметре. Благодаря тормозящему эффекту атмосферы большинство таких снарядов взрывается и распадается на мелкие части еще до соприкосновения с поверхностью. Но объекты диаметром 30 и более метров, встречи с которыми происходят примерно раз в тысячу лет, приводят к значительным разрушениям в местах падения: в июне 1908 г. такое тело рухнуло в тайге поблизости от реки Подкаменная Тунгуска в России.

Очень опасные, диаметром около километра, каменные объекты падают на Землю примерно раз в полмиллиона лет, а астероиды в пять и более километров могут упасть на Землю примерно раз в 10 млн лет.

Последствия таких столкновений зависят от размера астероида и местности падения. Пятнадцатикилометровый валун опустошит планету, где бы он ни упал. (Например, "динозавровый" астероид был, по расчетам, около 10 км в поперечнике.) Если 15-километровый камушек обрушится в океан – 70 % вероятности, с учетом соотношения площадей воды и суши, – то почти все горы на земном шаре, кроме самых высоких, будут снесены разрушительными волнами. Исчезнет все, что находится ниже 1000 м над уровнем моря.

Если астероид такого размера рухнет на сушу, разрушение будет более локальным. Будет уничтожено все в радиусе двух-трех тысяч километров, а по всему материку, который окажется несчастливой мишенью, пронесутся опустошительные пожары. Какое-то время удаленные от удара местности смогут избежать последствий падения, но такой удар взметнет в воздух безмерное количество пыли от разрушенных камней и почвы, на годы засорив атмосферу пыльными облаками, отражающими солнечный свет. Фотосинтез практически сойдет на нет. Растительность погибнет, и пищевая цепь прервется. Часть человечества может выжить в этой катастрофе, но цивилизация в том виде, в каком мы ее знаем, будет уничтожена.

Мелкие объекты вызовут менее разрушительные последствия, но любой астероид более сотни метров в диаметре, рухнет ли он на сушу или в море, вызовет стихийное бедствие страшнее тех, что нам известны.

1 млн лет - колебания уровня океана

Во многих отношениях через миллион лет Земля не так уж значительно изменится. Конечно, сместятся континенты, но не больше чем на 45–60 км от нынешнего расположения. Солнце будет светить по-прежнему, всходя каждые двадцать четыре часа, и Луна будет совершать оборот вокруг Земли примерно за один месяц.

Но кое-что изменится весьма основательно. Во многих точках земного шара необратимые геологические процессы преобразуют ландшафт. Особенно заметно изменятся уязвимые очертания берегов океана. Многие скальные ландшафты полностью выветрятся, превратившись в пляжи, ведь прямо сейчас они убывают со скоростью 30 см в год.

В других местах наоборот, земельные породы будут только прибывать. Действующий подводный вулкан неподалеку от юго-восточного побережья самого крупного из Гавайских островов поднялся уже выше 3000 м (хотя по-прежнему покрыт водой) и с каждым годом прибавляет в росте. Через миллион лет из океанских волн поднимется новый остров, уже получивший название Лоихи. В то же время потухшие вулканические острова к северо-западу, включая Мауи, Оаху и Кауаи, соответственно уменьшатся под воздействием ветра и океанских волн.

Что касается волн, специалисты, исследующие горные породы на предмет будущих изменений, приходят к выводу, что самым активным фактором в изменении географии Земли станет наступление и отступление океана. Изменение скорости вулканизма будет сказываться очень и очень долго, в зависимости от того, насколько больше или меньше лавы будет застывать на океанском дне. Уровень моря может значительно понижаться в периоды затишья вулканической деятельности, когда придонные скалы остывают и успокаиваются: как полагают ученые, именно это и вызвало резкое понижение уровня моря непосредственно перед мезозойским вымиранием.

Миллион лет – это десятки тысяч поколений в жизни человечества, что в сотни раз превышает всю предыдущую человеческую историю. Если человек выживет как вид, то Земля может претерпеть изменения также и в результате нашей прогрессирующей технологической активности, причем такие, что трудно даже себе представить. Но если человечество вымрет, то Земля останется примерно такой же, как теперь. На суше и в море будет продолжаться жизнь - совместная эволюция геосферы и биосферы быстро восстановит доиндустриальное равновесие.

Первая часть здесь http://pikabu.ru/story/prognoz_pogodyi_na_5_milliardov_let_4...

продолжение следует...

5 миллиардов лет - осадки в виде солнечного ветра, жара, смерть

Человечество застало звезду под названием Солнце в довольно зрелом возрасте, как раз посередине её жизненного цикла. Сейчас оно более менее стабильно, не меняется в размерах и светит с одной и той же мощностью. Благодаря данным наблюдений за похожими звёздами, а также физическим моделям, мы можем с довольно высокой точностью сказать, что было в начале и что будет в конце.

Сейчас Солнце находится в стадии "сжигания" водорода, когда вся его энергия происходит от сливания атомов водорода в атомы гелия. Эта стадия длится уже 4,5 млрд лет и продолжится ещё примерно 5 млрд. 

Солнце (несмотря на то что его относят к обидному классу "жёлтые карлики") достаточно велико, чтобы потом, когда водород закончится, перейти в более мощную фазу - выгорание гелия, на этот раз с образованием углерода.

И можно с уверенностью сказать, что эта стадия будет иметь катастрофические последствия для внутренних планет. За счёт более активных реакций Солнце будет становиться всё больше и больше, превращаясь в пульсирующий красный гигант. Оно поглотит Меркурий и Венеру, увеличив свой диаметр в сто раз, примерно до орбиты Земли.

По одному сценарию Солнце просто уничтожит Землю, которая испарится в раскалённой солнечной атмосфере. По другому, более "оптимистичному" сценарию Солнце выбросит более трети своей массы в виде солнечного ветра, и за счёт потери массы отпустит Землю на удалённую орбиту. Тогда Земля превратится в бесплодную обожжённую головёшку, продолжающую вращаться вокруг Солнца.

2 миллиарда лет - Пустыня

В самом начале, 4,5 млрд лет назад, мощность Солнца составляла 70% от современного, 2,5 млрд лет назад - 85%. Продолжая этот график, через пару миллиардов лет мы достигнем некой критической точки. К примеру, сравнительно небольшой Марс прошёл её ещё раньше, потеряв всю жидкость со своей поверхности, и нашу планету ждёт похожая участь. 

Какое то время, возможно много сотен миллионов лет, обратные связи Земли сумеют смягчать это воздействие. Чем больше тепловой энергии, тем интенсивнее испарение, следовательно, увеличение облачности, что способствует отражению света обратно в космос.

Увеличение тепловой энергии означает ускоренное выветривание пород, усиленное поглощение углекислого газа и снижение уровня парниковых газов. Таким образом, отрицательные обратные связи довольно долго будут сохранять условия для поддержания жизни на Земле.

В любом случае, через миллиард лет океаны начнут испаряться с катастрофической скоростью и атмосфера превратится в бесконечную парилку. Исчезнут ледники и заснеженные вершины гор, и даже полюса станут подобны тропиками. В таких условиях многие формы жизни всё смогут существовать, однако по мере дальнейшего разогрева, ещё примерно через миллиард лет, водород из атмосферы полностью испарится в космос и планета окончательно высохнет. В таких условиях выжить смогут только бактерии.

250 миллионов лет - Новые континенты

Одно из самых удивительных открытий 20-го века - тектоника, то есть движение континентов. Разница температур между внутренностями планеты и её поверхностью порождает гигантские конвективные ячейки:

Круговорот расплавленной породы двигает литосферные плиты со скоростью несколько сантиметров в год. За миллион лет континенты сдвигаются в среднем на 20-50 км, что уже довольно много. Анализируя состав и возраст океанского дна, а также геологических пород на пограничных областях учёные получили очень точную карту движений плит в прошлом:

Зная скорость и направление движения мы получим примерно такую картину на ближайшее будущее:

- атлантический океан расширится на несколько сотен километров, Тихий океан сузится на столько же,

- Австралия сдвинется на север к Азии, туда же двинется Антарктида,

- Африка столкнётся с южной Европой, сомкнув средиземное море и воздвигнув на месте столкновения горный хребет размером с Гималаи.

Однако чем дальше в будущее, тем больше неопределённости. Одно можно сказать точно - в итоге все материки сольются в один. Чтобы потом снова разбежаться. Собственно, такие события происходили в истории планеты не раз и не два. И именно это отличает Землю от других твёрдых планет солнечной системы, которые свою тектонику по той или иной причине потеряли. С этой точки зрения они "умерли", навсегда застыв в истории. Только космические катастрофы смогут кардинально изменить их облик.

Через 250 млн лет география Земли значительно изменится, и всё же она будет отражать прошлое. В местах столкновения континентов воздвигнутся горные хребты, произойдут перемены в климате и растительности, а также будут иметь место колебания уровней кислорода и углекислого газа в атмосфере. Эти изменения будут повторять в течение всей истории Земли.

продолжение следует...

Думаю, все уже в курсе, что пару дней назад учёные впервые объявили об обнаружении гравитационных волн. Про это было много новостей, на пикабу, по ТВ, на новостных сайтах и вообще везде. Однако при этом никто не затруднился объяснить читателю, что такое эти гравитационные волны и откуда они берутся. Сейчас я попробую восполнить этот пробел 

Сама идея о существовании гравитационных волн напрямую следует из Общей теории относительности, которую вывел один известный учёный чуть ли не сто лет назад. По правде говоря, общая теории относительности сама по себе заслуживает цикла постов (примерно такого же, как о специальной теории относительности: 1 2 3). Но нам, для общего понимания, достаточно знать основы: гравитация в ОТО это не сила, а изменение геометрии пространства. 

К примеру, когда мы кидаем камень, он падает на Землю. Однако ОТО утверждает, что на самом деле камень летит строго по прямой, которая находится в пространстве, искривлённом массой Земли. Если эту идею взять и перевести в матан, то можно увидеть нечто подобное:

Собственно, поэтому вы вряд ли найдёте в интернете статью исчерпывающую и доступную статью об ОТО - для человека без спецобразования там слишком сложный матан. Но мы сделаем вид, что нам всё это не нужно и продолжим.

Итак, определённые математические преобразования в ОТО приводят к уравнению волны, которая растягивает и сжимает само пространство. Если расположить на пути такой волны (и перпендикулярно её направлению) тела в форме круга, то его начнёт, образно выражаясь, колбасить:

Для тех, у кого аллергия на геометрию, есть более наглядная картинка:

Из этого принципа уже можно понять, как эти самые волны ловить - надо стоять с линейкой и измерять расстояние между телами (по причинам, указанным в следующем абзаце, длина самой линейки меняться не будет). Если расстояние ни с того ни с сего изменилось - значит эгегей, волна поймана! 

Но есть одна проблема. Очень большая проблема. Огромная проблема. Если оценивать масштабы проблемы, то всплывает следующее число: 

10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 - то есть десять в 40-й степени. Именно настолько гравитационное взаимодействие слабее самого обычно электромагнитного. То есть два электрона, помещённые рядом, будут притягиваться друг к другу собственной гравитацией в 10^40 раз слабее, чем отталкиваться своими же электромагнитными силами.

Образно говоря, с помощью малюсенького магнита мы сможем прикрепить к холодильнику бумажку, которую тянет вниз целая планета. Поэтому ловля гравитационных волн превратилась в целый квест для учёных. А чтобы понять суть квеста, надо сначала разобраться, как искомые волны образуются.

Если взять электромагнитные волны (к слову, видимый свет, радиоволны, рентгеновское излучение - это всё электромагнитная волна с различными частотами), то они возникают в результате ускоренного движения зарядов. Всё просто: ускоряем электрон - он начинает излучать кванты электромагнитного поля, т.е. фотоны.

С гравитацией абсолютно такая же ситуация - любое ускоренное движение массы порождает гравитационную волну. Между прочим, это означает, что двигая мышкой каждый из вас генерит гравитационные волны. Их силу вы сможете оценить на глазок, если будете знать мощность волн, которые вырабатываются в самой мощной паре солнечной системы "Юпитер-Солнце" - и это 5 кВт, что примерно равняется мощности двух бытовых чайников.

Поэтому обнаружения волн нам понадобятся объекты помассивнее и покомпактнее - типа пары сталкивающихся чёрных дыр.

В результате слияния из двух возникнет одна чёрная дыра, причём согласно ОТО её масса будет меньше, чем сумма масс исходных чёрных дыр. И вся эта разница, которая будет сопоставима с массой целых звёзд, разнесётся по вселенной в виде гравитационных волн.

Несмотря на их мощность, из-за огромных расстояний до Земли волны будут долетать сильно ослабленными. Поэтому учёным пришлось придумать механизм, в котором лазерный луч многократно отражается от особым образом подвешенных зеркал внутри двух изолированных вакуумных труб длиной 4 км каждая. 

За счёт этой самой многократности отражения мы сможем увидеть изменение расстояния между зеркалами на длину меньше атома. Причём таких детектора два - и 14 сентября 2015 года в 5:51 утра они поймали сигнал:

По выкладкам учёных, именно такую картину мы должны были увидеть в результате слияния двух чёрных дыр с массой около 30 наших солнц, выплеснувших энергию эквивалентную массе 3 солнц. Представьте, что наше солнце вдруг аннигилировало и умножьте на три - вся эта энергия превратилась в гравитационные волны, чтобы, пролетев 1,3 млрд световых лет, пройти через наши детекторы.

А теперь о последствиях. Несмотря на комментарии типа "теперь мы забацаем гравицапу как в халве" ничего подобного даже близко не предвидится. Чего следует ждать, так это развития системы обнаружения гравитационных волн. Самый перспективный проект называется LISA и подразумевает вывод на орбиту солнца трёх спутников с расстоянием 5 000 000 км между ними (сравните с 4 км в существующих детекторах). 

Вот что думают на этот счёт сами учёные:

Подумайте о новых возможностях в таком ключе: каждый раз, когда астрономы смотрели на нашу Вселенную в свете определенной длины волны — рентгеновском, инфракрасном, радио, гамма — они открывали аспекты, которых раньше не видели. Гравитационные волны будут такими же, только будут больше похожи на звук, чем на свет. Теперь мы будем не только смотреть на Вселенную, но и слушать ее. Мы всю жизнь были глухими, но теперь нам вернули слух.

А что мы можем услышать - тема для отдельного поста...

Продолжаем поиск кандидатов на эволюционный прорыв.

В первом посте был номинирован пингвин, который претендует ни много ни мало на покорение океанов.

Вторым номинантом стала зелёная слизь под названием Elysia chlorotica - моллюск, намеревающийся "переметнуться" в царство растений.

Ну а сегодня мы определим третьего кандидата.

В прошлом после речь зашла о горизонтальном переносе генов. На самом деле это гениальный приём - вместо того, чтобы постепенно эволюционировать с помощью скромных одиночных мутаций, организм сразу приобретает пару-тройку генов, которые, если повезёт, принесут с собой очень крутые скиллы.

Тот же моллюск вряд ли смог бы научиться фотосинтезу, если бы не специальные гены, полученные от съедаемых водорослей. Гены перенёс моллюску вирус - и, по сути, у многоклеточных организмов это единственный способ устроить горизонтальный перенос (на картинке мастер горизонтального переноса - вирус).

Однако случаи, когда вирусы вносят в ДНК чужой генетический материал, случаются редко. Чаще всего вирусы сами включатся в ДНК. Обычно ни к чему хорошему такое внедрение не приводит, однако в очень редких случаях это даёт невероятно мощный толчок к развитию.

Лучший пример - млекопитающие. Как известно, они делятся на сумчатых и плацентарных. И как показала история, вынашивание плода внутри, с образованием плаценты, даёт огромное преимущество перед вынашиванием в сумке.

Сколько вы знаете сумчатых из Америки? Наверняка кто-то вспомнит про опоссума.

И по сути он единственный представитель сумчатых на американских континентах (есть ещё отдельные разновидности). 

Это не кажется странным, но только если не знать, что Южная Америка - родина всех сумчатых. Миллионы лет назад весь континент был заселён ими (на картинке - сумчатый саблезубый тигр). 

Потом случилось следующее - между двумя соседними континентами образовался перешеек и плацентарные хищники, перешедшие с территории Северной Америки, уничтожили всех сумчатых на корню. Такой вот естественный геноцид. А выжил только опоссум (наверно потому что он та ещё сволочь).

И по сей день любые пересечения сумчатых и плацентарных приводят к вымиранию первых. Один из актуальных примеров - австралийская квокка. Она вымирает, потому что не может ничего противопоставить плацентарным хищникам, а точнее - обычным кошкам.

Так вот, возможность вынашивать плод внутри себя - в плаценте - это важнейший скилл (+100 к выживаемости, +200 к развитию). И появился он во многом благодаря встройке вируса в геном предка всех плацентарных. Вирус передал гены, которые помогли усыплять имунную систему. А для плода, чьи гены только на 50% мамины, нет ничего опасней, чем её иммунитет.

Подытожу: мутации с горизонтальным переносом у многоклеточных редки, но их роль в эволюции огромна.

И тут многие подумают "Ага, я с самого начала знал кто будет номинантом!!!!". 

Собсно, встречайте:

Претендент № 3 - Тихоходка

Почему? Тихоходка - настоящий экстремал. Она настолько далеко ушла от других многоклеточных, что любой другой претендент по сравнению с тихоходкой просто дитё малое.

Перечислим:

- Выдерживают пребывание в течение 20 месяцев в жидком кислороде при минус 193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до минус 271 °С; нагрев до до 100 °С в течение часа.

- Ионизирующее излучение в 570 000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген.

- Выживают при давлении 6000 атмосфер.

- Спокойно переносят 10 дней в открытом космосе (ваккуум + холод + космическая радиация). Причём верхний предел выживания неизвестен.

Секрет этих животных в умении впадать в полнейший анабиоз. Из них выпаривается почти вся вода - 99%, а тело покрывается восковой оболочкой. Выглядит это примерно так

Ключевой момент всей ситуации - в иссушенном состоянии ДНК в клетках распадается на куски. Любой другой организм на этом этапе мог бы быть признан скончавшимся. Но не тихоходка. У неё есть особый набор белков, которые при возвращении нормальных условий сшивают ДНК обратно.......и есть среди генетического материала тихоходки оказывается что-то ещё, это что-то сшивается за компанию.

А теперь цитата из новости, датируемой ноябрём этого года:

"В ходе исследования учёными из университета Северной Каролины в Чапел-Хилле (США) было выявлено, что свыше 6500 участков ДНК (~17 %) из 38 тысяч генов тихоходки были «позаимствованы» у других организмов. Большая часть из них была получена от бактерий-экстремофилов, но при этом в геноме тихоходок так же присутствуют гены растений, грибов и архей."

Учитывая, что в среднем у многоклеточных лишь 1% приобретённых генов, получается, что тихоходка воистину королева горизонтального переноса.

Однако чуть позже биологи из Университета Эдинбурга (Великобритания) предположили, что массовое заимствование чужих генов, следы которого недавно якобы удалось найти в геноме тихоходок, на самом деле может быть результатом загрязнения.

Так что вопрос о генетической прожорливости тихоходок под вопросом. Тем более что на пятки ей наступает некто коловратка с 8% заимствованных генов (что тоже охренеть как много).

Какая перспектива? Как бы то ни было, тихоходка остаётся уникальным экстремалом. И она выживет там, где любые многоклеточные спасуют.

Существует много сценариев развития событий на планете, в котором выживают лишь бактерии (и чтобы биологи сильно не возмущались, добавлю - и археи). 

Можно сказать, что это уже некий штамп. Бактерии выживают, а потом запускают эволюцию с "нуля"... Но тут мы можем вспомнить, что бактериальный тип не подразумевает интересной эволюции. Всё многообразие многоклеточных животных на планете появилось из уникальной во всех отношениях эукариотической клетки. Которая, в свою очередь, возникла в слишком уникальных условиях, чтобы надеяться на повторение сценария.

И наша тихоходка может стать неким мостом между погибшим миром, и миром новым. Или же она превратится в космического путешественника, заселившего другие планеты - что будет гораздо интереснее, чем если это сделают бактерии. Ведь им, одноклеточным ребятам, требуется слишком много времени, чтобы превратиться во что-то сложное (по статистике примерно 1,5-2 млрд лет). 

А если новость о генетической прожорливости тихоходки подтвердится, то в конечном итоге существует вероятность появления настоящего захватчика чужих генов, монстра-франкенштейна, по сравнению с которым упомянутый выше моллюск-растение всего лишь жалкий дилетант.

На этом фантазии закончим. Всё равно никто не сможет проверить, воплотятся они в жизнь или нет (к сожалению мы не можем быть уверены, что @dipFireWorker выполнит своё обещание). Но уже сейчас не существует более экстремального организма, чем тихоходка со своими неуклюжими толстыми ножками.

В следующем посте я вернусь к обычному формату, в котором мы просто разбираемся с тем, что имеем на данный момент. А имеем мы новую теорию эволюции, которая, сохранив основной посыл, вобрала в себя недавно открытые, удивительные и очень неожиданные принципы.

продолжение следует